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水利工程论文-从长江向南四湖应急生态补水运行分析.doc

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水利工程论文-从长江向南四湖应急生态补水运行分析.doc

水利工程论文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km2的来水。1958年建设的二级坝工程将南四湖分为上级湖、下级湖两部分。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370mm,比常年同期少48%汛期(6~9月)降水量为225mm,比常年同期少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32.00m,基本干涸,为历史最低水位8月25日,下级湖水位降至29.85m,相应蓄水量仅约为0.10亿m3,接近干涸。期间,山东省实施了两次引黄济湖,合计入上级湖水量1.4亿m3。2002年南四湖地区的旱情为百年一遇,部分地区达到二百年一遇。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hm2农作物普遍受旱,京杭运河济宁段130km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年开始建设江水北调工程。工程从长江取水,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404km。抽江能力400m3/s,入下级湖能力为32m3/s。为避免南四湖生态环境遭受毁灭性破坏,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,实施从长江向南四湖应急生态补水,计划入下级湖水量1.1亿m3,其中入上级湖0.5亿m3。同时,江苏北部的徐州、宿迁旱情比较严重,需要调江水抗旱且骆马湖蓄水不足,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,内外结合,江淮并用,分段调度,八级入湖的运行原则。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行调度不启用沿湖站,由解台站直送入湖。根据运行原则和水源情况,对南四湖应急生态补水期水量平衡进行了测算表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,以对应急补水进行考核。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m3,利用淮水1369万m3,需耗电5214万kWh。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,应急补水开始。12月20日,入下级湖的水量3000万m3,下级湖水位达到了向上级湖补水的要求,山东开始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。2003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m3,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m3,至此,向南四湖应急生态补水任务全面完成。应急补水期实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。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m3,调淮水16644万m3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m3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m3,引淮水47688万m3,区间来水8428万m3,合计为85336万m3。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,向骆马湖、石梁河水库的补水量。其中,干线输水损失约为27626万m3,沿线扬州、淮安、宿迁、徐州用水约为8300万m3,向连云港、盐城供水约为28400万m3,向骆马湖补水约为10000万m3。经过对应急补水期水量的平衡分析,水量总体上控制在计划值范围内。突出表现为输水损失较小,各市计划用水量得到有效控制。说明补水计划的制定比较科学并留有余地,补水期的调度合理,沿线用水管理到位。计划偏差主要出现在骆马湖以北。一方面由于骆马湖以北水系复杂,且历史资料较少,在制定计划时,对船闸用水、区间来水、泵站抽水能力等因素考虑不足。另一方面由于骆马湖以北抽水能力较小,计划制定的精度要求也就高。如补水期刘山站的平均流量为47.3m3/s,而刘山船闸的耗水量就达4.5m3/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404km,且都为行洪河道,河道输水损失大同时,由于泵站抽水能力的限制,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行了实测,表1在进行水量平衡计算时,输水损失采用实测值的2倍进行测算。江都站至淮安站全长120km。应急补水期间,江都站抽水29220万m3,通过淮安引江闸和淮安站出去水量25520万m3,河段进出水量差值为3700万m3。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,因此差值为河槽蓄水变量和水量损失两部分之和。根据水位变幅计算河槽蓄水变量390万m3,以2000年测定的输水损失标准计算补水期间损失量为3338万m3,两部分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86km。应急补水期间,刘山站进入水量18385万m3,入下级湖出水量11010万m3,刘山船闸出水量约1750万m3,两断面

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