淺析影響平原河網地區感潮河段水閘下泄流量的成因及對策
——以太浦閘為例

迮振榮 李　寧

（太湖局蘇州管理局，江蘇蘇州 215011）

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淺析影響平原河網地區感潮河段水閘下泄流量的成因及對策
——以太浦閘為例

迮振榮 李寧

（太湖局蘇州管理局，江蘇蘇州 215011）

【摘 要】本文以太浦閘為例，分析影響平原河網地區感潮河段水閘下泄流量的成因，并通過成因分析采取相應的對策，有效提高水閘流量控制的準確性，減小設備的運行維護量，可為平原河網地區感潮河流的水閘運行提供參考。

【關鍵詞】太浦閘；平原河網；流量

1 基本情況

1.1 太浦閘工程概況

太浦閘工程位于蘇州市吳江區境內的太浦河進口處，西距東太湖約2km，是太浦河排泄太湖洪水及流域水資源調度的控制性建筑物，在太湖流域防洪、供水和改善太浦河下游地區水質中發揮重要作用。該閘于1959年10月建成，2012年9月—2014年9月拆除重建，由水利部太湖流域管理局調度運行。

太浦閘共10孔，每孔凈寬12m，底板高程-1.50m（鎮江吳淞基面，下同），設計流量985m3/s，近期設閘檻堰頂高程0.00m，設計流量784 m3/s，采用平面直升鋼閘門配卷揚式啟閉機。考慮通航功能，將南側邊孔設置為套閘。

太浦閘工程主要任務是防洪、泄洪與向下游地區供水。

1.2 流量測量

太浦河貫穿江蘇、浙江和上海，不同區域對于下泄水量的需求不同，對太浦閘的調度運行、精確控制工程實際泄量提出了更高要求。

太浦閘地處平原河網地區，河底比降小（約十萬分之一），水位落差小（20cm以下），且受黃浦江潮汐影響，造成原設計時用來計算太浦閘下泄流量的公式不適用，理論計算流量與實測流量存在較大誤差。管理單位依據多年實測流量數據來復核水位—流量關系曲線時，發現流量數據離散性太大，基本夠不成曲線關系，無法率定流量系數。因此，難以通過過流曲線查詢、計算閘門的開啟孔數和開度。

水文部門在太浦閘下游安裝了水平聲學多普勒在線流速流量監測系統（H-ADCP）。該設備測量剖面寬度90m，每5min采集一個流量數據，并在網頁上實時更新。

2 存在問題

隨著流域經濟社會的快速發展，流域省市對太浦閘工程執行調度指令的情況越來越關注，特別是調度指令執行的準確性，即日平均流量是否符合調度流量。為確保日平均流量盡可能地接近調度流量，運行單位必須保障線流量盡可能地接近調度流量，否則，就要及時調整閘門開度或孔數。當閘門要調整時，運行人員先依據在線流量計算過閘流速，并假設閘門調整前后其基本不變，再依據調度指令計算調整后的過流面積（孔數與開度的乘積），然后調整閘門。如要增加開度或孔數時，考慮過閘流速會減小，則實際調整后過流面積會略大于計算的過流面積；如要減小開度或減少孔數時，考慮過閘流速會增大，則實際調整后過流面積會略小于計算的過流面積。在一般情況下，按照這種原則去調整閘門，會取得預期的效果。但是，遇到天文高潮、大風等情況時，卻無法達到調整的目的，甚至會出現開度加大在線流量卻減小，而開度減小在線流量卻加大的現象。這樣，不僅影響下泄流量的準確性，而且也增加了設備的使用頻次，增加了維護成本，縮短了設備的使用壽命。

3 成因分析

太浦閘閘門調整無法達到預期目的的問題，存在以下幾個方面的原因。

3.1 風向

在風力的作用下，太湖的水體會向風向的一側雍高，從而改變太浦閘上游（太湖側）水位及水位差，進而影響下泄流量。當風向改變為西、西北、北、東北，水面風力達到5級以上時，雖然對太浦閘下游（太浦河側）影響不大，但會使太浦閘上游（太湖側）的水位升高，導致太浦閘工況不變的情況下下泄流量增加；當風向改變為東、南、東南，水面風力達到5級以上時，太浦閘上游（太湖側）的水位會下降，太浦閘工況不變的情況下下泄流量減小。

3.2 潮汐

黃浦江潮汛可以上溯到太浦閘下游。經統計，天文高潮時，閘下水位變幅高達10cm左右，導致在線流量波動太大，不符合調度指令的要求。一般情況下，調度流量越大，潮汐引起流量的變動就越大。

3.3 運行方式引起的監測誤差

太浦閘下泄流量監測使用的設備是H-ADCP，2008年年底投入使用，由于下泄流量在線監測設備在閘下游700m左右的監測斷面左岸向河中90m的范圍內測取水平水層流速，而實際斷面達180m，如果斷面水流不均勻、不穩定的話，測量范圍的水平流速就不能代表整個斷面的水平流速。如太浦閘不是對稱開啟，就有可能造成監測端面水流不均，甚至會出現部分區間回流，從而產生監測誤差。

4 采取的對策

通過對太浦閘控制運行中存在的問題以及原因進行分析，管理單位通過不斷摸索和總結，主要采取以下對策。

4.1 設置合理的限值

在多重因素的影響下，太浦閘在

線流量是非恒定的，且一天內變幅較大。為確保日平均流量接近調度流量，必須控制在線流量在調度流量一定范圍內波動，即設定一個較合理的波動范圍。目前，管理單位按照精細化調度的原則，當太浦閘調度流量小于100m3/s時，控制流量允許偏差為±10 m3/s；當調度流量大于100m3/s時，控制流量允許偏離10％。

4.2 加強預判，考慮提前量

充分考慮風向、潮汐等多重因素，預判其對太浦閘下泄流量的影響。如果預計流量增大，則調整閘門時按調度流量的允許下限值來控制，即多關閉一點；反之，則調整閘門按調度流量的允許上限值來控制，即多開啟一點。

4.3 多孔小開度，保持下游水流平穩

為使測流斷面的水流平穩、均勻，確保測流數據正常、準確，在閘門對稱開啟的同時，還采用多孔小開度的形式，即盡可能10孔閘門全部小開度開啟。

5 結 語

通過采取上述對策，有效降低了閘門調整的頻次，提高了流量控制的準確性，減少了設備的維護成本，為太湖流域科學、精細調度奠定了基礎。

通過分析太浦閘在線流量的變化情況，基本掌握了各項因素對其造成的影響，為管理單位精確控制下泄流量提供了幫助，也為平原河網地區感潮河流上的水閘運行提供了參考。■

Analysis on causes affecting water gate discharged flow in tidal river section of plain river network region and countermeasures thereof：with Taipu Gate as an example

ZE Zhenrong，LINing
（Taihu Lake Bureau Suzhou Administration，Suzhou 215011，China）

Abstract:In the paper，Taipu Gate is adopted as an example for analyzing causes affecting water gate discharged flow in tidal river section of plain river network region.Corresponding countermeasures are adopted through cause analysis.The accuracy of water gate flow control is effectively improved.The quantity of operation and maintenance of equipment is reduced，thereby providing reference for water gate operation in tidal river section of plain river network regions.

Key words:Taipu Gate；plain river network；flow rate

DOI：10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.04.010

中圖分類號：TV66

文獻標志碼：A

文章編號：1005-4774（2016）04-0040-02