善后新閘控制運行水位優化調整分析

(1.連云港市水利規劃設計院有限公司，江蘇 連云港 222000；2.連云港市市區水工程管理處，江蘇 連云港 222000；3.連云港徐圩新區水務局，江蘇 連云港 222000)

1 工程概況

古泊善后河發源于沭陽縣境內的沭陽水坡，向東流經連云港市灌云縣，至東陬山善后新閘匯入埒子口入海，全長77.10km，擔負沭陽、東海、灌云三縣和連云港市海州區共1135.40km2的排澇任務。作為連云港市重要的行洪排澇通道，古泊善后河兼有供水、灌溉、航運等功能，其沿岸分布著大量農田灌區和多座鄉鎮水廠取水口；另外，古泊善后河還是連云港市徐圩新區唯一的集中式供水水源地及徐圩新區送水工程的送水骨干河道。

善后新閘為古泊善后河入海口門，位于徐圩新區東陬山西麓，始建于1957年10月，于1958年6月竣工，為混凝土胸墻式結構，總寬120m，分10孔，每孔凈寬10m，閘頂高程6.00m，閘基為巖石，閘底高程-3.00m，設計流量1050m3/s、校核流量2100m3/s，其主要功能為排澇、擋潮，同時兼有蓄水灌溉等功能。近年來，善后新閘水位實際運行區間為0.49～3.47m，其運行調度一直以行洪排澇為主，閘前控制水位偏低，導致上游河道槽蓄量偏少，已不能滿足經濟社會發展對水資源的需求。

善后新閘、車軸河閘與燒香河閘，三閘出流共用埒子河作為連云港市防洪排澇入海通道(見圖1)。上述三閘均由江蘇省淮沭新河管理處善后閘管理所進行管理，燒香河北閘由連云港市市區水工程管理處進行管理。

圖1 善后新閘及周邊地區遙感影像圖

2 控制運用現狀

2015年《善后新閘水閘安全鑒定報告書》鑒定結果顯示：善后新閘閘頂高程、水閘過流能力、穩定和主要構件強度等均滿足要求，善后新閘現狀總體運行情況較好，評定其為“二類閘”。

善后新閘現狀控制運用方案制定如下：

排澇期：善后、燒香兩閘上正常水位應控制在1.20～1.40m，車軸河閘要低于燒香、善后兩閘0.10～0.20m。非排澇期：車軸河閘上水位可保持1.40～1.60m，善后、燒香兩閘可高于車軸河閘0.10～0.20m；在抗旱期間短時期善后、燒香兩閘水位可以略高一些，但必須征得管理處同意。開閘排澇：應先開啟車軸河閘，再開啟燒香閘，最后開善后閘，一般情況不得三閘同時開啟。在一般情況下灌云縣要求預降水位，可以直接由管理所處理；當洪澤湖水源不太充裕時，灌云縣要求預降水位，必須征得管理處同意。

另外，燒香河閘控制運用水位與善后新閘基本持平，車軸河閘控制運用水位較善后新閘低0.10～0.20m。燒香河北閘控制運用原則為：汛期控制水位為1.80～1.90m，非汛期控制水位為1.80～2.00m；保水灌溉季節水位控制在2.00～2.20m；有強降雨預報時，可預降水位控制在1.60m以下；特殊情況下，按上級調度指令執行。

3 水閘現狀控制運用存在的問題

3.1 善后新閘現狀控制運用方案已不能滿足經濟社會發展的需求

善后新閘控制運用方案制定于1984年，當時的古泊善后河沿線主要為農區，善后新閘控制運用主要為滿足區域防洪排澇并兼顧沿線農業生產服務，由于河道沿線開發強度較低、需水量相對較小，因此，善后新閘控制運用水位較低。

為調整產業結構布局，發展沿海港口經濟，古泊善后河以北的大片農場和鹽田經行政區劃調整，與徐圩鎮和徐圩港區一起劃入徐圩新區，該片區將建設成為江蘇沿海新型的工業基地，用水需求大大增加，因此，亟須優化調整善后新閘控制運用水位，充分發揮工程的綜合效益。

3.2 善后新閘現狀控制運用方案不能充分發揮對水位的調控調度能力

善后新閘所在的埒子口原承泄古泊善后河流域、善北燒香河流域以及善南灌云地區共計2609.40km2面積的排水任務，排澇負擔較重。由于埒子口淤積、排水不暢，自20世紀70年代以來相繼實施了多項工程，將善北燒香河流域、善南灌云地區的大部分澇水調尾改由埒子口以北燒香河、埒子口以南五灌河排水入海，除車軸河部分區域(面積133km2)外，埒子口基本讓給古泊善后河排水，埒子口承泄面積由原2609.40km2減小為1268.40km2，排澇壓力已大為減輕。另外，善后新閘經過2000年除險加固后現狀運行狀況良好，古泊善后河即將按規劃航道等級進行整治，水閘和河道對水位的調控調度能力將進一步增強，善后新閘現狀控制運用方案已不能充分發揮其調控作用。

4 控制運用水位方案研究

古泊善后河具有防洪、排澇、供水、送水、灌溉、航運等綜合功能，善后新閘運行控制水位方案須統籌兼顧各方利益，盡量做到上下游協調，減少矛盾，以充分發揮工程的綜合效益。

本文在分析古泊善后河、善后新閘功能需求及限制性因素的基礎上，分時段合理確定了善后新閘的控制運用水位。考慮到5月1日—6月30日一般雨量較少且為本地區農灌大用水時期，宜結合雨洪資源利用蓄水保水，7月1日—9月30日防洪排澇壓力較大，應盡量保障區域防洪排澇安全，因此本次研究分為汛期5月1日—6月30日、7月1日—9月30日及非汛期共三個時段，根據各時段特點分別制定善后新閘水位控制運用方案。

4.1 需求及限制性因素分析

善后新閘控制運用水位調整主要考慮以下幾個方面的因素

4.1.1 防洪排澇

古泊善后河是沂北地區防洪排澇的骨干河道，防洪、排澇功能要求善后新閘的運行控制水位盡量降低，善后新閘控制運用水位調整應以不影響區域防洪排澇為前提。

4.1.2 供水

古泊善后河為徐圩新區唯一的集中式供水水源地，供水功能要求善后新閘的運行控制水位盡可能抬高，且水位盡可能不低于徐圩水廠取水口預警水位(1.08m)。為保護古泊善后河水源地水質，避免周邊排澇及農田退水等向古泊善后河相繼排水，古泊善后河水位應不低于周邊燒香河、車軸河等河道水位；燒香河北閘非汛期控制水位為1.80～2.00m、汛期控制水位為1.80～1.90m，較善后新閘原控制水位高，善后新閘控制運用水位應不低于燒香河北閘控制運用水位。

4.1.3 送水

古泊善后河為徐圩新區送水工程的送水骨干河道，為確保按設計規模自流引水入燒香支河，送水工況下古泊善后河水位應較燒香支河水位高10cm左右。古泊善后河水位常水位工況下需不低于1.78m，低水位工況下需不低于1.64m。

4.1.4 灌溉

古泊善后河沿線為傳統的農業區，灌溉功能要求善后新閘的運行控制水位盡可能抬高，且不能低于灌溉泵站取水口，水位應控制不低于0.70m。

4.1.5 航運

古泊善后河鹽河以東段規劃為三級航道，鹽河以西段規劃為四級航道。航運功能要求善后新閘的運行控制水位不高于最高通航水位(3.76m)，且不低于最低通航水位(1.43m)。

4.2 主汛期期間控制運用水位

本次研究初擬7月1日—9月30日主汛期期間善后新閘控制水位1.2m、1.4m、1.6m、1.8m、1.9m、2.0m等6個方案，計算現狀工況下不同汛限水位方案的洪澇水位。經計算分析，善后新閘控制水位每抬高0.20m，古泊善后河沿線洪水位隨之抬高0.02～0.03m。

為確保區域防洪排澇安全及水閘運行安全，本次研究考慮7月1日—9月30日期間根據強降雨預報提前預降水位。結合善后新閘以往水位預降經驗(水位預降幅度、預降時間)及本地區通常做法，按照提前24h預降水位，計算考慮預降水位后各方案的善后新閘閘上水位，分析得出7月1日—9月30日期間善后新閘控制運用水位。

本次研究擬定預降前控制水位1.60m、1.80m、1.90m、2.00m等4個方案，經計算分析，預降前控制水位為1.60m時，24h預降后，善后新閘閘上水位為1.37m，滿足善后新閘預降后閘上控制水位1.20～1.40m的要求；預降前控制水位為1.80m時，24h預降后，善后新閘閘上水位為1.48m，雖高于閘上控制水位1.40m，但相差不大；預降前控制水位為1.90m、2.00m時，24h預降后，善后新閘閘上水位分別為1.54m、1.60m，高于控制水位1.20～1.40m。即使不考慮預降，在善后新閘閘上控制水位1.60m、1.80m方案情況下，5年一遇及20年一遇河道沿線水位較現狀工況(閘上控制水位1.40m)抬高幅度均控制在0.05m以內，對古泊善后河沿線防洪排澇影響較小。

考慮兼顧區域防洪排澇安全及河道沿線經濟社會發展對善后河水位水量的需求等因素，本次研究善后新閘7月1日—9月30日推薦水位控制在1.60～1.80m，當有強降雨預報時，須采取提前開閘預降等措施。

4.3 主汛期前控制運用水位

5月1日—6月30日主汛期前，防洪排澇壓力相對較小，考慮河道沿線經濟社會發展對古泊善后河水位水量的需求，結合水位預降分析計算成果，在不過分增加防洪排澇壓力的情況下，本次研究中善后新閘5月1日—6月30日期間的推薦水位控制在1.80～1.90m，當有強降雨預報時，采取提前開閘預降等措施。

4.4 非汛期控制運用水位方案

本次研究在滿足區域防洪排澇及工程安全的前提下，結合近年來古泊善后河沿線需求及善后新閘非汛期實際運行水位情況，合理確定非汛期控制運用水位。

初步擬定非汛期控制水位1.80m、2.00m、2.20m等3個方案，分析水位抬高對區域防洪排澇的影響。由防洪排澇復核成果可知，各方案均能滿足防洪排澇要求。考慮到古泊善后河沿線用水戶對水量水質的需求及近年來水閘的實際運行情況，善后新閘非汛期水位應控制在不低于燒香河北閘非汛期控制水位，本次研究推薦控制在1.80～2.00m。

4.5 推薦方案

本次研究推薦的善后新閘控制運用水位如下：

善后新閘閘上控制水位：汛期5月1日—6月30日為1.80～1.90m，7月1日—9月30日為1.60～1.80m；非汛期為1.80～2.00m；當有強降雨預報時，需采取提前開閘預降水位措施。

5 效益分析

本次善后新閘控制運用水位調整后，各時段善后新閘閘上控制水位較原控制運用方案均有所提高，產生的效益主要體現在供水效益及生態環境效益等方面。

5.1 供水效益

供水效益主要體現在河道蓄水量增加，棄水量減少，將增加向河道沿線地區的生活、工業、農業供水量。經估算，控制水位調整后，善后新閘閘上水位較原控制方案平均抬高約0.40m，古泊善后河河道蓄水容積增加約340萬m3；同時，善后新閘水位抬高后改善了河道沿線徐圩新區及灌云縣等地區生活、生產用水的供水條件，有利于充分發揮其供水效益。

5.2 生態環境效益

古泊善后河作為徐圩新區的水源地，其水位抬高后，將改善徐圩新區經燒香支河從古泊善后河的引水條件，有助于充分利用古泊善后河棄水增大徐圩新區河網淋鹽洗堿等生態用水的引水量，改善徐圩新區生態環境。經估算，善后新閘年開閘放水量約4億～5億m3，其中大部分為洪澇棄水，可通過既有的送水線路送水入徐圩新區河網，增加徐圩新區河網淋鹽洗堿等生態引水量。

6 風險分析

6.1 工程運行安全

善后新閘控制運用水位調整后，雖然較原方案水位有所抬高，但是抬高幅度不大，且調整后的水位與善后新閘實際運行水位更為接近，均在近年來善后新閘水位實際運行區間及閘室穩定設計水位組合范圍內。

考慮到善后新閘經過2000年除險加固后現狀總體運行情況較好，閘基和岸墻兩側均為巖基，并于2015年被江蘇省水利廳評定為“二類水閘”，本次善后新閘控制運用水位調整后不會影響水閘閘室穩定及自身安全，對善后新閘安全運行無不利影響。

6.2 防洪排澇

善后新閘控制運用水位調整后，善后新閘閘上水位(5月1日—6月30日控制在1.80～1.90m，7月1日—9月30日控制在1.60～1.80m)經預降后，善后河沿線防洪排澇水位較現狀防洪排澇水位雖有抬高，但抬高幅度較小，在0.02m以內；另外，即使不考慮預降，河道沿線防洪排澇水位較現狀工況(閘上控制水位1.40m)抬高幅度均控制在0.05m左右，因此，本次善后新閘運用水位調整對古泊善后河沿線防洪排澇影響不大。

6.3 河道沿線排水及降漬

古泊善后河沿線地勢西高東低，其流域范圍主要集中在河道上中游，河道下游沿線善北地區主要向燒香河排水、善南地區主要向車軸河排水。由于古泊善后河流域范圍內地勢相對較高(地面高程基本在3.50m以上)，因此，善后新閘水位調整后(日常水位最高控制在2.00m左右)不會影響古泊善后河沿線區域的日常排水。

古泊善后河沿線為平原河網地區，河道兩岸支流與古泊善后河間基本均有水閘進行節制，因此，善后新閘水位調整后對沿線農田區域(排澇大溝)的常水位基本沒有影響，不會導致農區水位抬高影響農田等降漬；另外，古泊善后河沿線農田高程基本在2.80m以上，由于善后新閘水位調整后河道日常水位最高控制在2.00m左右，基本位于沿線農田高程0.80m以下，即使沿線農區水位與善后新閘閘上水位持平也能基本滿足農田等降漬要求，因此善后新閘水位調整后不會影響沿線農田等區域的降漬。

7 結 語

本文通過分析善后新閘控制運行水位變化對其上游古泊善后河供水、防洪排澇及工程自身安全等方面的影響，統籌防洪減災與水資源利用，提出了適應沿線經濟社會發展的控制運用水位新方案，以充分發揮既有水利工程的綜合效益。