黃 琨，查 紅，王 琪，單 帥

（江蘇省水文水資源勘測局鹽城分局,江蘇 鹽城 224051）

1 研究區(qū)域

旱限水位[1]指的是江河湖庫水位持續(xù)處于較低水平,流量持續(xù)偏少,對城鄉(xiāng)生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境等用水安全產(chǎn)生影響,應(yīng)采取抗旱措施時(shí)的水位。它是確定干旱預(yù)警等級的一個(gè)重要指標(biāo)[2]。

蘇北灌溉總渠是一條大型人工河道,1951 年10 月開始施工,于1952 年5 月完工。它既是淮河洪澤湖以下重要的排洪入海通道之一,又是將洪澤湖水源引入廢黃河以南地區(qū)進(jìn)行農(nóng)業(yè)灌溉的引水渠道,沿線貫穿淮安和鹽城兩市,灌溉總渠全長約168 km,兼具排澇、引水、航運(yùn)、發(fā)電、泄洪等多項(xiàng)功能。其中灌溉總渠鹽城段西起鹽城、淮安兩市邊界,東至入?？?全長92 km,涉及阜寧、濱海、射陽三個(gè)縣,河道底寬為50 m～60 m,河底高程為 -6.4 m～1.4 m,左堤堤頂高程約為8.09m～10.7 m,右堤堤頂高程 5.7m～10.6 m,堤頂距 161 m～170 m。河道按灌溉流量設(shè)計(jì),運(yùn)東閘上為500 m3/s,運(yùn)東閘下為252 m3/s,排洪700 m3/s。1960 年,運(yùn)東閘經(jīng)加固后,其排洪標(biāo)準(zhǔn)提升至800 m3/s。當(dāng)洪澤湖水位超過13.5 m時(shí),灌溉總渠服從排洪,總渠與廢黃河共排洪1000 m3/s（總渠流量為750 m3/s～800 m3/s）。

2 研究數(shù)據(jù)

根據(jù)旱限水位分析要求,本文采用1954年～2018年間的系列水位數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,在全系列分析的基礎(chǔ)上,結(jié)合蘇北灌溉總渠（鹽城段）工情發(fā)生顯著變化的時(shí)間節(jié)點(diǎn)分系列進(jìn)行分析。

本文對蘇北灌溉總渠（鹽城段）旱限水位的分析主要選取阜寧腰閘（閘上）站和六垛南閘（閘上）站兩個(gè)國家基本站。兩站水位資料的測驗(yàn)和整編滿足各時(shí)期相關(guān)規(guī)范要求,歷年水位資料均經(jīng)過初算,一校、二校,分局審查,省局復(fù)審,流域匯編,全國終審,資料成果可靠,質(zhì)量較高,能夠滿足蘇北灌溉總渠（鹽城段）旱限水位分析的要求。

其中,阜寧腰閘（閘上）站全系列資料長度為1958 年～2018 年。1995 年12 月總渠立交建成后,在相同流量條件下,地涵上游水位抬高約0.3 m～0.5 m,且傳遞影響至腰閘下,同樣也抬高了腰閘行洪閘上水位。因此,本文將1958 年～2018 年整體數(shù)據(jù)分為兩個(gè)資料系列對阜寧腰閘（閘上）站旱限水位進(jìn)行分析,即1958 年～2018 年以及1996 年～2018 年。

六垛南閘（閘上）站全資料系列為1953 年6 月～2018 年（1968 年11 月1 日～1969 年3 月2 日,上游打壩,對閘上下游護(hù)坦等十幾個(gè)項(xiàng)目維修加固,水位停測）。期間上游1957年5 月阜寧腰閘建成,1995 年12 月總渠立交建成,對六垛南閘（閘上）站運(yùn)行水位產(chǎn)生一定影響。故本次六垛南閘（閘上）站旱限水位核定同樣以1996 年為節(jié)點(diǎn)分為兩個(gè)資料系列進(jìn)行分析,即1954 年～2018 年和1996 年～2018 年兩個(gè)分系列。

3 旱限水位分析

3.1 年最低水位頻率分析

水位頻率分析[3]是根據(jù)水文現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)特性,利用現(xiàn)有水位資料,分析水位值與出現(xiàn)頻率（或重現(xiàn)期）之間的定量關(guān)系。本文樣本為年極小值取樣,經(jīng)驗(yàn)頻率按期望公式P=m/（n+1）,統(tǒng)計(jì)參數(shù)計(jì)算采用矩法,線型選用P-III型曲線。

1）阜寧腰閘（閘上）站

選用阜寧腰閘（閘上）站1958年～2018年以及1996年～2018年兩個(gè)系列年最高水位資料系列選用P-Ⅲ型曲線進(jìn)行頻率分析。其頻率分析成果分別見圖1、圖2和表1。

圖1 1958年～2018年阜寧腰閘（閘上）站年最低水位頻率分析

圖2 1996年～2018年阜寧腰閘（閘上）站年最低水位頻率分析

表1 阜寧腰閘（閘上）站年最低水位頻率分析成果表 單位：m

根據(jù)阜寧腰閘（閘上）站兩個(gè)不同系列年最低水位頻率分析,50%、75%、90%頻率下全資料系列年最低水位分別為3.03 m、2.42 m和1.91 m,相較于1996 年系列相應(yīng)頻率下的年最低水位分別低0.59 m、0.93 m、1.20 m。這反映出灌溉總渠地涵的建成后對地涵上游及阜寧腰閘閘上游水位產(chǎn)生壅高影響；同時(shí)也反映阜寧腰閘閘下的供水坎尾調(diào)度使得阜寧腰閘閘上年最低水位得到一定程度的抬升。

2）六垛南閘（閘上）站

選用六垛南閘（閘上）站1954年～2018年以及1996年～2018年二個(gè)系列年最高水位資料系列選用P-Ⅲ型曲線進(jìn)行頻率分析。其頻率分析成果分別見圖3、圖4和表2。

表2 六垛南閘（閘上）站年最低水位頻率分析成果表 單位：m

圖3 1954年～2018年六垛南閘（閘上）站年最低水位頻率分析

圖4 1996年～2018年六垛南閘（閘上）站年最低水位頻率分析

根據(jù)六垛南閘（閘上）站兩個(gè)不同系列年最低水位頻率分析,50%、75%、90%頻率下全資料系列年最低水位分別為0.85 m、0.65 m和0.48 m,略低于1996 年系列相應(yīng)頻率下的年最低水位,分別低出0.02 m、0.08 m和0.12 m。這反映出隨著時(shí)間推移,高水下灌溉總渠險(xiǎn)情出現(xiàn)增多,行洪能力下降,加之阜寧腰閘閘下坎尾供水,沿海擋潮閘六垛南閘多處于關(guān)閘保水狀態(tài),港道產(chǎn)生嚴(yán)重淤積現(xiàn)象。九十年代之前,年最低水位多出現(xiàn)在開閘排水期,之后則基本上出現(xiàn)在關(guān)閘保水期。

3.2 河道沿線取水口底板高程分析

蘇北灌溉總渠（鹽城段）主要通過沿線的穿堤涵洞、地龍等建筑物引水供灌區(qū)用水,鹽城境內(nèi)總渠左堤穿堤建筑物共23座,右堤共7座。另外沿線還有城鄉(xiāng)供水取水口3處,工業(yè)用水取水口1處。灌溉總渠地涵～六垛南閘河段取水口底板設(shè)計(jì)高程最高為0.00 m,阜寧腰閘閘上游河段取水口底板最高高程為蘆楊地龍的3.50 m。經(jīng)調(diào)查分析,當(dāng)六垛南閘閘上水位低于1.30m,阜寧腰閘閘上水位低于3.50 m時(shí),沿線農(nóng)業(yè)引水涵洞引水出現(xiàn)困難。

3.3 航運(yùn)保障水位分析

為了保障河道通航功能,根據(jù)《鹽城市內(nèi)河航道網(wǎng)規(guī)劃》（鹽城市交通局,2009年4月）,鹽城市內(nèi)河航道網(wǎng)分層次布局規(guī)劃包括骨干航道、市域干線航道、聯(lián)絡(luò)線支線航道三個(gè)層次,最終形成鹽城市“一縱十橫六聯(lián)”,共計(jì)約1095 km,23條航道構(gòu)成的干線航道網(wǎng)。其中,蘇北灌溉總渠（蘇咀～小中河）被列入市域干線航道名單,等級為五級航道,最低通航保障水位為4.40 m,小中河下游段總渠不通航。

3.4 生態(tài)水位分析

生態(tài)水位[4]作為河道內(nèi)的需水控制指標(biāo),是在保證一定的生態(tài)目標(biāo)下,能夠保持河湖生態(tài)系統(tǒng)基本生態(tài)功能的最小水位。它是表征保護(hù)河湖基本形態(tài)和生態(tài)功能的水文要素要求。

根據(jù)《城市水資源保護(hù)規(guī)劃》（2016）,鹽城市范圍河道生態(tài)水位采用90%保證率年最低水位分析成果確定,為與現(xiàn)狀工情及調(diào)度相統(tǒng)一,阜寧腰閘（閘上）站和六垛南閘（閘上）站生態(tài)水位均取用1996年～2018年年最低水位系列頻率分析成果,經(jīng)計(jì)算得出兩個(gè)站點(diǎn)的生態(tài)水位分別為 3.11 m和0.60 m。

3.5 旱限水位分析

綜上分析,分析得出阜寧腰閘（閘上）站旱限水位為4.40 m,在全資料系列下保證率為82.2%,在現(xiàn)狀工情短系列下保證率為92.0%；六垛南閘（閘上）站旱限水位為1.10 m,在全資料系列下保證率為94.5%,在現(xiàn)狀工情短系列下保證率為91.9%。具體分析結(jié)果見表3。

表3 旱限水位分析表

4 結(jié)論

綜合考慮蘇北灌溉總渠（鹽城段）河道的重要性以及多功能性,結(jié)合沿線取水口情況,在保障河道航運(yùn)功能以及滿足生態(tài)要求的條件下,最終綜合考慮得出蘇北灌溉總渠（鹽城段）阜寧腰閘（閘上）站旱限水位為4.40 m,六垛南閘（閘上）站旱限水位為1.10 m。