孫英軍

(浙江省水文局,浙江 杭州 310009)

1 問(wèn)題的提出

杭嘉湖水文巡測(cè)始于1929年。因太湖流域治理需要,浙江省自1966年起開(kāi)展環(huán)湖 (夾浦—平望)、1967年起開(kāi)展入浦 (平望—乍浦)、1976年起開(kāi)展嘉北線3條巡測(cè)線(全長(zhǎng)240 km)的水文巡測(cè)工作,至1994年全部停止。隨著杭嘉湖地區(qū)骨干水利工程的建成和運(yùn)行,原有的水量分配發(fā)生了很大的改變,從防洪調(diào)度、水資源管理、水利規(guī)劃和驗(yàn)證工程效益的角度出發(fā),自2001年開(kāi)始重新恢復(fù)杭嘉湖水文巡測(cè)工作,根據(jù)需要對(duì)巡測(cè)線路進(jìn)行了重新調(diào)整,共布置入湖線、北排線、東排線3條水量控制線,涉及湖州、嘉興2市。2007年,杭州市開(kāi)展巡測(cè)工作,在杭嘉湖平原杭州市境內(nèi)的錢塘江線和東苕溪線布設(shè)巡測(cè)站點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了杭嘉湖平原包圍區(qū)水文巡測(cè)線的閉合。杭嘉湖水文巡測(cè)線路調(diào)整為入湖線、北排線、東排線、錢塘江線和東苕溪線5條水量控制線。對(duì)2007—2010年杭嘉湖平原包圍區(qū)進(jìn)出水量進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)均為出水量大于進(jìn)水量,水量差均有10億～15億m3。分析每條巡測(cè)線時(shí)發(fā)現(xiàn),杭嘉湖平原包圍區(qū)進(jìn)出水量呈現(xiàn)出“北排受阻、東排不暢、南排不足”的現(xiàn)象。本文通過(guò)對(duì)杭嘉湖平原包圍區(qū)2007—2010年進(jìn)出水量的分析研究,提出了提高精度,減少誤差,提高水量平衡精度的相關(guān)建議。

2 杭嘉湖平原包圍區(qū)概況

杭嘉湖平原區(qū)屬太湖流域運(yùn)河水系,位于浙江省北部,太湖流域的南部。杭嘉湖平原巡測(cè)包圍區(qū)定義為杭嘉湖平原6 498.7 km2范圍,西以東苕溪導(dǎo)流港東大堤—長(zhǎng)兜港右岸為界,北以太湖—太浦河南岸為界,東以黃浦江支流斜塘、張徑港為界,南以錢塘江海塘為界。杭嘉湖平原河網(wǎng)河道總長(zhǎng)24 600 km,河網(wǎng)密度3.8 km/km2;水域面積總計(jì)633 km2,占土地總面積的10%,是著名的“魚(yú)米之鄉(xiāng),絲綢之府”。分屬杭州、嘉興、湖州3市共16個(gè)縣(市),區(qū)內(nèi)總?cè)丝?99.5萬(wàn),國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值4 069億元,是浙江省主要的糧蠶油生產(chǎn)基地,是浙江省經(jīng)濟(jì)最發(fā)達(dá)的地區(qū)之一。

杭嘉湖平原區(qū)僅西南角有極少的山地,洪水期除本區(qū)域降雨產(chǎn)生的徑流,還承擔(dān)東苕溪導(dǎo)流港右岸的控制水閘分泄的東苕溪洪水,往北排入太湖,往東注入黃浦江,往南泄入錢塘江。北排主要河道有運(yùn)河、瀾溪塘、由頁(yè)塘、北橫塘、南橫塘、雙林塘、練市塘、金牛塘、白馬塘、大壩水道、薛河等,東排河道主要以俞匯塘、紅旗塘、三店塘等經(jīng)園泄涇入黃浦江,平湖塘、上海塘、廣陳塘等經(jīng)大泖港入黃浦江,南排主要河道有運(yùn)河、上塘河、鹽官下河、長(zhǎng)山河、南臺(tái)頭河等。為提高杭嘉湖平原區(qū)內(nèi)糧食生產(chǎn)的安全,根據(jù)河流水系的特點(diǎn),按20 a一遇標(biāo)準(zhǔn)以村或數(shù)村為單位建設(shè)圩區(qū),在洪水期,關(guān)閉節(jié)制閘防止洪水進(jìn)入圩區(qū),并將圩區(qū)內(nèi)澇水由泵站排入河道,在一定程度上增加了區(qū)域防洪排澇的難度?？菟?本流域產(chǎn)生的徑流極少,補(bǔ)充水量主要來(lái)自東苕溪下泄水量和太湖倒灌水量,太湖倒灌水量由長(zhǎng)兜港經(jīng)東苕溪導(dǎo)流港的湖州船閘、菁山閘、鲇魚(yú)口閘、洛舍閘、德清大閘等水閘進(jìn)入杭嘉湖河網(wǎng),維持區(qū)內(nèi)生活、生產(chǎn)和生態(tài)用水。太湖流域?qū)嵤?“引江濟(jì)太”引水工程后,供水的可靠程度大大增加,但由于本區(qū)域及周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快,治污措施落實(shí)尚不到位,河網(wǎng)水質(zhì)狀況甚為擔(dān)憂。

杭嘉湖平原地處亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū),溫暖濕潤(rùn),四季分明,雨量豐沛,多年平均降水量1 100～1 500mm。降雨集中在4—7月的梅雨期和8—10月的臺(tái)風(fēng)雨期,易造成較嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害,遇干旱年份,水資源短缺矛盾也十分突出,區(qū)內(nèi)防洪排澇、水資源及水環(huán)境管理任務(wù)繁重。

杭嘉湖地區(qū)水資源總量為79.6億m3,占全省的8.3%;其中河川徑流量為73.9億m3,占全省的7.8%。人均水資源量為927m3,大大低于全省平均水平 (2 100m3/人)。地下水資源量為21.4億m3,占全省的9.7%。由于降水年際和年內(nèi)的變化幅度較大,年徑流量的年際和年內(nèi)分配也不均勻。

3 杭嘉湖平原包圍區(qū)巡測(cè)線分布

杭嘉湖根據(jù)巡測(cè)線沿水系和省界包圍、個(gè)別地區(qū)由于交通、河道情況可酌情偏離省界的原則,并考慮水流基本流向,布置入湖線、北排線、東排線、錢塘江線和東苕溪線5條水量控制線 (見(jiàn)圖1)。

圖1 杭嘉湖包圍區(qū)巡測(cè)線及站點(diǎn)分布圖

3.1 入湖線

杭嘉湖巡測(cè)入湖線包括2個(gè)巡測(cè)段,即長(zhǎng)興 (二)巡測(cè)段和幻巡測(cè)段。其中屬于杭嘉湖包圍區(qū)的是幻巡測(cè)段(2009年前為三里橋巡測(cè)段)。

由于三里橋巡測(cè)段 (西起湖州市東門外鎖苕橋,東至南潯鎮(zhèn)六里橋,以三里橋站為基點(diǎn)站,布設(shè)巡測(cè)斷面18處)沿318國(guó)道布設(shè),離太湖岸線約9 km的距離,且東西方向也存在水量交換,使三里橋段的進(jìn)出水量與太湖岸邊環(huán)湖口門進(jìn)出的水量存在一定的差異。為進(jìn)一步準(zhǔn)確反映進(jìn)出太湖的水量,湖州市水文站從2009年8月開(kāi)始進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)勘察布線,確定設(shè)立幻巡測(cè)段基點(diǎn)站和巡測(cè)斷面:西起環(huán)渚鄉(xiāng)滸稍橋閘,東至織里鎮(zhèn)湯新橋,以幻新橋站為基點(diǎn)站,布設(shè)巡測(cè)斷面5處。增設(shè)湖州城北閘單一流量站,代替原三里橋巡測(cè)段,即在原三里橋巡測(cè)段北面9 km的太湖邊,同時(shí)組織開(kāi)始幻巡測(cè)段施測(cè)。經(jīng)2010年全年比測(cè)資料分析,符合規(guī)范要求,故2010年開(kāi)始發(fā)布幻巡測(cè)段資料。

入湖線杭嘉湖平原包圍區(qū)布設(shè)湖州城北閘站1處單一流量站。

3.2 北排線

北排線西起江蘇省吳江市七都鎮(zhèn)的心田灣大橋,東至嘉善縣丁柵樞紐,全長(zhǎng)約100 km,分屬南潯、桐鄉(xiāng)、秀洲和嘉善4縣(市、區(qū))。主要控制浙江省北部與江蘇省交界的水量交換,全線布設(shè)6個(gè)巡測(cè)段、32處巡測(cè)斷面及4處單一流量站。6個(gè)巡測(cè)段分別為:潯溪大橋、桐鄉(xiāng)、秀洲西、秀洲北、陶莊、丁柵巡測(cè)段。北排線4處單一流量站為太師大橋站、圣塘橋站、王江涇站及雙塔站。

3.3 東排線

東排線北起嘉善縣封家圩港,南至平湖市金橋,全長(zhǎng)約60 km,分屬嘉善和平湖2縣(市),主要控制浙江省與上海市交界的水量交換,全線布設(shè)5個(gè)巡測(cè)段、26處巡測(cè)斷面。5個(gè)巡測(cè)段分別為:池家浜、橫港大橋、楓涇、平湖北、平湖南巡測(cè)段。

3.4 錢塘江線

錢塘江線分2段,分別為錢塘江線嘉興段和錢塘江線杭州段,共布設(shè)9處單一流量站。嘉興段利用南臺(tái)頭閘、長(zhǎng)山閘、鹽官下河閘、鹽官上河閘控制排入錢塘江水量;杭州段利用七堡泵站、三堡船閘(顧家橋)、閘口西湖引水泵站、中河雙向泵站、赤山埠西湖引水泵站控制錢塘江進(jìn)出杭嘉湖平原水量。

3.5 東苕溪線

東苕溪線分2段,分別為東苕溪線杭州段和東苕溪線湖州段,共布設(shè)13處單一流量站。杭州段利用東苕溪余杭閘、化灣閘、安溪閘、上牽埠船閘控制東苕溪進(jìn)出杭嘉湖平原水量;湖州段利用導(dǎo)流港德清大閘、洛舍閘、鲇魚(yú)口閘、菁山閘、吳沈門閘、新吳沈門閘、湖州船閘、城南閘及城西閘,控制東苕溪進(jìn)出杭嘉湖平原水量。

4 2007—2010年杭嘉湖平原包圍區(qū)進(jìn)出水量分析

杭嘉湖巡測(cè)包圍區(qū)出入境水量計(jì)算方法:

W入境 =P-E+W地下水 +W水廠境外取水 +W東苕溪線進(jìn) +W入湖線進(jìn)+W北排線 +W東排線進(jìn) +W錢塘江引水

W出境 =W本地耗水 +W污水廠排污水+W東苕溪線出+W入湖線出+W北排+W東排+W南排

式中:P為杭嘉湖包圍區(qū)年降水總量,E為包圍區(qū)年蒸發(fā)總量,W為進(jìn)出水量,單位均為108m3。

2007—2010年杭嘉湖平原各條巡測(cè)線包圍區(qū)出入水量平衡分析見(jiàn)表1。其中包圍區(qū)5條巡測(cè)線的進(jìn)出水量圖見(jiàn)圖2。

表1 2007—2010年杭嘉湖巡測(cè)包圍區(qū)出入水量平衡表

圖2 2007—2010年巡測(cè)包圍區(qū)各巡測(cè)線出入境水量圖

由表1可知,每年出境水量大于入境水量,相對(duì)誤差均小于8.5%,4 a累計(jì)水量相對(duì)誤差為6.82%,達(dá)到流量測(cè)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)精度要求,巡測(cè)資料成果是可靠的。從圖2可以看出,東苕溪線和入湖線年凈水量為入境水量,北排線、東排線凈水量為出境水量。錢塘江線杭州段主要為引水入城即入境水量,錢塘江嘉興段為南排至錢塘江即出境水量,但近年來(lái)由于北排受阻,東排不暢,錢塘江線南排的壓力驟升,2008—2010年凈水量均呈現(xiàn)為出境水量。

5 存在的問(wèn)題及對(duì)策

在2007—2010年年水量平衡分析中,杭嘉湖平原包圍區(qū)均呈現(xiàn)為出境水量大于入境水量,實(shí)際水量約為10億～15億m3/a,是一個(gè)不小的數(shù)量。提高測(cè)驗(yàn)精度,減少誤差,確保水文巡測(cè)資料數(shù)據(jù)的精確度,更好地為該區(qū)域的防災(zāi)減災(zāi)、水環(huán)境容量計(jì)算、完善防洪調(diào)度方案、河道水閘管理、河道綜合整治、水資源管理服務(wù)提供必要的技術(shù)支撐和科學(xué)依據(jù),是亟待解決的問(wèn)題。為此提出以下誤差來(lái)源及建議:

(1)入境水量平衡公式中W錢塘江線、W東苕溪線杭州段的數(shù)據(jù)來(lái)源為太湖流域沿錢塘江線和東苕溪杭州段各口門的單一流量站,其流量數(shù)據(jù)直接采用水閘站出流公式、泵站效率公式推求,沒(méi)有開(kāi)展監(jiān)測(cè)或比測(cè),水量計(jì)算成果精度受到影響。其中個(gè)別泵站只有年值,沒(méi)有開(kāi)展逐日施測(cè)。故建議相關(guān)市縣應(yīng)逐步對(duì)各口門進(jìn)行測(cè)流,開(kāi)展比測(cè),率定水閘、泵站的流量工作,提高精度。

(2)杭嘉湖平原地區(qū)面上降水量站點(diǎn)相對(duì)偏少,對(duì)杭嘉湖平原地區(qū)水資源分析計(jì)算尤其是計(jì)算本地產(chǎn)水量P時(shí)產(chǎn)生一定影響,需要適當(dāng)增加降水量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)。

(3)對(duì)于清水河測(cè)流 1～2次/月,巡測(cè)次數(shù)采用20次/a,是否具有代表性應(yīng)進(jìn)一步分析研究。

(4)杭州城市供水源水大多數(shù)取自錢塘江,余杭區(qū)城鎮(zhèn)供水取自東苕溪,合計(jì)取水量在150萬(wàn)m3/d左右,由于杭州市供水的退水大部分經(jīng)三堡污水處理廠回到錢塘江,未進(jìn)入平原河網(wǎng),所以這部分水量未進(jìn)行監(jiān)測(cè)和整編,在杭嘉湖平原水量平衡分析時(shí)應(yīng)予以考慮,但計(jì)入水量的準(zhǔn)確性不高。

(5)巡測(cè)段總流量與基點(diǎn)站建立相關(guān)關(guān)系,由基點(diǎn)站流量推算巡測(cè)段流量存在假相關(guān)的關(guān)系,應(yīng)加強(qiáng)巡測(cè)段流量測(cè)驗(yàn),建立巡測(cè)斷面總流量與基點(diǎn)站的相關(guān)關(guān)系,避免出現(xiàn)假相關(guān)。

(6)本地耗水、排污水、地下水開(kāi)采、境外引水等數(shù)據(jù)的分析計(jì)算尚不到位,仍有較大的誤差,需進(jìn)一步調(diào)查、分析確定。

(7)目前,杭嘉湖平原已完成周邊巡測(cè)線的閉合,即完成水平衡區(qū)大包圍區(qū)的水文測(cè)驗(yàn)工作,下一步有必要在杭嘉湖平原區(qū)內(nèi)以杭州市、湖州市、嘉興市市界為界布設(shè)巡測(cè)線,監(jiān)測(cè)水量和水質(zhì),進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)3市水平衡區(qū)小區(qū)的水文巡測(cè)閉合區(qū)(小包圍區(qū))的監(jiān)測(cè)。開(kāi)展小包圍區(qū)的水文巡測(cè)有利于進(jìn)一步查找水量測(cè)驗(yàn)誤差來(lái)源,提高水量平衡精度。

6 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)杭嘉湖平原區(qū)包圍區(qū)2007—2010年進(jìn)出水量的分析研究,查找誤差來(lái)源、提高杭嘉湖巡測(cè)水量精度等方面提出方向和建議。開(kāi)展杭嘉湖平原水文巡測(cè),并不斷提高水文巡測(cè)精度,積累精確的水文資料,為該區(qū)域的防災(zāi)減災(zāi)、水環(huán)境容量計(jì)算、完善防洪調(diào)度方案、河道水閘管理、河道綜合整治、水資源管理服務(wù)提供必要的技術(shù)支撐和科學(xué)依據(jù)。

[1].浙江省水文局.杭嘉湖平原水文巡測(cè)資料2007—2010年 [R]..杭州:浙江省水文局,2010.

[2].浙江省水利廳.水資源公報(bào)2007—2010年 [R]..杭州:浙江省水利廳,2010.

[3].水利部長(zhǎng)江水利委員會(huì)水文局.SL 247—1999水文資料整編規(guī)范 [S]..北京:中國(guó)水利水電出版社,2000.

[4].中國(guó)水利水電出版社.SL 238—1999水資源評(píng)價(jià)導(dǎo)則 [S]..北京:中國(guó)水利水電出版社,2000.