范順芳

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江都抽水站排澇水量統(tǒng)計(jì)方法的改進(jìn)與分析

范順芳

一、概述

江都水利樞紐位于江蘇省揚(yáng)州市江都區(qū)境內(nèi)京杭大運(yùn)河、新通揚(yáng)運(yùn)河和淮河入江尾閭芒稻河的交匯處，它既是江蘇省“江水北調(diào)東引”的“龍頭”工程，又是國(guó)家南水北調(diào)東線工程的源頭工程。江都水利樞紐以4座大型電力抽水站為主體工程，以京杭運(yùn)河、新通揚(yáng)運(yùn)河和三陽(yáng)河為輸水干河，配套以江都西閘、江都東閘、宜陵閘、宜陵北閘、芒稻閘、芒稻船閘、邵仙閘洞、運(yùn)鹽閘等15座水工建筑物。

工程主體由江都一站、江都二站、江都三站、江都四站4座大型電力抽水站組成，共有33臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量55800kW，總抽水能力量508 m3/s。主要功能有調(diào)水、排澇、發(fā)電等。江都抽水站自建成以來(lái)至2014年底，共抽引江水1320.34億m3，抽排里下河地區(qū)澇水356.92億m3，其中澇水北送77.81億m3，澇水入江279.11億m3，江都三站發(fā)電9152.76萬(wàn)度，發(fā)揮了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

二、排澇控制運(yùn)用工況

當(dāng)里下河地區(qū)持續(xù)降雨或暴雨猛襲，興化水位快速上漲，達(dá)到1.70～1.80m的起抽標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，打開江都東閘關(guān)閉江都西閘，江都抽水站即投入排澇運(yùn)行，直至恢復(fù)正常。排澇運(yùn)用會(huì)出現(xiàn)高水排澇、澇水預(yù)降、排降結(jié)合送水三種情況。

（1）高水排澇：當(dāng)里下河地區(qū)遭遇持續(xù)降雨或暴雨猛襲，興化水位達(dá)到1.80m時(shí)，江都抽水站即投入高水排澇，直至水位降至1.50m以下。

（2）澇水預(yù)降：當(dāng)里下河水位偏高，且氣象天氣預(yù)報(bào)未來(lái)將有暴雨或持續(xù)降雨情況時(shí)，為了避免水位急劇上漲造成洪澇災(zāi)害，在興化水位漲至1.70m時(shí)，即會(huì)開機(jī)排澇預(yù)降里下河水位；20世紀(jì)80年代以后，在天氣預(yù)報(bào)未來(lái)有強(qiáng)降雨過程時(shí)，興化水位達(dá)到1.40m即作開機(jī)準(zhǔn)備，為避免水位猛漲造成里下河地區(qū)洪澇災(zāi)害，起到了明顯的防災(zāi)作用。

（3）排降結(jié)合：當(dāng)里下河地區(qū)水位偏高，江都抽水站已投入排澇運(yùn)行，而此時(shí)淮北地區(qū)和沿運(yùn)、總渠等地出現(xiàn)旱情，需抽水北調(diào)時(shí)，可關(guān)閉芒稻閘，抽排或預(yù)降里下河地區(qū)的澇水向北送水，此時(shí)江都抽水站的運(yùn)用就起到了灌溉與排澇的雙重功效。

表1　1986年8月抽水站排澇與芒稻閘泄洪逐日平均流量對(duì)照表（單位：m3/s）

三、提出問題的緣由

水利工程所發(fā)揮的效益評(píng)價(jià)都是通過一定的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)反映的，合理精確的水量統(tǒng)計(jì)是評(píng)估江都抽水站控制運(yùn)用效益的關(guān)鍵，排澇效益分析也是如此，主要是通過抽排澇水水量統(tǒng)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。工程建成后，江都抽水站水量統(tǒng)計(jì)僅統(tǒng)計(jì)抽引江水和抽排里下河澇水總量。近年來(lái)，在分析江都水利樞紐工程效益時(shí)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)江都抽水站排澇控制運(yùn)用的工況，可能會(huì)出現(xiàn)澇水全部入江、全部北上、部分入江部分北上三種情況，原統(tǒng)計(jì)排澇總量的方法明顯不夠全面，不能真實(shí)反映抽排澇水的最終去向；江都自來(lái)水廠在高水河上游和芒稻河下游分別設(shè)有兩處取水口，而來(lái)自里下河地區(qū)的澇水水質(zhì)一般較差，會(huì)直接影響到這兩處取水口的水質(zhì)，從而影響居民的生產(chǎn)生活用水，在排澇期間第一時(shí)間將澇水走向及水量等情況提供給江都自來(lái)水廠十分重要，可以使水廠提高水源地保護(hù)處置能力，及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施，改善自來(lái)水水質(zhì)；同時(shí)，沿河通航水位的保障及水資源的合理分配也需要準(zhǔn)確的水量統(tǒng)計(jì)。因此，為了更好地分析工程效益、算清水賬，需改進(jìn)排澇水量統(tǒng)計(jì)方法，使統(tǒng)計(jì)的水量更具科學(xué)性。

四、排澇水量統(tǒng)計(jì)方法的改進(jìn)

針對(duì)江都抽水站排澇運(yùn)用工況及實(shí)際情況，在原先只統(tǒng)計(jì)抽排里下河澇水總量的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了江都抽水站排澇水量的統(tǒng)計(jì)方法。在抽水站排澇期間，全部或部分入江的水量統(tǒng)計(jì)在排澇入江水量里；全部或部分北送的水量統(tǒng)計(jì)在排澇北送水量之列；抽排的澇水是全部入江還是全部北送，或者是部分入江或部分北上，則同時(shí)對(duì)比芒稻閘的泄洪流量，區(qū)分不同情況進(jìn)行分析，具體統(tǒng)計(jì)方法如下：

（1）在抽水站排澇期間，芒稻閘同時(shí)開閘泄洪，且芒稻閘日平均流量大于抽水站日平均流量時(shí)，則視為排澇全部入江，抽排水量全部統(tǒng)計(jì)為排澇入江水量。

（2）在抽水站排澇期間，芒稻閘關(guān)閘時(shí)，視為排澇水全部北送，此時(shí)排澇水量的統(tǒng)計(jì)較為簡(jiǎn)單，抽水量全部計(jì)入排澇北送水量。

（3）在抽水站排澇期間，芒稻閘同時(shí)開閘泄洪，且芒稻閘日平均流量小于抽水站日平均流量時(shí)，則視為江都抽水站排澇部分入江部分北送，這時(shí)，由芒稻閘日平均流量換算成的水量計(jì)入排澇入江水量，抽水站與芒稻閘日平均流量相減后換算成水量即計(jì)入排澇北送水量。

五、代表年份排澇水量的統(tǒng)計(jì)分析

2003年，采用改進(jìn)后的統(tǒng)計(jì)方法再次查閱、分析了水文年鑒上刊布的歷史數(shù)據(jù)，重新整理出了江都抽水站建站以來(lái)排澇水量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。近年來(lái)，江都抽水站出現(xiàn)排澇工況時(shí)，均采用了改進(jìn)后的統(tǒng)計(jì)方法，科學(xué)地反映了樞紐工程排澇的綜合效益，也為自來(lái)水水源地保護(hù)提供了理論依據(jù)?，F(xiàn)以1986年8月為例具體說明排澇水量的統(tǒng)計(jì)改進(jìn)方法，該月抽水站排澇與芒稻閘泄洪逐日平均流量表對(duì)比如表1。

從表1可以看出：（1）1～12日江都抽水站在排澇的同時(shí)芒稻閘也在泄洪，12日當(dāng)天抽水站日均流量小于芒稻閘，這種情況排澇水全部入江，換算成水量為282×0.000864=0.244億m3，計(jì)入排澇入江水量；1～11日的日平均流量均大于芒稻閘的流量，這11天抽排的澇水部分入江部分北送，11天江都抽水站共抽排澇水（375+378+378+……+356）×0.000864=3.496億m3，芒稻閘的泄洪總量為（185+184+233+……+154）× 0.000864=2.123億m3，芒稻閘下泄的2.123億m3水量計(jì)入排澇入江水量，其余的排澇水量1.373億m3計(jì)入澇水北送水量；（2）13～15日、20～29日共有13天江都抽水站排澇運(yùn)行時(shí)芒稻閘關(guān)閘，期間抽排的澇水全部計(jì)入澇水北送水量，13天澇水總量為（209+165+35.9+19.2……+27.6）×0.000864=0.811億m3。

綜上所述，1986年8月江都抽水站共排澇25天，其中排澇全部入江1天，排澇全部北送13天，排澇部分入江部分北送11天；澇水總量為∑Q抽× 0.000864=4.551億m3，其中排澇入江水量2.367億m3，澇水北送2.184億m3。

六、結(jié)語(yǔ)

江都抽水站建成以來(lái)已經(jīng)過50多年的運(yùn)行，在防汛抗旱等方面發(fā)揮了積極作用，隨著國(guó)家南水北調(diào)東線工程的建成，它的作用將會(huì)越來(lái)越顯著。在里下河地區(qū)荒山遭遇襲擊時(shí)，水位快速上漲，江都抽水站及時(shí)開機(jī)排澇，使里下河地區(qū)工農(nóng)業(yè)及城鄉(xiāng)居民免受洪澇災(zāi)害。實(shí)踐證明，區(qū)分排澇控制運(yùn)用不同工況，將單一的統(tǒng)計(jì)抽排澇水總量改進(jìn)為抽排澇水總量、排澇入江、澇水北送三種水量同時(shí)統(tǒng)計(jì)的方法，可為江都水利樞紐工程綜合效益分析和自來(lái)水水源地保護(hù)等方面提供科學(xué)依據(jù)■

（作者單位：江蘇省江都水利工程管理處225200）