范順芳

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江都抽水站排澇水量統(tǒng)計方法的改進與分析

范順芳

一、概述

江都水利樞紐位于江蘇省揚州市江都區(qū)境內(nèi)京杭大運河、新通揚運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，以京杭運河、新通揚運河和三陽河為輸水干河，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臺機組，總裝機容量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9152.76萬度，發(fā)揮了巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。

二、排澇控制運用工況

當里下河地區(qū)持續(xù)降雨或暴雨猛襲，興化水位快速上漲，達到1.70～1.80m的起抽標準時，打開江都東閘關(guān)閉江都西閘，江都抽水站即投入排澇運行，直至恢復(fù)正常。排澇運用會出現(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：當里下河地區(qū)遭遇持續(xù)降雨或暴雨猛襲，興化水位達到1.80m時，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：當里下河水位偏高，且氣象天氣預(yù)報未來將有暴雨或持續(xù)降雨情況時，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，即會開機排澇預(yù)降里下河水位；20世紀80年代以后，在天氣預(yù)報未來有強降雨過程時，興化水位達到1.40m即作開機準備，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：當里下河地區(qū)水位偏高，江都抽水站已投入排澇運行，而此時淮北地區(qū)和沿運、總渠等地出現(xiàn)旱情，需抽水北調(diào)時，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，此時江都抽水站的運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)揮的效益評價都是通過一定的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來反映的，合理精確的水量統(tǒng)計是評估江都抽水站控制運用效益的關(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)計來實現(xiàn)。工程建成后，江都抽水站水量統(tǒng)計僅統(tǒng)計抽引江水和抽排里下河澇水總量。近年來，在分析江都水利樞紐工程效益時發(fā)現(xiàn)，根據(jù)江都抽水站排澇控制運用的工況，可能會出現(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)計排澇總量的方法明顯不夠全面，不能真實反映抽排澇水的最終去向；江都自來水廠在高水河上游和芒稻河下游分別設(shè)有兩處取水口，而來自里下河地區(qū)的澇水水質(zhì)一般較差，會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，在排澇期間第一時間將澇水走向及水量等情況提供給江都自來水廠十分重要，可以使水廠提高水源地保護處置能力，及時采取有效的應(yīng)對措施，改善自來水水質(zhì)；同時，沿河通航水位的保障及水資源的合理分配也需要準確的水量統(tǒng)計。因此，為了更好地分析工程效益、算清水賬，需改進排澇水量統(tǒng)計方法，使統(tǒng)計的水量更具科學(xué)性。

四、排澇水量統(tǒng)計方法的改進

針對江都抽水站排澇運用工況及實際情況，在原先只統(tǒng)計抽排里下河澇水總量的基礎(chǔ)上，改進了江都抽水站排澇水量的統(tǒng)計方法。在抽水站排澇期間，全部或部分入江的水量統(tǒng)計在排澇入江水量里；全部或部分北送的水量統(tǒng)計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，則同時對比芒稻閘的泄洪流量，區(qū)分不同情況進行分析，具體統(tǒng)計方法如下：

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

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

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

五、代表年份排澇水量的統(tǒng)計分析

2003年，采用改進后的統(tǒng)計方法再次查閱、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排澇水量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。近年來，江都抽水站出現(xiàn)排澇工況時，均采用了改進后的統(tǒng)計方法，科學(xué)地反映了樞紐工程排澇的綜合效益，也為自來水水源地保護提供了理論依據(jù)?，F(xiàn)以1986年8月為例具體說明排澇水量的統(tǒng)計改進方法，該月抽水站排澇與芒稻閘泄洪逐日平均流量表對比如表1。

從表1可以看出：（1）1～12日江都抽水站在排澇的同時芒稻閘也在泄洪，12日當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水量計入排澇入江水量，其余的排澇水量1.373億m3計入澇水北送水量；（2）13～15日、20～29日共有13天江都抽水站排澇運行時芒稻閘關(guān)閘，期間抽排的澇水全部計入澇水北送水量，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

江都抽水站建成以來已經(jīng)過50多年的運行，在防汛抗旱等方面發(fā)揮了積極作用，隨著國家南水北調(diào)東線工程的建成，它的作用將會越來越顯著。在里下河地區(qū)荒山遭遇襲擊時，水位快速上漲，江都抽水站及時開機排澇，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。實踐證明，區(qū)分排澇控制運用不同工況，將單一的統(tǒng)計抽排澇水總量改進為抽排澇水總量、排澇入江、澇水北送三種水量同時統(tǒng)計的方法，可為江都水利樞紐工程綜合效益分析和自來水水源地保護等方面提供科學(xué)依據(jù)■

（作者單位：江蘇省江都水利工程管理處225200）