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（69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39