江蘇鹽城沂南區(qū)典型年區(qū)域排水能力分析

杭慶豐 周曉強(qiáng) 王書亮 劉永亮 韓成友

江蘇鹽城沂南區(qū)典型年區(qū)域排水能力分析

杭慶豐 周曉強(qiáng) 王書亮 劉永亮 韓成友

一、自然地理概況

根據(jù)江蘇省水資源區(qū)劃，鹽城沂南區(qū)東臨黃海，南以廢黃河—淤黃河為界，西與連云港市灌南縣、淮安市漣水縣接壤，北則隔灌河與連云港市相望，區(qū)域總面積2022km2（海堤內(nèi)水資源分區(qū)面積1821Km2），約占鹽城全市面積的11.9%左右。

鹽城沂南區(qū)地處黃泛沖積平原，區(qū)內(nèi)地勢總體呈中部高亢、南北兩側(cè)漸低之勢。其中，區(qū)域中部廢黃河高亢地區(qū)的地面高程介于5.0～8.0m，而東北部地面高程一般僅有2.5 m左右。

二、區(qū)域排水工程

鹽城沂南區(qū)以區(qū)間由西向東的廢黃河—中山河為界，自然形成響水、濱海兩個(gè)主要的排澇分區(qū)，以及一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的廢黃河高亢地自排區(qū)。

響水排澇分區(qū)控制面積約為1272km2，該分區(qū)在灌河沿線建有紅衛(wèi)閘、響水船閘、運(yùn)響河閘、新建閘、海安閘、南潮河閘、民生河閘等7座中型排水涵閘，以及其他35座小型涵閘，另在沿海灌東鹽場一線建有25座小型涵閘。發(fā)生洪澇時(shí)，該分區(qū)除灌東鹽場管理范圍內(nèi)的澇水由沿海涵閘獨(dú)立排入大海之外，其余大量澇水主要通過灌河沿線的排水口門經(jīng)灌河排入大海。

濱海排澇分區(qū)控制面積約為453km2，該區(qū)域在沿海建有翻身河閘、淤黃河閘等2座中型排水涵閘，以及其他2座小型涵閘，該分區(qū)的澇水主要通過翻身河閘和淤黃河閘排入大海。

此外，橫跨濱海、響水兩縣的中山河上建有濱海新閘，控制面積約為323km2（其中鹽城境內(nèi)242km2）的廢黃河高亢地區(qū)坡面產(chǎn)水，以及經(jīng)大套一站和菱陵一、二站抽排的里下河區(qū)、渠北區(qū)的部分澇水，均主要通過該閘進(jìn)行自排。

鹽城沂南區(qū)沿灌沿海主要排水涵閘見表1。

三、區(qū)域排水狀況

1.典型年份

鹽城沂南區(qū)地處北亞熱帶向暖溫帶過渡地區(qū)，海洋性氣候明顯。盛夏秋初，常發(fā)生對(duì)流性強(qiáng)降雨和臺(tái)風(fēng)雨，并容易造成突發(fā)性、災(zāi)害性的區(qū)域洪澇?，F(xiàn)根據(jù)該地區(qū)近20年來逐年降雨情況，選取雨水災(zāi)情較為嚴(yán)重的2000年、2003年、2005年、2006年以及2012年為典型年。

上述典型年，年平均降雨量1036.0mm，主汛期平均降雨量約占年平均降雨量的80.3%，為832.1mm；典型年中，2000年年降雨量最大，為1306.3mm。2006年年降雨量最小，為743.1mm。盡管各典型年年降雨量存在一定差異，但每年主汛期的降雨均較為集中，這期間降雨量一般約占相應(yīng)年份年降雨量的73.3%～83.6%。

此外，典型年主汛期區(qū)域降雨還具有顯著的高強(qiáng)度、大范圍特點(diǎn)。其中，最為嚴(yán)重的特大暴雨發(fā)生在2000年8月30日，該日受臺(tái)風(fēng)“派比安”中心影響，地處分析區(qū)域內(nèi)的響水縣響水口站最大24小時(shí)降雨量達(dá)825mm，為江蘇歷史之最，重現(xiàn)期近萬年一遇。2012年8月10日，受超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)影響，該縣最大6小時(shí)、最大9小時(shí)降雨量又均超江蘇歷史。

表1 鹽城沂南區(qū)沿灌沿海主要排水涵閘特性一覽表

2.資料收集

目前，鹽城沂南區(qū)沿灌河一線暫無國家水文站，沿海一線也僅設(shè)有濱海新閘水文站和翻身河閘水位站，這導(dǎo)致可直接用于分析區(qū)域進(jìn)出水量的實(shí)測水文資料相對(duì)缺乏。為此，本次分析主要采用水文調(diào)查的形式，對(duì)區(qū)域排水口門當(dāng)年的工程設(shè)施、工程調(diào)度、閘門開啟情況，暴雨后的洪水痕跡，以及洪澇高峰時(shí)局部地區(qū)破圍破堤等基本情況進(jìn)行詳實(shí)的調(diào)查。同時(shí)，對(duì)該地區(qū)歷史上水文巡測所率定的各類進(jìn)出水口門水位流量關(guān)系進(jìn)行收集。

3.分析方法

具體分析時(shí)，首先利用水文部門2013年、2014年主汛期在鹽城沂南區(qū)開展的水文巡測資料，對(duì)重點(diǎn)排水口門歷史水位流量關(guān)系進(jìn)行校測與修正，再據(jù)此對(duì)相關(guān)口門各典型年主汛期的逐日平均排水流量進(jìn)行推算。其次，利用余下小型涵閘的工程特性，小型涵閘相對(duì)獨(dú)立的集水面積與鄰近重點(diǎn)排水口門之間的倍比關(guān)系，以及通過水文調(diào)查所獲得的開閘排水過程等要素，對(duì)這部分小型涵閘典型年主汛期的逐日平均排水流量進(jìn)行推算。最后，通過各類涵閘同期排水量匯總，初步得出分析時(shí)段區(qū)域排水量及排水過程。

為了確保上述分析成果的客觀性和可靠性，本次分析在充分考慮鹽城沂南區(qū)南側(cè)、西側(cè)等周邊進(jìn)水的同時(shí)，另結(jié)合區(qū)域典型年主汛期降雨過程，以及當(dāng)?shù)貜?fù)雜的下墊面的特點(diǎn)和產(chǎn)流特性，分別按照水面、水稻田、旱荒地和城鎮(zhèn)道路等四類土地類型，建立不同下墊面條件下的降雨徑流產(chǎn)流計(jì)算方法，并據(jù)此推算出較為貼近實(shí)際的區(qū)域逐日進(jìn)水、產(chǎn)水過程，以此驗(yàn)證地區(qū)同期排水過程的合理性。

4.分析成果

（1）典型年區(qū)域排水量

①區(qū)域各分析時(shí)段排水量

經(jīng)分析，鹽城沂南區(qū)2003年區(qū)域年排水量最大，水量為35.96億m3。2000年、2005年區(qū)域年排水量次之，水量分別為24.1億m3和22.86億m3。2006年、2012年區(qū)域年排水量相對(duì)較小，均為17.0億m3左右。

而典型年主汛期，同樣是2003年區(qū)域排水量最大，水量為19.92億m3。2000年、2005年區(qū)域排水量次之，水量約為15.0億m3左右。2006年、2012年區(qū)域排水量相對(duì)較小，水量均為9.8億m3。各典型年主汛期區(qū)域排水量占全年排水量的比重總體相近，一般介于55.4%～66.7%。

②區(qū)域各排澇分區(qū)排水量

鹽城沂南區(qū)根據(jù)地理及水系狀況，分為響水分區(qū)、濱海分區(qū)，以及廢黃河高亢地自排區(qū)等三個(gè)排澇分區(qū)。在各典型年主汛期，響水分區(qū)逐年排水量介于6.227～11.21億m3，明顯高于相同年份其他各分區(qū)排水量。該分區(qū)2003年主汛期排水量約占鹽城沂南區(qū)排水總量的48.0%，其余各典型年主汛期排水量均占鹽城沂南區(qū)排水總量的63.8%以上。

在上述三個(gè)排澇分區(qū)中，濱海分區(qū)典型年主汛期排水量最小，各年排水量僅有1.315億～3.779億m3，約占相應(yīng)時(shí)段鹽城沂南區(qū)排水總量的8.4%～19.0%。

此外，綜合各排澇分區(qū)年排水狀況分析，響水分區(qū)、濱海分區(qū)年排水量受降雨影響為主，而廢黃河高亢地自排區(qū)年排水量除受當(dāng)年降雨影響之外，尚受該分區(qū)中山河上游楊莊閘、楊莊活動(dòng)壩水電站等水利工程調(diào)度運(yùn)行影響。這些水利工程設(shè)施調(diào)度運(yùn)行，在非汛期仍給地處中山河下游的濱海新閘排水提供了比較充足的水源，導(dǎo)致該分區(qū)年排水量占鹽城沂南區(qū)排水總量的比重，較主汛期出現(xiàn)了平均19.2%左右的增幅。與此同時(shí)，響水分區(qū)、濱海分區(qū)年排水量所占比重則有所下降，平均降幅分別為16.5%和2.7%。

③區(qū)域各排水路徑排水量

鹽城沂南區(qū)澇水主要經(jīng)灌河一線、沿海一線實(shí)施外排，其中灌河一線是該區(qū)域主汛期十分重要的排水路徑。

典型年主汛期，灌河一線排水量為5.365～9.152億m3，除2003年排水量約占鹽城沂南區(qū)排水總量的38.8%之外，其他年份的排水量比重均在54.9%以上；受廢黃河高亢地自排區(qū)非汛期排水量比重增大等因素影響，灌河一線全年排水量在區(qū)域排水量中的比重有所下降，其中2000年、2005年、2006年以及2012年的排水量比重均介于41.2%～51.8%。

（2）區(qū)域最大日均排水流量

為了探求鹽城沂南區(qū)典型年實(shí)際最大排水能力，現(xiàn)重點(diǎn)對(duì)區(qū)域主汛期的排水過程以及最大日均排水流量進(jìn)行逐年分析。

2000年主汛期，鹽城沂南區(qū)排水總量為15.67億m3。在臺(tái)風(fēng)影響期間，該地區(qū)8月24日～9月9日出現(xiàn)了一次明顯的排水過程，排水量約為9.406億m3，約占當(dāng)年主汛期排水量的60.0%左右。同時(shí)，該地區(qū)在8月31日發(fā)生了近20年來歷史最大日均排水流量1540 m3/s。在當(dāng)時(shí)排澇條件下，這場澇水在雨后8天基本排完。

2003年主汛期，分析區(qū)域排水總量為19.92億m3。該年雨期較長，排澇過程主要集中在6月26日～7月28日，排水量約為11.13億m3，于7月19日出現(xiàn)最大日均排水流量656m3/s。

2005年主汛期，鹽城沂南區(qū)排水總量為15.24億m3，排澇過程主要集中在7月31日～8月11日，排水量約為4.651億m3，于8月1日出現(xiàn)最大日均排水流量884m3/s。

表2 鹽城沂南區(qū)典型年各分析時(shí)段排水量統(tǒng)計(jì)表水量：億m3

2006年主汛期，分析區(qū)域排水總量為9.766億m3，該年有兩次排澇過程，第一次發(fā)生時(shí)間為6月29日～7月12日，排水量為1.786億m3，于7月 5日出現(xiàn)該階段最大日均流量360m3/s；第二次發(fā)生時(shí)間為8月6日～8月11日，排澇量為1.164億m3，于8月7日出現(xiàn)年最大日均流量386m3/s。

2012年主汛期，鹽城沂南區(qū)排水總量為9.794億m3。在此期間當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)了兩次明顯的排澇過程，其中由超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)所引發(fā)的排澇過程發(fā)生時(shí)間為8月10日～8月16日，該時(shí)段區(qū)域排水量為3.163億m3，并于8月11日發(fā)生了近20年來次大日均排水流量為1100 m3/s。

上述典型年中，2000年、2005年、2012年鹽城沂南區(qū)先后出現(xiàn)較大日均排水流量，相關(guān)年份6～9月份主汛期排水過程詳見圖1。

表1鹽城市沂南區(qū)主要典型年6～9月份排水過程線圖

四、結(jié)論與建議

綜上所述，鹽城沂南區(qū)在2000年、2003年、2005年、2006年以及2012年等典型年，受強(qiáng)對(duì)流降雨或臺(tái)風(fēng)雨影響，先后發(fā)生了較為嚴(yán)重的區(qū)域性澇情。其中，2003年區(qū)域年排水量最大，水量達(dá)35.96億m3。2000年8月31日，該區(qū)域發(fā)生了近20年來最大日均排水流量1540m3/s。

另外，結(jié)合鹽城沂南區(qū)區(qū)內(nèi)排澇分區(qū)、排澇路徑等因素分析，典型年主汛期響水排澇分區(qū)的排水能力相對(duì)較強(qiáng)，2000年分區(qū)排水量達(dá)到11.21億m3。在多數(shù)典型年主汛期，該分區(qū)的排水量是同期其他分區(qū)排水總量的1.0～4.0倍；而地處響水排澇分區(qū)北側(cè)的灌河一線，則是鹽城沂南區(qū)十分重要的排水途徑。一般情況下，其主汛期排水量約占區(qū)域排水總量的54.9%～65.6%左右，約為沿海一線排水量的1.2～1.9倍。

考慮到鹽城沂南區(qū)在典型年所遭遇的暴雨、特大暴雨均具有雨強(qiáng)大、范圍廣的特性，而且在2000年抗擊臺(tái)風(fēng)期間，該區(qū)域也曾因洪澇局部破堤。為此，建議有關(guān)部門在當(dāng)前可結(jié)合區(qū)域現(xiàn)有最大排水能力以及歷史上防汛措施的薄弱點(diǎn)，有針對(duì)性地進(jìn)一步合理配置灌河、沿海一線的防汛設(shè)施，切實(shí)提高區(qū)域的防洪標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際排水效率，從而確保區(qū)域防汛安全■

（作者單位：江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局224000）