懷洪新河水控制工程調度淺析

宋正明

懷洪新河水控制工程調度淺析

宋正明

一、工程概況

懷洪新河是一條大型人工河道，西起渦河下游懷遠何巷，至固鎮(zhèn)澥河洼，由澥河、澮河、漴潼河東入洪澤湖，流域面積1.2萬km2，干流河道全長121km（安徽95km），懷洪新河主要控制性水工程基本都在安徽境內(nèi)，其工程主體內(nèi)容包括：河道兩岸堤防254.71km，大中型水閘9座，橋梁6座，穿堤建筑物99座，堤頂防汛道路156.68km。作為淮河防洪工程體系的重要組成部分，懷洪新河主要功能是分泄淮河干流洪水，擴大流域排水出路，兼有灌溉、供水等功能。通過多年的運行，水管單位已經(jīng)逐步積累了一定的經(jīng)驗，為懷洪新河水工程的科學化、規(guī)范化調度創(chuàng)造了條件。

二、調度的一般原則

1.防洪調度

懷洪新河何巷閘的分洪調度是由中央防總下達調度指令，經(jīng)淮河防總和安徽防總下達到安徽省懷洪新河河道管理局（下稱管理局），管理局通知何巷閘管理處執(zhí)行。其他大型水閘由安徽防總下達調度指令，管理局和閘管單位執(zhí)行。沿河中小型涵閘則由市、縣防指商管理局和閘管單位后，由閘管單位執(zhí)行。管理局接到指令后，應迅速通知各管理局、水閘管理單位并立即做好分洪準備，安全細致檢查工程管理各項設施、設備，確保分洪安全。按照指令和規(guī)范嚴格運行各閘調度，特別注意符懷新河河道不沖刷流速、串沱湖分洪開啟條件和沿懷洪新河小型涵閘的適時啟閉等，以確保工程安全。

2.排澇調度

懷洪新河流域平原遼闊、內(nèi)河縱橫，加之地處季風氣候區(qū)，流域70%降雨量集中在6~9月，因此極易發(fā)生內(nèi)澇，懷洪新河的排澇調度對降低澇災損失至關重要。（1）安全第一。除了做好設備運行前檢查和養(yǎng)護外，清除水閘管理范圍的非航行船只和網(wǎng)箱等養(yǎng)殖漁具，確保澇情發(fā)生時能夠及時開閘泄水。（2）提前預泄。當流域或主要支流發(fā)生強降雨時，干流水閘要及時提前預泄，騰出庫容降低外河水位，有利于搶排澇水。排澇調度指令除明確開閘泄水時間外，還應明確運行閘前水位控制區(qū)間，以利閘管單位控制。（3）科學調度。排澇調度會商應盡可能考慮淮河干流水位頂托、流域干支流降水雨量分布、河道產(chǎn)流水量、澇水推進速度、局部災情發(fā)生情況等諸多影響因素，做到科學調度。當排澇接近結束時，注意截留尾水，使雨洪資源得到有效利用。

3.供水調度

懷洪新河供水調度主要由市級防指根據(jù)靠近干流的流域缺水情況提出引水要求，管理局根據(jù)蚌埠閘上水位的高低采取相應的調水方案。供水調度時必須考慮：（1）節(jié)水原則。由于懷洪新河流域是淮河干流的組成部分，其干流緊靠淮干，一般情況下，懷洪新河流域缺水時淮干水量也不會充沛。因此，引淮水量應當節(jié)水為先，以截留蚌埠閘下泄多余水量為優(yōu)。（2）安全為重。主要是必須考慮淮河和渦河來水水質，不得將超標準污水引入懷洪新河，以免影響本流域的水生態(tài)環(huán)境，造成農(nóng)業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的損失。（3）引防結合。即在條件許可時，引水量既要基本滿足工農(nóng)業(yè)用水需要，同時，控制性水閘不得超蓄，以免出現(xiàn)流域或局地集中降雨導致開閘棄水的被動局面和不良影響。

三、主要水閘的調度運行

懷洪新河干流控制性大型水工建筑物主要有何巷閘、新湖洼閘、西壩口閘、山西莊閘和新開沱河閘，在服從工程調度共性的同時，也應注意本身調度運行的特點。

1.何巷閘

何巷閘的調度啟用，除了嚴格遵從調度指令外，還要嚴格遵守何巷閘的控制運用辦法。特別是分洪時的閘門運行必須按照程序分級均勻開啟，每級開啟高度及相鄰孔閘門開啟高度差均不大于0.5m。設計分洪條件下每級14孔全部開啟后，待下游水位達到下一級水位時按同樣順序開啟第二級，直至達到要求的分洪流量。當何巷閘全部打開仍然達不到規(guī)定流量時，再開啟船閘上下游閘門分洪（船閘運行按船閘操作規(guī)程進行），以擴大分洪流量。嚴格的操作規(guī)程，除了充分考慮閘體本身過水安全，同時也要避免分洪水流對下游符懷新河段河道和堤防的沖刷。

何巷閘的引水主要是引入蚌埠閘上游的多余水量，一般是小開度引水，流量多在100m3左右，只要按照規(guī)程操作，一般沒有大問題。

2.新胡洼閘

胡洼閘的分洪調度既要與何巷閘保持相近的流量，又要充分考慮分洪對符懷新河的沖刷影響控制運行，因此要采取胡洼閘與何巷閘聯(lián)調措施。在聯(lián)調過程中不僅要分時段分過程考慮兩閘過水面積的對應，還要兼顧兩閘區(qū)間來水。

該閘的排澇調度主要是排除四方湖閘以上的北淝河來水和符懷新河區(qū)間來水。由于北淝河上游河道阻水嚴重，通常湖心洪水退至四方湖閘前需要滯遲4~5天，水位的起漲速率也十分緩慢。因此，為了減少四方湖閘的頻繁調度和現(xiàn)實影響，可以采取四方湖閘與新湖洼閘聯(lián)調的調度方式排澇，即當北淝河流域發(fā)生強降雨、四方湖閘前水位開始起漲時，把四方湖閘全部打開并提出水面，新湖洼閘根據(jù)來水量和流速，合理調節(jié)閘門開度，既有利于澇水下泄，也有利于后期的截洪蓄水。通過近年的實踐，效果滿意。

新湖洼閘一般情況下只是維持正常水位，為符懷新河兩岸工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供水源，不足時由何巷閘按規(guī)定引水補充。當需要向新湖洼閘以下引水時，其閘門開度應保持與何巷閘引水流量基本一致。

3.西壩口閘

西壩口閘是懷洪新河干流河道末級控制工程，分洪和排澇調度手段基本一致。調度中必須充分考慮香澗湖灘槽處理工程實施后，上游洪峰推進速度明顯加快的因素，西壩口閘要按規(guī)程操作并逐步把閘門提出水面。但該閘匯水面積廣闊，蓄供水任務重，在分洪和排澇的后期，閘管單位必須充分考慮胡洼閘來水，澥河洼、香澗湖區(qū)間來水以及固鎮(zhèn)閘來水的情況，合理確定關閘時間，確保洪水澇水放得快、留得住，使洪水資源得到有效利用。

西壩口閘控制的香澗湖正常庫容水量超過1億m3，條件允許時，從蚌埠閘上引水是主要補充水源，一般均按正常蓄水位14.67m控制。但該閘閉門時上下游的安全水位差為2.3m，如果下游洪澤湖水位下降很快，接近或達到2.3m時，必須考慮小開度開閘泄水，以確保水閘的安全。近年類似情況已有發(fā)生。

4.山西莊閘和新開沱河閘

兩座大型水閘分別是沱湖的進、出口的控制性工程。在分洪時，當山西莊閘閘前水位達到15.52m并趨勢繼續(xù)上漲的時候，應開閘敞開過洪。同時，新開沱河閘也必須提出水面，加快洪水和沱湖上游澇水的下泄。當山西莊閘閘前水位降到15.52m以下并趨勢繼續(xù)下落的時候，山西莊閘關閉，新開沱河閘繼續(xù)排除澇水直至到正常水位時關閘蓄水。新開沱河閘關閘時間既要考慮沱湖周邊的來水，更重要的是沱河的入湖客水流量，以最大限度地減少洪澇災損失和截蓄水資源。

四、水工程調度展望與建議

作為治淮骨干工程之一，懷洪新河經(jīng)過多年的調度和運行，已經(jīng)發(fā)揮了很好的經(jīng)濟效益和社會效益。隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，懷洪新河由于其特殊的地理位置將發(fā)揮更大的作用，其水工程的調度也將隨之愈加優(yōu)化、愈加科學。

1.懷洪新河的分洪作用得到充分發(fā)揮

懷洪新河分洪對降低淮干水位、提高淮河抗洪能力的作用已經(jīng)在2003年、2007年兩次分洪中得到充分體現(xiàn)。兩次分洪分別降低淮干蚌埠段水位0.4m和0.45m左右，緩解了淮南、蚌埠城市圈堤及淮北大堤等重要堤防的防汛壓力，為重要圩堤搶險爭取了時間，避免了一般堤防及蚌埠以下的方邱湖等行洪區(qū)進洪損失，保證了津浦鐵路等重要設施的安全運行。當然，分洪必然對本流域的排澇產(chǎn)生延滯影響，但從總體上來看，分洪效益遠大于因洪至澇的損失。同時，只要分洪時段與排澇時段錯峰而行，就會大大降低外洪影響損失。2007年錯峰分洪1000 m3/s，對懷洪新河的排澇基本上沒有影響。因此，在《淮河防御洪水方案》的要求下，根據(jù)淮干洪水情況，適當增加懷洪新河相機分洪的機率，將使其防洪作用得到更為充分的發(fā)揮。

2.跨區(qū)域水資源配置對水工程調度提出新的要求

懷洪新河是淮河以北地區(qū)的大型人工河道，其香澗湖具有3億多m3的水資源可蓄量，無疑是解決皖東北地區(qū)缺水的重要調蓄庫。安徽省即將實施淮水北調工程和已經(jīng)實施的淮北礦業(yè)集團臨渙管道供水工程，都把懷洪新河作為重要的水源地和調節(jié)庫。

跨區(qū)域調水戰(zhàn)略的實施，使懷洪新河的水資源地位得到提升，同時也對水控制工程的調度提出了新的要求。（1）為了滿足可能發(fā)生的調水需要，維持工程正常蓄水位將成為常態(tài)。（2）水資源配置必須科學，不僅要考慮蚌埠區(qū)域的季節(jié)用水，同時要為宿縣、淮北兩市和淮北礦業(yè)集團的基本調水量留有余地。（3）補充水源一方面更加注重自流引入蚌埠閘棄水，以減小機電抽水成本。另一方面，淮水北調五河排灌站可以從蚌埠閘以下抽淮入懷，成為懷洪新河新的補水水源。（4）水資源節(jié)約更顯重要，沿懷的小型涵閘應當有所控制，不能再常年打開無限制引水。（5）行政管理體系也將有所改變，以適應跨區(qū)域調水的需要。

3.懷洪新河為農(nóng)業(yè)大灌區(qū)建設提供水資源保障

由于灌溉配套工程滯后，導致懷洪新河的農(nóng)業(yè)灌溉綜合效益不能充分發(fā)揮，目前，有效灌溉面積不足100萬畝。懷洪新河蓄水能力的提高，流域內(nèi)澮河、澥河等河道蓄水量的增加，從淮干補水條件的日趨成熟，使得懷洪新河已經(jīng)具備建設大灌區(qū)的基本條件。懷洪新河灌區(qū)建設已經(jīng)列入安徽省“十二五”水利改革發(fā)展規(guī)劃，《懷洪新河灌區(qū)規(guī)劃》經(jīng)水利部初審。

懷洪新河灌區(qū)的建設進一步拓展了工程效益，使得農(nóng)田保證面積提高到現(xiàn)有的3倍以上，其工程調度的科學性必須有極大的提高。必須考慮以下幾個方面：（1）大力宣傳節(jié)約用水，實施灌區(qū)的節(jié)水工程。（2）灌區(qū)引水應當盡可能與跨區(qū)域調水錯時，在外調水受水區(qū)用水的低谷期引水，存蓄在灌區(qū)的大溝、干支渠內(nèi)，以免造成干旱季節(jié)水資源緊張。（3）地下水位高的地方，可以建機井灌溉或與地表水混用灌溉。（4）雨季注意攔截地表徑流，既可以用于旱季灌溉，也可以減少灌溉成本。

4.現(xiàn)代化科學技術應成為水工程調度管理新手段

綜上所述，懷洪新河的現(xiàn)狀和近遠期發(fā)展都對其水工程調度提出了高標準要求，必須實行現(xiàn)代化科學調度，否則難以適應多功能、多途徑、多區(qū)域、多方向的調度要求。科學調度應當包括調度管理科學和調度技術科學兩個方面。

在調度管理上，除防洪調度以外，其他應當實行管理程序的扁平化，減少行政管理程序和交叉管理。應建立迅捷有效的會商管理平臺，使得調度決策全面、準確、及時。同時，應當制定懷洪新河水工程綜合調度預案和水量分配方案，在綜合多年調度經(jīng)驗的基礎上，賦予閘管單位自主調度權。隨著工程功能的不斷擴展，預案方案及時予以修訂，以適應不斷變化的需要。在調度技術科學上，科學技術手段應當成為懷洪新河水工程調度的強有力支撐。面向新時代的社會發(fā)展要求，水利工程管理的系統(tǒng)化、科學化勢在必行，做到調度控制信息化、數(shù)據(jù)化、可視化、數(shù)字化，最終實現(xiàn)科學調度現(xiàn)代化

（作者單位：安徽省懷洪新河河道管理局 233000）

（專欄編輯：顧 梅）