淺析泵閘在區(qū)域防汛調(diào)水中的運(yùn)用

吳衛(wèi)明

【摘 要】水泵和閘配合，形成泵閘。使水體能夠經(jīng)濟(jì)、有效地按照人們的意愿流動。讓人們面對旱澇災(zāi)害時，不再無能為力，望水興嘆。

【關(guān)鍵詞】泵閘運(yùn)用;防汛;調(diào)水

前言

隨著國民經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，國家在水利設(shè)施建設(shè)的投入不斷加大。各地區(qū)的水閘維修、改建、新建項(xiàng)目不斷增多。對改建和新建項(xiàng)目的建設(shè)和規(guī)劃，應(yīng)該充分考慮區(qū)域防汛和調(diào)水的實(shí)際需求。阻擋水體依靠壓力差而自由流動的水閘，在擋水方面作用突出，但在水體壓力差倒掛時，水閘對水流控制就顯得無能為力了。我們在防汛和調(diào)水時，往往需要水體按照我們的意愿流動，為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，泵閘或泵站展現(xiàn)出其突出的優(yōu)勢。比如，著名南水北調(diào)工程，就是在我國南低北高的地理環(huán)境下，利用多個大型水利樞紐，改變水體流向，逐級提升水位，將水資源充沛的南方之水，調(diào)到水資源匱乏的北方。

本人自到嘉定區(qū)河道水閘管理所工作以來，長期在嘉定區(qū)蕰藻浜以南地區(qū)（下文簡稱蕰南地區(qū)）一線工作，現(xiàn)結(jié)合實(shí)際，談?wù)劚瞄l在區(qū)域防汛調(diào)水中的運(yùn)用。

蕰南地區(qū)地理地形概述

嘉定區(qū)位于上海西北部，東與寶山區(qū)、普陀區(qū)接壤，西與江蘇省昆山市毗連，南襟蘇州河，與閔行區(qū)、青浦區(qū)相望，北依瀏河，與江蘇省太倉市為鄰?？傮w地勢呈北高南低、西高東低之勢。蕰藻浜東西方向從嘉定中部穿過。在蕰藻浜以南地區(qū)（以下簡稱蕰南地區(qū)），真新街道全部，江橋鎮(zhèn)大部，及與之相連的封浜、南翔鎮(zhèn)的一部分，有成片高程在3.2米以下的低洼地。又有京滬鐵路和高速東西方向穿過蕰南地區(qū)，截?cái)嗖糠趾恿?，形成“斷頭河”，造成南北水流不通暢。而上海市為了保護(hù)蘇州河水體，一般禁止嘉定河道向南往蘇州河排水。因此，蕰南地區(qū)南端沿蘇州河水閘基本長期關(guān)閉。種種因素綜合，造成嘉定蕰南地區(qū)水系不暢，水動力不足，水體質(zhì)量差，又因地勢低洼，容易積澇成災(zāi)等現(xiàn)狀。

調(diào)研論證

為解決蕰南地區(qū)水環(huán)境和積澇問題，嘉定水務(wù)局委托揚(yáng)州大學(xué)對蕰南地區(qū)水系進(jìn)行調(diào)研論證，編制了《嘉定蕰南中部地區(qū)水環(huán)境治理——引調(diào)水專項(xiàng)規(guī)劃》，并經(jīng)上海市水務(wù)局批復(fù)同意實(shí)施。

規(guī)劃實(shí)施

為了既要保護(hù)蘇州河水體，又能增強(qiáng)蕰南地區(qū)水體流動性，改善蕰南地區(qū)水環(huán)境，控制區(qū)域水位，防止積澇成災(zāi)，嘉定區(qū)水務(wù)局制定了“閘引泵排，南引北排”指導(dǎo)方針。并按照引調(diào)水專項(xiàng)規(guī)劃，在蕰南地區(qū)北端，蕰藻浜南岸沿線支流河道上，新建了淺江泵閘、封浜泵閘、橫瀝泵閘及狗頸骨節(jié)制閘、花園江節(jié)制閘、豎張涇節(jié)制閘。整個工程體系自2009年開始建設(shè)，陸續(xù)投入使用，至2016年底，全部建成投入使用。

水閘和泵閘的區(qū)別在于，泵閘有水泵，通過水泵提供外部動力，使水體可以按照人們的意愿流動，不受水位倒掛影響。在外圍水位高，而內(nèi)部積澇時，或外部水位低，內(nèi)部干涸時，水閘只能望水興嘆。而泵閘因?yàn)橛兴?，在外圍水位高，而?nèi)部積澇時，可以用水泵提供動力，將內(nèi)部積澇強(qiáng)排出去;外部水位低，而內(nèi)部干涸時，可以利用水泵動力引入水流。而當(dāng)需要水體由高水位流向低水位時，泵、閘齊開，可以縮短時間，提高效能。

新建幾座泵閘的作用就是利用水泵的外部動力，將地勢較低的蕰南地區(qū)水體，排入地勢較高的蕰藻浜，使得蕰南地區(qū)水位低于南端的蘇州河水位，沿蘇州河水閘適時開閘，向蕰南地區(qū)引入蘇州河水。達(dá)到南引蘇州河水，北排蕰藻浜的效果。使蕰南地區(qū)水體由南向北有序流動，增加區(qū)域水體動力，達(dá)到改善區(qū)域水環(huán)境的目的。

淺江泵閘靠近蕰南地區(qū)西北地勢較高地段，排水時段較少，采用小型泵閘，在蕰南地區(qū)水位較高，產(chǎn)生積澇時，開泵向蕰藻浜排水;而封浜泵閘、橫瀝泵閘處于東北地勢較低地段，排水時段較多，因此采用中型泵閘，日常開泵向蕰藻浜排水。各泵閘閘門及節(jié)制閘閘門日常關(guān)閉，阻止蕰藻浜水回流。蕰南地區(qū)南端，沿蘇州河水閘，在區(qū)域水位低于蘇州河水位時，開閘引入蘇州河水。

在汛期需預(yù)降區(qū)域水位或排除積澇時，各泵閘全力開泵向蕰藻浜排水，如區(qū)域水位高于蕰藻浜水位時，開閘輔助排水，增強(qiáng)區(qū)域防汛排澇能力。

工程效果

自工程體系中各項(xiàng)工程陸續(xù)投入使用以來，蕰南地區(qū)水體流動有序性逐漸加強(qiáng)，水動力逐步提高，水體質(zhì)量逐步改善。整個工程體系建成投入使用后，蕰南地區(qū)水環(huán)境得到有效改善，區(qū)域防汛排澇能力顯著增強(qiáng)。經(jīng)歷了一次次臺風(fēng)暴雨的考驗(yàn)，在保證南部蘇州河水體質(zhì)量的前提下，既逐步減小少了區(qū)域黑臭水體，也大大提高整個區(qū)域水體質(zhì)量。

效果分析

整個工程體系之所以能夠產(chǎn)生這么好的效果，關(guān)鍵在于整個體系以3個泵閘為核心。運(yùn)用閘門阻擋水體自北向南自由流動，運(yùn)用水泵的外部動力，為區(qū)域水體自低向高、自南向北流動提供動力，使得區(qū)域水位低于南端的蘇州河水位時，開啟沿蘇州河水閘，向北引入蘇州河水。整個工程體系，通過閘和泵的綜合運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)南引蘇州河水，向北排入蕰藻浜規(guī)劃目標(biāo)。使區(qū)域水體有序流動，增強(qiáng)了水體動力，改善了水體質(zhì)量。

蕰南地區(qū)在汛期預(yù)降水位或遇惡劣天氣排澇時，通過3個泵閘加強(qiáng)排水，當(dāng)區(qū)域內(nèi)水位高于蕰藻浜水位時，開啟節(jié)制閘輔助排水，泵和閘配合，既節(jié)能，又高效。能夠有效應(yīng)對臺風(fēng)暴雨的洗禮，增強(qiáng)了區(qū)域防汛除澇能力。

因此，通過整個工程體系的配合運(yùn)用，能夠使蕰南地區(qū)水體自南向北有序流動，既保證了南端蘇州河水體質(zhì)量，又提高了區(qū)域水環(huán)境質(zhì)量，使區(qū)域防汛除澇能力得到有效提升。

不足之處

由于地處江南水鄉(xiāng)，河流眾多，綜錯復(fù)雜。因此，在實(shí)際運(yùn)用中發(fā)現(xiàn)，回流較多，泵閘水泵容量不足，水泵排水被回流沖抵較多。造成蕰南地區(qū)南端靠近蘇州河區(qū)域向北水動力不足，該區(qū)域水位長時段高于蘇州河水位，使得沿蘇州河水閘大部分時間不得不關(guān)閉，造成南引蘇州河水量不足。

整個工程體系運(yùn)行效果在蕰南地區(qū)北端比較明顯，水體流動性好，水質(zhì)提升較大;南端效果較弱，水體流動性較差，水質(zhì)提升較小。

亟待完善

嘉定區(qū)水務(wù)局對蕰南地區(qū)的防汛調(diào)水指導(dǎo)方針明確，專項(xiàng)規(guī)劃方案思路正確。由于該地區(qū)綜錯復(fù)雜的河流眾多，造成回流較大，使得南引蘇州河水量不足。

針對這種情況，可以繼續(xù)按照既定方針和專項(xiàng)規(guī)劃思路，新建節(jié)制閘和泵閘，完善整個工程體系，一是減少回流量，二是加大泵容量，才能更好地增加區(qū)域水體有序流動，更有效地改善區(qū)域水環(huán)境。

在其它較小的回流河口新建節(jié)制閘，控制回流;在其它較大的回流河口新建泵閘，新建泵閘的泵容量要盡可能大，有效控制回流，加大向北排入蕰藻浜的排水量。對已建成的三座泵閘，要綜合運(yùn)用泵合閘，加大向北排入蕰藻浜的排水量。并且對于這三座泵閘，一旦有合適的改造機(jī)會，盡可能加大泵容量，以增加向北排入蕰藻浜的排水量。

在整個工程體系更加完善之后，相信整體效果會更加理想。

也可以改變規(guī)劃思路，借改造蕰南區(qū)域南端沿蘇州河的水閘之機(jī)，增設(shè)水泵，改成泵閘。利用沿蘇州河泵閘的水泵提外部動力，強(qiáng)引蘇州河水，增加區(qū)域水體北向動力，達(dá)到南引蘇州河水，北排蕰藻浜的目的。

前景展望

自大禹治水以來，人類不斷同洪水猛獸作斗爭。然而，面對洪水猛獸，人類總是顯得那么蒼白無力。之所以如此，就是因?yàn)槿藗儫o法克服水往低處流的自然規(guī)律。水泵的出現(xiàn)，使人類可以按照自己的意愿，控制水體流動。

隨著水泵技術(shù)的不斷發(fā)展，水泵由原來的抽水灌溉、樓房供水，逐步走向防汛排澇;由橋洞、隧道排除積水，到南水北調(diào)。水泵不僅與我們的生活越來越緊密，也關(guān)系到人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

水泵在水利方面的應(yīng)用由原來的排水灌溉，走向調(diào)水排澇時，考慮到水流的雙向性和自由流動性，通常與閘門配合比較經(jīng)濟(jì)，這就形成了泵閘。當(dāng)需要讓水體由高水位側(cè)向低水位側(cè)流動時，開啟閘門比較經(jīng)濟(jì)，情況緊急時泵、閘齊開，效率高;當(dāng)需要水體由低水位流向高水位時，開啟水泵，提供外部動力，增加水體的勢能，并關(guān)閉閘門，阻擋回流。

由泵和閘配合，使水體能夠經(jīng)濟(jì)、有效地按照人們的意愿流動。讓人們面對旱澇災(zāi)害時，不再無能為力，望水興嘆。因此，泵閘成為人類戰(zhàn)勝自然，同洪水猛獸作斗爭的一大法寶，泵閘也必將成為未來水閘的主流，在區(qū)域防汛調(diào)水管理中得到廣泛應(yīng)用。

（作者單位：上海市嘉定區(qū)河道水閘管理所）