周海天， 夏 飛

(江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局， 江蘇 鹽城 224051)

1 概 述

廢黃河(中山河)是淮水入海的通道之一，在江蘇省境內(nèi)又分為互不連通的幾個河段，其中入海河段起于淮安楊莊，流經(jīng)淮安、漣水、阜寧、濱海、響水，響水七套以下改從中山河入海，全長189 km，鹽城境內(nèi)童營至中山河閘全長99.2 km。河口寬110～150 m，河底高程0.0～1.0 m左右，主槽底寬20～70 m，汛期可泄洪300 m3/s。廢黃河是該地區(qū)除大氣降水以外的主要供水水源，主要功能是排澇泄洪、農(nóng)田灌溉及航運，其水源主要來自上游洪澤湖，不足時由“引江濟黃”大套一站、通榆河大套二站翻水。

廢黃河入?？谟袚醭遍l——中山河閘，是由原濱海閘下遷，該閘于2007年6月建成運行，中山河閘共6孔，每孔凈寬10 m，設(shè)計日平均排澇流量600 m3/s。

2 沿線主要水利工程

為了排泄淮河洪水，控制廢黃河入海水量，1936年在淮安市西郊活動壩興建楊莊閘，共5孔，單孔凈寬10 m，設(shè)計流量500 m3/s。1976年在楊莊閘北首趙越河上興建活動壩發(fā)電站,共裝ZD-LM-120型水輪機和TSN-6-160型發(fā)電機12臺,總裝機容量1920 kW。至此，廢黃河下段來水量主要受楊莊閘和楊莊活動壩水電站控制。

為提高楊莊閘至漣水縣城段區(qū)間廢黃河水位，改善水環(huán)境，提升水景觀，保障區(qū)域供水安全，在漣水縣縣城東部廢黃河上，漣水縣南門大橋下游約3 km處建古黃河樞紐，2015年2月完工，包括節(jié)制閘、水電站和交通橋。其中，節(jié)制閘工程等級為Ⅲ等，工程規(guī)模為中型水閘，共5孔，每孔凈寬8 m，設(shè)計流量230 m3/s；水電站工程等別為Ⅴ等，安裝6臺套低水頭豎井貫流式水輪發(fā)電機組，總裝機容量960 kW，總流量60 m3/s。古黃河樞紐建成后，鹽城市境內(nèi)廢黃河來水完全受古黃河樞紐控制。

中山河閘是廢黃河楊莊以下段流域出水口門，洪水期承擔(dān)泄洪任務(wù)，上游楊莊閘下泄的洪澤湖洪水和區(qū)間澇水由該閘排泄入海，低水時關(guān)閘為上游灌區(qū)灌溉用水調(diào)節(jié)水位。

3 降水量分析

對廢黃河沿線多個站點雨量資料進行統(tǒng)計，廢黃河沿線多年平均降水量為906.8 mm。降水時空分布特點：一是年際變化較大，年最大面平均降水量1 485.6 mm，發(fā)生于1962年；年最小面平均降水量536.3 mm，發(fā)生于1978年，極值比2.77倍。二是年內(nèi)分配極不均勻，降水主要集中在汛期(5～9月)，多年汛期平均降水量占全年平均降水量的七成。

對沿線站點年平均降水量進行頻率分析，豐水年(P=25%)降水量為1 044 mm，平水年(P=50%)降水量為883 mm，枯水年(P=75%)降水量為744 mm。

統(tǒng)計廢黃河沿線站點2009—2018年降水量資料，2009—2014年總體偏枯，降水量低于常年水平；2015—2018年為平水年，降水量基本與常年接近。

4 調(diào)度規(guī)則

省防指下達廢黃河調(diào)度規(guī)則為：洪澤湖13.5 m以上水位，灌溉總渠、廢黃河服從排洪，合計行洪流量1 000 m3/s，廢黃河至少要分?jǐn)?00～250 m3/s。但廢黃河除承擔(dān)淮河泄洪任務(wù)外，還須承擔(dān)總渠渠北澇水(茭陵一、二站，周門站，單港站，北沙站，大套一站，康莊二、三站，軍寨渠以上三站，共計271 m3/s)和廢黃河堆坡地323.1 km2小流域不同頻率降水情況下的匯水250～300 m3/s。三水疊加可達800 m3/s左右，是廢黃河實際行洪能力的3倍多，洪澇矛盾非常突出[1]。

原濱海閘建于1960年，位于廢黃河入?？凇Ｒ蜷l下港道淤積嚴(yán)重，2007年6月下遷7.5 km，新建中山河閘，原濱海閘拆除。該閘由人工調(diào)節(jié)控制，豐水期為上游洪澤湖和區(qū)間澇水泄洪，干旱期關(guān)閘保水為廢黃河灌區(qū)提供水源，廢黃河水位受中山河閘開關(guān)閘影響很大。

在政府強制推動的粗放發(fā)展模式之下，信用合作社與合作金庫內(nèi)部資金積累薄弱，信用合作社被時人稱為“合借社”，合作金庫股金也主要為國家行局所認(rèn)購的提倡股，據(jù)合作事業(yè)管理局收集之全國410所合作金庫股本情況看，除云南省外，全國合作金庫股金構(gòu)成中，合作社股占比僅11.8%，提倡股占比88.3%。個別省份提倡股比例可達95%以上。[15]合作金庫與信用合作社幾乎成為國家行局合作貸款的轉(zhuǎn)貸機構(gòu)。

根據(jù)廢黃河現(xiàn)狀實際行洪能力，鹽城市防指擬定的廢黃河應(yīng)急響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)共分為4級[2]，分別為：

Ⅰ級應(yīng)急響應(yīng)：廢黃河行洪流量超過250 m3/s，廢黃河地涵上水位高于5.90 m，中山河閘上水位高于4.21 m；

Ⅱ級應(yīng)急響應(yīng)：廢黃河行洪流量200～250 m3/s，廢黃河地涵上水位5.50～5.90 m，中山河閘上水位3.80～4.21 m；

Ⅲ級應(yīng)急響應(yīng)：廢黃河行洪流量150～200 m3/s，廢黃河地涵上水位5.00～5.50 m，中山河閘上水位3.50～3.80 m；

Ⅳ級應(yīng)急響應(yīng)：廢黃河行洪流量150 m3/s以下，廢黃河地涵上水位5.00 m以下，中山河閘上水位3.50 m以下。

5 水位分析

5.1 日最高水位分析

為了分析廢黃河沿線水利工程建成前后對廢黃河水位的影響，按照楊莊樞紐建成前(1960—1977年)、楊莊樞紐建成后，古黃河樞紐建成前(1978—2014年)、古黃河樞紐建成后(2015—2018年)幾個系列，對中山河閘閘上游日最高水位進行統(tǒng)計。

根據(jù)鹽城市防汛部門擬定的廢黃河應(yīng)急響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，中山河閘閘上水位以3.80 m和3.50 m作為主要控制指標(biāo)，對該站自設(shè)站以來日最高水位進行統(tǒng)計，見表1。

楊莊活動壩水電站建成前，廢黃河水位總體較高，年均日最高水位超過3.80 m的天數(shù)占29.7%，超過3.50 m的天數(shù)約占39.3%，實測閘上最高水位5.42m(1960年6月26日)。20世紀(jì)70年代末，活動壩水電站建成后，因發(fā)電需要，廢黃河下泄水量減少，廢黃河水位達到或超過應(yīng)急響應(yīng)指標(biāo)水位的幅度和持續(xù)天數(shù)均大幅度下降，年均日最高水位超過3.80 m的天數(shù)只占全年的8%，超過3.50 m的天數(shù)也只有24.1%，實測閘上最高水位4.77 m(1993年11月28日)。2015年古黃河樞紐建成，廢黃河下泄水量受到二次調(diào)控，年均日最高水位超過3.80 m的天數(shù)占全年比例降至1.03%，超過3.50 m的天數(shù)所占比例降至14.0%，實測閘上最高水位4.06 m(2016年11月3日)。

表1 中山河閘日最高水位統(tǒng)計成果表

近年來，鹽城市廢黃河兩岸響水縣、濱?？h經(jīng)濟發(fā)展迅速，廢黃河由于水質(zhì)良好，是主要的用水水源，農(nóng)業(yè)、生活、工業(yè)用水量較之前相比有了較大增長。為了比較相近工況下廢黃河水位變化，對2009—2018年廢黃河中山河閘閘上水位進行了統(tǒng)計分析，見表2。

表2 中山河閘日最高水位統(tǒng)計成果表 單位：%

由降水量年型分析可知， 2009—2014年總體偏枯，降水量低于常年水平，2015—2018年為平水年，降水量基本與常年接近。古黃河樞紐建成前后中山河閘日最高水位超過3.80 m的天數(shù)比例接近；但古黃河樞紐建成后，中山河閘日最高水位超過3.50 m和超過3.00 m的天數(shù)比例明顯低于建成前，平水年型水位反而低于略枯年型水位。

5.2 保證率水位計算

由于古黃河樞紐運行后，鹽城境內(nèi)廢黃河水情發(fā)生了較大變化，但因運行后年限只有4年多，不滿足重現(xiàn)期計算20年資料系列的要求。故僅對中山河閘2015—2018年逐日最高水位進行保證率分析。結(jié)果表明：近幾年中山河閘3.80 m水位級約為100 d出現(xiàn)1次，3.55 m水位級約為10 d出現(xiàn)1次，3.39 m水位級約為5 d出現(xiàn)1次，3.04 m水位級約為2 d出現(xiàn)1次(詳見表3)。

表3 中山河閘2015～2018年日最高水位保證率計算結(jié)果

5.3 警戒水位調(diào)整分析

與建閘初期相比，近年來廢黃河水位大幅下降，濱海閘上最高水位5.42 m(1960年6月26日)，最大行洪流量634 m3/s(1960年7月6日)，均發(fā)生在建閘后第1年。年最高水位排名前10的年份有7年出現(xiàn)在1960—1977年份區(qū)間，3年出現(xiàn)在1978—2015年份區(qū)間，沒有出現(xiàn)在2016—2018年份區(qū)間。水位達到或超過3.80 m幅度和持續(xù)天數(shù)均大幅度下降，1960—1977年系列資料平均超警天數(shù)108 d，1978—2015年系列資料平均超警天數(shù)29 d，2016—2018年系列資料平均超警天數(shù)4 d，該站超警戒水位天數(shù)明顯偏少，現(xiàn)行警戒水位已不能真實反映廢黃河防洪現(xiàn)狀。

近年來隨著廢黃河地區(qū)經(jīng)濟和社會發(fā)展，對當(dāng)?shù)厮Y源開發(fā)利用水平逐漸提高，2015年漣水古黃河樞紐建成運行，抬高了節(jié)制閘上游水位，節(jié)制閘下游水位相應(yīng)降低，廢黃河枯水期進入鹽城市境內(nèi)水量相應(yīng)減少。同時節(jié)制閘下游水流緩慢，易造成河道斷面淤積，來水量進一步減少，河道水位逐年降低，廢黃河行洪能力日漸減弱。對古黃河樞紐建成后中山河閘2015—2018年日最高水位頻率進行分析，20%重現(xiàn)期水位為3.39 m，50%重現(xiàn)期水位為3.04 m。根據(jù)上述分析確定中山河閘警戒水位下調(diào)為3.39 m，該警戒水位比現(xiàn)行警戒水位下調(diào)0.41 m，保證率為20%，近4年年均超過該水位級的天數(shù)為74 d。Ⅲ、Ⅳ級應(yīng)急響應(yīng)中山河閘上水位分別為3.39 m、3.04 m，分別比現(xiàn)行應(yīng)急響應(yīng)水位下調(diào)0.41 m、0.46 m。

6 警戒水位調(diào)整建議

警戒水位是防汛部門規(guī)定的江河堤防需要處于防守戒備狀態(tài)的水位，部分地區(qū)水情、工情以及防洪能力等均已發(fā)生了較大的變化，原警戒水位已逐漸不能適應(yīng)當(dāng)前防汛工作需要，警戒水位的復(fù)核修訂符合防汛工作的需要，也具備修訂的條件[3]。許多河流控制斷面的警戒水位使用已有數(shù)十年，準(zhǔn)確合理地確定河流特征水位非常重要，特征水位定得過低，則預(yù)警頻繁，防汛隊伍疲于奔命，造成巨大浪費卻無險可守；特征水位定得過高則容易使防汛搶險措手不及，造成防汛形勢被動[4]。

本文總結(jié)其特征和變化趨勢，結(jié)合水系現(xiàn)狀、河道堤防及水情調(diào)度方案等資料，確定警戒水位對應(yīng)重現(xiàn)期為 2～5年一遇，基本符合《警戒潮位核定辦法》規(guī)定。警戒水位下調(diào)后能真實地反映廢黃河工情變化后實際防洪能力和防汛形勢。由于古黃河樞紐建成時間較短，且建成后未出現(xiàn)豐、枯年型，均為平水年，本次分析結(jié)論不能代表豐、枯年型水位情況。隨著自然條件的改變和社會經(jīng)濟的發(fā)展，隨著水情工情的變化，水位值也會發(fā)生變化，相關(guān)研究還有待于今后進一步完善。