从长江向南四湖应急生态补水运行分析

1、从长江向南四湖应急生态补水运行分析摘要：介绍了利用江苏江水北调工程向南四湖应急生态补水运行过程，分析了水情调度、工程运行、水量平衡和损失、水质等情况，指出了存在的问题，供南水北调东线工程规划和运行参考。关键词：跨流域调水生态补水运行分析1应急生态补水背景南四湖是我国十大淡水湖之一，为北方最大的淡水湖。南四湖位于江苏、山东交界处，淮河流域北部，承接苏、鲁、豫、皖4省32个县市、3.17万k2的来水。1958年建立的二级坝工程将南四湖分为上级湖、下级湖两局部。2002年，南四湖地区降水量普遍偏少。1月1日至12月1日，该地区平均降水量为370，比常年同期少48；汛期69月降水量为225，比常年同期

2、少56。全年各河道均没有发生明显的汛情，南四湖总来水量只占多年平均总来水量的9.99。7月15日，上级湖水位降至32.00，根本干涸，为历史最低水位；8月25日，下级湖水位降至29.85，相应蓄水量仅约为0.10亿3，接近干涸。期间，山东省施行了两次引黄济湖，合计入上级湖水量1.4亿3。2002年南四湖地区的旱情为百年一遇，局部地区到达二百年一遇。由于特大干旱，使南四湖地区遭受严重损失，32万人发生饮水困难，66.67万h2农作物普遍受旱，京杭运河济宁段130k的主航道全线断航。同时，干旱对南四湖的生态环境造成了很大的威胁。2应急生态补水方案江苏省从1961年开场建立江水北调工程。工程从长江取

3、水，利用京杭大运河苏北段作为输水干河，串联洪泽湖、骆马湖等湖库，多级提水北上，实现江、淮、沂三大水系跨流域调水。现已建成江都、淮安、淮阴、泗阳、刘老涧、皂河、刘山、解台、沿湖等9个梯级23座泵站，输水干线长404k。抽江才能4003/s，入下级湖才能为323/s。为防止南四湖生态环境遭受消灭性破坏，国家防汛抗旱总指挥部、水利部决定利用江苏省江水北调工程，施行从长江向南四湖应急生态补水，方案入下级湖水量1.1亿3，其中入上级湖0.5亿3。同时，江苏北部的徐州、宿迁旱情比拟严重，需要调江水抗旱；且骆马湖蓄水缺乏，需补水以满足来年要求。根据江水北调工程状况和应急补水要求，江苏制定了“启用主线，内外结

4、合，江淮并用，分段调度，八级入湖的运行原那么。即：以大运河线为调水主线，其他线路作为备用；统筹考虑省内用水、省内补水、应急补水的关系；立足长江，尽量利用淮水；调水分为长江至洪泽湖、洪泽湖至骆马湖、骆马湖至下级湖三个区段进展调度；不启用沿湖站，由解台站直送入湖。根据运行原那么和水源情况，对南四湖应急生态补水期水量平衡进展了测算(表1)。由于应急补水是一次综合调水过程，需要合理拆分各种水量，以对应急补水进展考核。测算中，淮水优先用于省内供水和骆马湖补水，沿线输水损失水量全部计入应急补水，泵站单位能耗采用19972001年各泵站平均值。据此，应急补水需抽江水57110万3，利用淮水1369万3，需耗

5、电5214万kh。江都站至皂河站需运行30d，刘山站至下级湖需运行34d。3应急生态补水过程2002年12月8日，江苏境内8级泵站及相关水闸同时启动，应急补水开场。12月20日，入下级湖的水量3000万3，下级湖水位到达了向上级湖补水的要求，山东开场由下级湖向上级湖提水。12月24日，因淮河来水较多，淮阴站停机，洪泽湖以北的改为全部调淮水。2022年1月6日，应急调水长江至骆马湖段的调水任务完成，但继续向骆马湖补水。1月21日解台站停机，到1月24日下级湖的水量达11540万3，完成了应急补水江苏段的任务。3月4日，入上级湖水量5052万3，至此，向南四湖应急生态补水任务全面完成。应急补水期实

6、测了重要断面的水量，表2为南四湖应急生态补水期各梯级水量统计表。转贴于论文联盟.ll.4应急生态补水分析4.1水量分析4.1.1水量平衡江苏境内应急补水分为三个时段。第一阶段从12月8日至12月24日，江水、淮水同时北调，期间共抽江27208万3，调淮水16644万3；第二阶段从12月24日至1月6日，全部调淮水，并完成骆马湖以南的应急调水任务，期间调淮水31044万3；第三阶段到1月21日，江苏段补水任务完成。补水期间，共抽江水29220万3，引淮水47688万3，区间来水8428万3，合计为85336万3。补入南四湖的水量占总抽引水量的13。总水量中包括了沿线各市用水量，沿途输水损失水量，

7、向骆马湖、石梁河水库的补水量。其中，干线输水损践约为27626万3，沿线扬州、淮安、宿迁、徐州用水约为8300万3，向连云港、盐城供水约为28400万3，向骆马湖补水约为10000万3。经过对应急补水期水量的平衡分析，水量总体上控制在方案值范围内。突出表现为输水损失较小，各市方案用水量得到有效控制。说明补水方案的制定比拟科学并留有余地，补水期的调度合理，沿线用水管理到位。方案偏向主要出如今骆马湖以北。一方面由于骆马湖以北水系复杂，且历史资料较少，在制定方案时，对船闸用水、区间来水、泵站抽水才能等因素考虑缺乏。另一方面由于骆马湖以北抽水才能较小，方案制定的精度要求也就高。如补水期刘山站的平均流量

8、为47.33/s，而刘山船闸的耗水量就达4.53/s；解台船闸的耗水量更是占到解台站抽水量的20。4.1.2输水损失应急生态补水输水线路总长404k，且都为行洪河道，河道输水损失大；同时，由于泵站抽水才能的限制，入湖流量较小，补水时间长。因此，输水损失占总水量的比例大。2000年，江苏对江水北调输水损失进展了实测，表1在进展水量平衡计算时，输水损失采用实测值的2倍进展测算。江都站至淮安站全长120k。应急补水期间，江都站抽水29220万3，通过淮安引江闸和淮安站出去水量25520万3，河段进出水量差值为3700万3。由于补水期间沿途各取水口门全部关闭并采取了堵漏措施，沿线取水量近似为0，因此差

9、值为河槽蓄水变量和水量损失两局部之和。根据水位变幅计算河槽蓄水变量390万3，以2000年测定的输水损失标准计算补水期间损失量为3338万3，两局部合计与河段进出水量差值吻合。刘山站至入下级湖河段全长86k。应急补水期间，刘山站进入水量18385万3，入下级湖出水量11010万3，刘山船闸出水量约1750万3，两断面间实际进出水量差值为5625万3。补水期间，该河槽蓄水变量约351万3，徐州市用水约2022万3，计算输水损失量2369万3，三者合计为4728万3，较实际进出水量差值偏小897万3，主要原因是由于向南四湖补水，解台站至下级湖水位一直维持在31.10左右，此水位为以前从未有过的高水

10、位，因此运河干流加上局部支流长约40多k的河段输水损失增大。计算分析结果说明，在冬季输水的情况下，通过加强管理，河道输水损失包括沿线取水口漏水可以控制在实测输水损失1.01.5倍之间。4.2水质分析补水期间，对解台站、蔺家坝船闸两个断面的水质各进展了5次监测，监测指标包括水温、pH值、溶解氧等10项。刘山站直接抽取骆马湖水，经解台站抽水后进入徐州市郊郊区，在刘山站流量373/s的情况下，4次监测结果为类水标准，1次为类。蔺家坝船闸断面为入下级湖代表断面，入湖流量在253/s左右。5次取样化验，有3次为，1次为类，1次为类。控制两个断面水质的主要因素均为高锰酸盐指数，其次为亚硝酸盐氮和挥发酚。蔺

11、家坝水质劣于解台站水质，是因为解台站至蔺家坝有多个纳污河道，主要有荆马河和柳新河，虽有闸门控制，但区间仍有少量污染汇入。应急补水水质监测结果说明，随着东线治污力度的不断加大，加之东线的调水量要远大于应急补水量，东线工程的水质是有保障的。4.3泵站运行分析4.3.1泵站出流江苏江水北调工程泵站一般采用推流方式报汛，或直接以铭牌流量报汛。应急补水期对各泵站出流进展了实测，结果说明，江都、淮阴、皂河等大型机组的泵站推流比拟准确，而泗阳一站、解台站等小型机组泵站推流值与实测值相比有一定偏向。从12月9日到1月13日，解台站推流平均流量为54.13/s，实测平均流量为37.13/s，实测流量为推流流量的

12、68.6。由于解台站出流缺乏，使得刘山站以北段运行时间比方案延长了1013d，多耗电45万kh。4.3.2泵站单位能耗表1在进展应急补水电量测算时，泵站能耗采用的是19972001年平均值。应急补水期间，由于各泵站加强管理，努力进步运行效率；同时由于冬季调水，沿线用水量极少，使得各区段输水水位坡降减小，因此，各级泵站的抽水扬程均有一定的减少。故泵站单位能耗抽水量较方案值有所进步，详见表3。8个梯级泵站加权平均每度电抽水量比方案多抽了4.843，进步了10。4.3.3泵站抽水电量方案应急补水需用电5214万kh，实际应急补水用电量3243kh。其原因，一是淮河来水较多。原方案需抽江水5.7亿3，

13、而实际抽江水量为2.4亿3；二是实际输水损失比方案值小，使各级抽水量有一定的下降；三是泵站能耗普遍低于多年平均值，由于能耗的下降，实际耗电量比方案减少398万kh。5存在问题江苏江水北调工程经过40年的建立管理，积累了比拟丰富的规划、设计、施工和管理经历。但在应急补水过程，为保证补水的顺利进展和有效控制费用，而实行精细调度、水量准确计量、严格考核能耗、合同化管理，这在整个江水北调工程运行中还是第一次。通过应急补水，既积累了一定的经历，也暴露出江水北调工程存在的问题。5.1泵站设计扬程江水北调泵站的设计扬程主要以用水顶峰期的水面线推算确定。在用水顶峰期调水，由于各级泵站间的用水量比拟大，故输水水

14、位坡降大，据此设计的泵站扬程相应较高。南水北调工程施行后，非用水顶峰期的调水时机大大增加，此时，区段水位坡降较小；同时，由于各级抽水才能加大，而区间用水量不变乃至减少，用水顶峰期的水位坡降也将减校故东线各级泵站运行扬程将小于现有江水北调工程。设计扬程与运行扬程是否相符，直接影响泵站的运行效率。因此，必须进展反复核算南水北调泵站设计水位，并要选用高效区范围大的水泵。5.2水量计量体系长期以来，缺乏完好的计量体系是制约江水北调管理程度进步的一个重要因素。泵站流量一般只能利用模型数据换算成的原型数据推算，泵站抽水量按每日8时的流量乘开机历时计算而得，流量和水量计量的精度较低，不能满足优化调度和本钱核

15、算的要求。本次应急补水中骆马湖以北实际水量与方案相比出现了较大差异，主要原因是泵站的历史水文资料欠准确。近年来，江苏着力沿江水北调沿线建立水资源监控调度系统工程，重点解决水情的实时在线监测问题，获得了一定的成果，但由于投入宏大，进展较慢。在东线工程建立过程中，必须把计量体系的建立放在非常突出的位置。这既是优化调度、进步运行效率的根底，也是南水北调工程“准市潮运作的前提。5.3拦污清污设施20世纪80年代以前，各泵站无论是抽排区域涝水，还是江淮水北调，只需在泵站进水流道处设置拦污栅就可解决拦污清污问题。90年代后，排涝时水生植物对拦污栅的堵塞问题日益突出。近几年来，江淮水北调时输水河道中的生活垃

16、圾和塑料废弃品，对泵站平安高效运行开场构成威胁。本次应急补水过程中，皂河站拦污栅两侧的最大水位差到达3.7，超过了该站的净扬程。在东线工程施行过程中，一方面要加大对向沿线输水河道抛弃废物行为的查处力度，加强对船舶废弃物的集中搜集管理；另一方面要与泵站主体工程同步建立可靠、高效的拦污、清污、污物处理设施，既保证泵站的高效、平安运行，又能有效去除河道内的污物，改善水质。5.4输水损失2000年江苏对江水北调河道的输水损失进展了实测，通过实测，根本摸清了损失的情况，为供水方案的制定和考核，东线规划提供了根据。但东线江苏境内大都利用具有排洪、航运、供水等综合功能的河道输水，沿线水系复杂，且经湖泊输水、

17、蓄水后的损失情况还缺少根本认识，因此，输水损失的有效管理和控制，将是影响调水目的实现的关键因素之一。本次应急补水由于在冬季进展，且沿线采取了加强管理，对漏水涵闸堵漏等措施，损失总体控制在实测输水损失1.01.5倍之间，但与东线输水损失的规划值相比还有相当的差距。今后长时间输水，特别是用水顶峰期输水时，输水损失控制的任务极其繁重。6结语施行向南四湖应急生态补水是治水新思路的又一次成功理论。通过应急补水，有效地挽救了湖区生态系统，使物种得以生存，生物多样性得以维持。而且，此次补水作为南水北调东线工程的一次预演，初步答复了水能不能调出去，水质能不能得到保证等关键问题，为东线工程运行提供了经历。应急补

18、水的理论证明，远间隔 调水是可持续开展的必然要求，科学的管理是调水成败的关键，可靠高效的工程体系是实现调水目的的基矗转贴于论文联盟.ll.参考文献：1黄海田,陈卫东,宋淳.江苏省江水北调工程泵站抽水费用初步分析J.中国农村水利水电,2022(1):5254.2黄海田,仇宝云.江水北调工程运行管理初步分析J.排灌机械,2002(5):36.AnalysisfElgialUrgentaterReplenishingFrtheYangtzeRivertNansihuLakeAbstrat:ThispaperdesribesthepressfelgialurgentaterreplenishingfrtheYangtzeRivertNansihuLakenthebasisftheexistingaterdiversinprjetfrtheYangtzeRivertthenrthernareasinJiangsuPr