太湖流域沿江蘇長江段缺測引排水量推算
——以澡港閘為例

陳衛(wèi)東，華 晨，費國松，潘 杰

（江蘇省水文水資源勘測局常州分局，江蘇常州213022）

江蘇省第三次水資源調(diào)查評價工作主要是全面摸清近年來江蘇省水資源數(shù)量、質(zhì)量、開發(fā)利用、水生態(tài)環(huán)境的變化情況，準(zhǔn)確掌握水資源取用、水資源消耗、水環(huán)境損害、水生態(tài)退化的情況，系統(tǒng)分析1956—2016年江蘇省水資源的演變規(guī)律，提出全面、真實、準(zhǔn)確、系統(tǒng)的評價成果，為水資源精細(xì)化管理提供技術(shù)支撐與決策依據(jù)。江蘇省太湖流域沿長江段引排水量計算是江蘇省第三次水資源調(diào)查評價工作重要內(nèi)容之一，各口門引排水量數(shù)據(jù)的完整性是江蘇省太湖流域沿長江段引排水量計算的重要基礎(chǔ)。

1 研究區(qū)概況

太湖流域沿長江段位于南京段以下的長江下游段，江堤長約207 km，其中江堤138 km，海塘69 km；沿線有京杭運河、德勝河、白屈港、張家港、瀏河等68個通江口門［1］。其中湖西區(qū)有大口門6個，小口門9個，布設(shè)水文站4個；武澄錫虞區(qū)有大口門7 個，小口門28 個，布設(shè)水文站6 個；陽澄淀泖區(qū)有大口門4個，小口門14個，布設(shè)水文站5個［2-3］。目前僅有極少數(shù)口門具有全系列（1956—2016 年）引排水量資料，采用實測資料統(tǒng)計分析，其他為無實測資料的口門，采用推流計算。

2 無資料口門引排水量推流方法

2.1 流量巡測資料關(guān)系法

選取引排江水量特性相近的站點作為基點站，根據(jù)基點站同期引排江水量巡測資料，建立比例關(guān)系進(jìn)行推算，計算式為

式中：為口門引（排）水量，104m3；為基點站同期引（排）江水量，104m3；k為口門與基點站流量巡測資料的比值。

2.2 過水面積比關(guān)系法

選取引排江水量特性相近的站點作為基點站，采用過水面積比與基點站同期引（排）水量的乘積，計算口門引（排）水量，計算式為

式中：為口門引（排）水量，104m3為基點站同期引（排）水量，104m3；S1為口門所在河過水?dāng)嗝婷娣e，m2；S2為基點站所在河過水?dāng)嗝婷娣e，m2。

根據(jù)《水力學(xué)》（第二版）［4］，過水?dāng)嗝婷娣e計算式為

式中：S為過水?dāng)嗝婷娣e，m2；b為底寬，m；m為邊坡系數(shù)；h為水深，m。

相關(guān)斷面資料數(shù)據(jù)可以通過查找各地水利志得到。通常情況下，底高為0.0~1.0 m，底寬為10~15 m，邊坡為1∶3或1∶4。計算水位可取4.5~4.3 m，或取沿江平均感潮位與內(nèi)河平均水位的中值為計算水位。其中，湖西區(qū)沿江感潮位采用小河新閘站資料，內(nèi)河水位采用大運河常州站資料；武澄錫虞區(qū)沿江感潮位采用江陰站資料，內(nèi)河水位采用錫澄運河青陽站資料；陽澄淀泖區(qū)沿江感潮位采用系列較長的基點站資料，內(nèi)河水位采用陽澄湖相城站資料。

2.3 月引排江水量資料關(guān)系法

選取引排江水量特性相近的站點作為基點站，根據(jù)基點站同期的月引排江水量資料，建立比例關(guān)系進(jìn)行推算，計算式為

銀行貸款方面，雖然目前我國很多銀行都有了自己的小額信貸部門，但從小微企業(yè)通過銀行貸款融資的過程和結(jié)果看，依然很受“歧視”。原因包括：

2.4 逐日平均流量表關(guān)系法

選取引排江水量特性相近的站點作為基點站，根據(jù)基點站同期的逐日平均流量表進(jìn)行推算，計算式為

式中，W引為口門引江水量，104m3，Q為基點站同期引江水量，104m3；W排為口門排江水量，104m3；q為基點站同期排江水量，104m3。

3 應(yīng)用實例和相關(guān)性分析

3.1 應(yīng)用實例概況

3.1.1 澡港河（澡港閘水文站）

澡港河為常州市三大沿江口門之一，北起長江錄安州口，向南穿越原武進(jìn)縣圩塘鎮(zhèn)（建有圩塘老閘），最終在飛龍橋處匯入關(guān)河。澡港河先后經(jīng)過1952 年、1969 年、1995 年3 次 較 大 規(guī) 模 的 整治。1952 年整治以后，河堤高程約6.0 m，口寬約40 m，底寬為5 m，河底高程為1.00 m。1969 年整治以后，河堤高程約6.50 m，口寬約46 m，底寬為10 m，河底高程為0.50 m，并擴(kuò)建圩塘閘。1995 年整治以后，圩塘閘拆除，在入江口處新建澡港水利樞紐。

澡港閘水文站位于常州市新北區(qū)春江鎮(zhèn)，2003年1月由常州市水利局設(shè)立，2014年11月改為基本水文站，2007 年以后整編刊印逐日引排水量統(tǒng)計成果。

3.1.2 新孟河（小河新閘水文站）

新孟河（1966 年之前為老孟河）為常州市三大沿江口門之一。東由長江小夾江蔭沙口流入，蜿蜒穿越原武進(jìn)縣小河鎮(zhèn)（建有小河閘），西至石橋村折向南，最終在奔九橋處匯入大運河。新孟河先后經(jīng)過1959 年、1960 年、1965 年、1966 年4 次較大規(guī)模的整治。1959 年整治之前，河堤高程約6.50 m，口寬約50 m，河道底寬為5 m，河底高程為0.50 m。1959 年整治之后，河堤高程約6.50 m，河面口寬約65 m，河道底寬為15 m，河底高程為0.0 m。1966 年整治之后，新孟河由蔭沙口直接拓浚至石橋村（彎段取直），1966 年新建小河水閘，河堤高程約6.50 m，河面口寬約70 m，河道底寬為20 m，河底高程為0.0 m。

小河新閘站原名為小河站，位于原武進(jìn)縣小河鎮(zhèn)，1935 年11 月設(shè)立為水文站，1937 年停測；1947年6月恢復(fù)設(shè)立，1949年停測；1950年7月在原小河閘恢復(fù)設(shè)立，1952年4月上遷八圩埭，1953年5月改為水位站；1957年5月回遷至小河閘，改為小河閘水文站；1966年4月遷至現(xiàn)址（常州市新北區(qū)孟河鎮(zhèn)小河水閘），更名為小河新閘水文站。1966年以后，小河新閘站整編刊印逐日引排水量統(tǒng)計成果。

3.1.3 德勝河（魏村閘水文站）

德勝河為常州市三大沿江口門之一，北起長江大沙口，向南穿越原武進(jìn)縣魏村鎮(zhèn)（在通江橋處建有魏村老閘），最終在連江橋處匯入大運河。德勝河先后經(jīng)過1952年、1958年、1972年、1995年4次較大規(guī)模的整治。1952 年整治以后，河堤高程約6.50 m，河面口寬約55 m，河道底寬為7 m，河底高程為0.50 m。1972年整治以后，河堤高程約6.50 m，河面口寬約65 m，河道底寬為20 m，河底高程為0.50 m，并重建魏村閘。1995年整治以后，魏村閘拆除，在入江口處新建魏村水利樞紐。

魏村閘水文站位于原武進(jìn)縣魏村鎮(zhèn)，1974 年1 月由江蘇省水文總站設(shè)立，整編刊印逐日引排水量統(tǒng)計成果。

3.2 推算方法比較研究

2006年以后，澡港閘站整編刊印引排水量統(tǒng)計成果，因此插補(bǔ)年限為1956—2006年。

3.2.1 小河新閘站1956—1973年引排江水量成果

由于澡港河與新孟河相距不遠(yuǎn)，引排江水量特性相近，可借用小河新閘站同期引排江水量成果進(jìn)行插補(bǔ)。插補(bǔ)方法為

1956—1973年，澡港河與新孟河（孟河）過水面積（水位按4.50 m計算）對比情況詳見表1。

表1 澡港河與新孟河（孟河）過水面積對比 （單位：m2）

1956—1973年，小河新閘也無引排江水量實測資料。其中，1956年1月—1957年4月，可借用江南運河新豐站和孟河奔牛站同期逐日潮量成果進(jìn)行插補(bǔ)。

1956年6—9 月，設(shè)立孟河奔牛站監(jiān)測新孟河入大運河潮量。在奔牛站與新豐站逐月引排潮量之間建立關(guān)系，根據(jù)關(guān)系推算奔牛站1956年1—4月、10—12月、1957年1—4月引排江水量：

根據(jù)20 世紀(jì)80 年代巡測資料，孟河小河閘站與奔牛站逐月引排潮量之間有如下關(guān)系：

1957年5 月—1965年12月，小河新閘站引排江水量根據(jù)小河閘逐日流量成果轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換方法為：若某日流量為正即視為引江水量，反之若某日流量為負(fù)則視為排江水量，最后分別統(tǒng)計逐月引排江水量。

1966年以后，小河新閘站開始整編刊印引排水量統(tǒng)計成果，因此1966—1973年直接采用小河新閘站引排水量成果。

3.2.2 魏村閘站1974—2002年引排江水量成果

可根據(jù)德勝河與澡港河的流量巡測資料及建立的引排江水量關(guān)系，借用魏村閘站1974—2002年引排江水量成果進(jìn)行插補(bǔ)。插補(bǔ)方法為

3.2.3 魏村閘站2003—2006年引排江水量成果

根據(jù)德勝河與澡港河的流量巡測資料及建立的引排江水量關(guān)系，借用魏村閘站2003—2006年引排江水量成果進(jìn)行插補(bǔ)。插補(bǔ)方法為

3.3 插補(bǔ)資料合理性分析

逐日平均流量表關(guān)系法、月引排江水量資料關(guān)系法原理簡單，計算結(jié)果誤差不會太大，這里不再進(jìn)一步驗證。下面主要分析流量巡測資料關(guān)系法、過水面積法。

將采用流量巡測資料關(guān)系法、過水面積法分別推求的澡港閘2009 年引水量與實測引水量進(jìn)行計算成果驗證，驗證結(jié)果詳見表2。

從表2 可以看出，采用流量巡測資料關(guān)系法插補(bǔ)得到的引水量與實測引水量成果相對誤差很小，兩者之間平均相對誤差為4.25%，按水文預(yù)報規(guī)范20%的誤差作為許可誤差，插補(bǔ)值較好。采用過水面積比關(guān)系法插補(bǔ)得到的引水量與實測引水量成果相對誤差較大，經(jīng)計算，兩者之間平均相對誤差為-27.5%，插值效果較差。

表2 澡港閘2013年引水量對比

逐日平均流量表關(guān)系法適用于諫壁閘（1960年1月—1962年12月）引排江水量推算。

流量巡測資料關(guān)系法還適用于常州市小河新閘（1957年5月—1965年12月）、張家港市朝東圩港閘（1959—2006 年）、常熟市福山閘（1967—2006年）、太倉市湯涇閘（1962—2006 年）等口門引排水量推算。

月引排江水量資料關(guān)系法還適用于蘇州市楊林閘（1960年8—12月、1962年—1969年）口門引排水量推算。

過水面積比關(guān)系法還適用于常州市魏村閘（1956—1973 年）、無錫市定波閘（1956—1960 年、1965—1973年）、蘇州市十一圩港閘（1956—1960年、1965—1975 年）、張家港市渡涇港閘（1956—1971年）、常熟市耿涇閘（1956—1965年）、太倉市湯涇閘（1956—1961年）等口門引排水量推算。

4 結(jié) 論

本文利用4 種插值計算方法，對澡港閘缺測資料進(jìn)行插值計算，然后通過分析相對誤差，探討插值計算方法的適用性及應(yīng)用條件并得出結(jié)論。結(jié)果表明：逐日平均流量表關(guān)系法插值效果擬合性最好，具有普遍應(yīng)用性；流量巡測資料關(guān)系法、月引排江水量資料關(guān)系法線性插值較為中性，插值效果較好；過水面積法不穩(wěn)定，應(yīng)用條件相對苛刻。本研究對江蘇省太湖流域沿長江段引排水量計算分析具有一定的參考意義。