引江濟淮工程安徽段試通水方案技術要點淺析

王愷禎，管佳佳

（安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司，安徽 合肥 230088）

0 引言

引江濟淮工程連通長江、淮河兩大水系，以城鄉供水和發展江淮航運為主，結合灌溉補水和改善巢湖及淮河水生態環境，涉及安徽、河南兩省15 個市，總面積約7.06 萬km2。工程引江規模300m3/s，規模為大（1）型，安徽境內輸水線路總長587.4km，輸水線路上有樅陽引江樞紐等八大樞紐[1]。跨流域引調水、穿越江淮分水嶺、涉及河湖和人工開挖明渠多、控制性樞紐復雜等是引江濟淮工程輸水線路顯著特點，試通水方案的制定需全方位、全面性、綜合性考慮工程特點及各方面因素，本文就試通水調試分段、調試時間、水資源調度、水位控制、運行調度技術要求等方案的技術要點進行論述。

1 試通水聯合調試分段及時間方案分析

根據引江濟淮工程的輸水線路特點，以天然調蓄河湖（菜子湖、瓦埠湖、淮河干流）和輸水控制性樞紐工程為可選節點，此次試通水方案將試通水聯合調試分為3 段，分別為長江至派河口泵站樞紐段、派河口泵站樞紐至淮河干流段、淮河干流至省界段，試通水聯合調試先進行分段調試，再進行全線聯合調試。鑒于目前鳳凰頸引江樞紐、白山節制樞紐工期相對滯后，此次試通水方案的輸水線路暫不考慮西兆線，調蓄工程不考慮巢湖。

試通水時間方案需要考慮工程施工進度及施工安排、環評關于菜子湖冬候鳥越冬期水位控制的批復、受水區需求等因素的影響，綜合以上各因素，擬定試通水時間為2022 年11 月中旬，試通水持續時間為15～20 天，分段聯合調試約5～7 天，全線聯合調試約為7～10 天，預留3～5 天為設備維護和應急處理等時間。

2022 年11 月20 日，引江濟淮工程廬江船閘開始進行試通水實驗，至2022 年12 月30 日引江濟淮工程主體工程實現試通水通航，本次擬定的試通水聯合調試分段及時間方案基本符合實際試通水調度。

2 試通水水資源調度和水位控制方案分析

2.1 水資源調度方案分析

水資源調度方案是試通水方案需考慮的技術要點，此次引江濟淮工程涉及自然河湖和人工開挖明渠多，需考慮區域供水調度、航運調度、生態用水調度方面的需要。

2.1.1 供水調度方案分析

供水調度方案主要考慮淮河流域干旱年份用水，主要如下：一是當淮河主供水區發生干旱缺水，淮河以北主要支流來水少，供水區閘壩等蓄水位持續下降時，供水調度可視淮河以北分區干旱情況啟用不同輸水線路調水。二是當淮河干流蚌埠閘水位低于17.4m，上游來水流量小，閘上水位不能明顯抬高，且持續下降，需要實施供水調度；當蚌埠閘流量小于最小下泄生態流量48.35m3/s，蚌埠閘水位從17.4m 開始持續下降時，需要實施供水調度。三是干旱年份，淮河以南各河湖調蓄區水位低于正常蓄水位，且持續下降時，需要實施供水調度。

2.1.2 航運調度方案分析

洪水期，不需要進行調水，因此航運調度方案主要考慮自然河湖和人工開挖航道的最低通航水位要求。引江濟巢段菜子湖線路、江淮溝通段蜀山泵站至東淝河段設計最低通航水位分別為8.1～5.8m、5.8～17.4m，當運行水位低于通航水位時，需要實施航運調度；同時也可對不排入旁通水系及與調水方向相反的船閘用水，利用泵站及時翻水，滿足旁通水系、船閘設計最低通航水位要求。

2.1.3 生態用水調度方案分析

生態用水調度方案主要是考慮干旱年份河湖的主要控制節點的最小生態流量和最低生態水位要求。淮干蚌埠閘最小下泄生態流量為48.35m3/s，干旱年份需要通過引江調水維護淮河干流最小生態下泄流量。在枯水期，當巢湖水位低于最低生態水位6.6m時，為擴大巢湖水環境容量，結合巢湖供水引江，需要實施生態用水調度。

2.2 水位控制方案分析

為確保輸水線路的輸供水安全，試通水方案控制水位主要按照輸水河湖和人口開挖渠道的設計輸水水位、最低通航水位控制，因此最高水位按照設計輸水水位控制，同時需滿足線路對最低通過水位的要求。引江濟淮工程從長江引水，向北依次送到菜子湖、巢湖、瓦埠湖、蚌埠閘上，長江潮位、各湖泊蓄水位、淮干蚌埠閘蓄水位等是確定調水河道設計輸水水面線的控制性水位，根據《關于印發巢湖防汛抗旱調度暫行規定的通知》《東淝閘調度運用辦法》《蚌埠閘調度運用（暫行）》等，巢湖閘上正常蓄水位控制在6.1～7.1m，瓦埠湖正常蓄水位為17.9～18.4m，蚌埠閘上正常蓄水位控制在17.4～17.9m，即結合調蓄水位要求、分段河渠過流能力、水頭損失、通航要求等確定的各段設計輸水水位和最低通航水位，此次輸水干線主要節點控制水位方案見表1。

表1 輸水干線主要節點控制水位表

3 試通水分段聯合調試方案分析

3.1 分段聯合調試技術要求

3.1.1 試通水河渠充水要求

試通水方案擬定需要考慮參與試通水的各泵站安全運行，因此河渠需提前充蓄，使泵站前池水位在開機前滿足設計要求。

長江至派河口泵站樞紐段：廬江節制閘上水位按菜子湖水位，不需考慮初始充水；廬江節制閘以下至派河口泵站進水池的輸水河道，若河渠水位低于派河口泵站前池最低設計水位3.6m，需適度開啟廬江節制閘提前充水。

派河口泵站樞紐至淮河干流段：派河口泵站至蜀山泵站的輸水河道為派河河道，一般為巢湖水位，若派河口泵站出水池低于最低設計水位6.0m，需適度開啟蜀山泄水閘向河道充水；蜀山泵站至東淝閘的輸水河道初始水位為瓦埠湖水位，河道不需充水。

淮河干流至省界段：西淝河線輸水河道因有節制閘控制，輸水河道水位一般滿足各梯級泵站前池的最低設計水位；若泵站前池水位低于最低設計水位，可利用前一級泵站充水。

3.1.2 泵站機組調試要求

可按照水位控制方案，按照試運行指令的要求，分別對單臺、多臺機組進行調試。

3.1.3 泵站分組調試時間要求

調水時間擬定主要考慮泵站是否能安全穩定運行，原則上不同工況泵站分組聯合調試時間分別不少于24h，且單機運行時間不應少于6h；同時在分組聯合調試中，應通過機組輪換，對各泵站（包括備機）進行調試，以達到全面試運行檢驗。

3.1.4 梯級泵站聯合運行調度要求

為盡可能排查設計水位下全段輸水線路的可能問題，此次試通水首次聯合調度時，在河道水位條件許可時，各站進水池水位應盡可能達到調水的設計水位。各泵站按站內所設的流量計對主機葉片進行調節，以達到各級泵站流量的匹配，并觀測前池水位是否恒定，如前池水位上升或下降較快（超過0.15m），可通過增減水泵臺數來控制前池水位。

3.2 工程運行調度方案確定

長江至派河口泵站樞紐段：設計提水規模引江150m3/s，派河口泵站295m3/s（含白山節制閘引巢湖水150m3/s）。此次擬定試通水調度方案對該段各級泵站按單臺、多臺機組抽水流量進行聯合調試，參考其他工程經驗和引江濟淮工程特點，結合環評批復的菜子湖冬候鳥越冬期控制水位及湖區11 月多年平均水位（7.97m），擬定樅陽引江泵站抽水規模為90m3/s。

派河口泵站樞紐至淮河干流段：設計提水規模派河口泵站295m3/s（含白山節制閘引巢湖水150m3/s），蜀山泵站290m3/s。此次擬定試通水調度方案對該段各級泵站按單臺、多臺機組抽水流量進行聯合調試，派河口泵站、蜀山泵站提水規模同上段，為90m3/s；當瓦埠湖水位、蚌埠閘上水位分別達到18.4m、18.0m時，可由東淝河閘和蚌埠閘控制。

淮河干流至省界段：設計提水規模西淝河站85m3/s、闞疃南站80m3/s、西淝河北站80m3/s、朱集站55m3/s、龍德站45m3/s。此次擬定試通水調度方案對該段各級泵站按單臺、多臺機組抽水流量進行聯合調試，考慮受江水北送段河道調蓄能力影響，江水北送段試通水輸水流量為設計輸水流量的50%，因此西淝河等5 座泵站的1/2 機組聯合運行。

3.3 輸水到達時間演算分析

為模擬分析泵站按照試通水確定的開機流量90m3/s 提水，江水到達下一個節點的時長，以便為實際試通水時提供理論計算支撐，此次試通水方案采用非恒定流水動力學模型模擬。考慮需對不同分段、不同樞紐節點分別進行模型建立，結合工程情況可選用MIKE11 軟件進行模型構建，能很好地概化自然邊界、各種構筑物調度及引調水線路，提高模擬精度[1,2]。

調蓄工程的菜子湖起始水位采用11 月多年平均水位7.97m，瓦埠湖、淮河蚌埠閘上起始水位采用11 月多年平均水位17.0m。河道糙率采用主設成果，天然河道為0.03，開挖輸水渠道為0.022～0.025。經一維水動力學模型模擬分析，在試通水調水流量90m3/s 規模下，江水從樅陽引江樞紐到達派河口泵站樞紐時間為73h，到達瓦埠湖時間為119h，到達西淝河站時間為166h，到達省界時間為256h，模擬演算分析成果見圖1。

圖1 調水流量90m3/s 規模下輸水到達時間模型演算分析成果圖

4 結論

長距離引調水明渠試通水方案制定需全方位、全面性、綜合性考慮工程特點及各方面因素，本文結合水情、工情等要求，對引江濟淮工程安徽段試通水方案的調試分段、調試時間、水資源調度、水位控制、運行調度等方面淺析了技術要點內容，明確了分段聯合調試的技術原則和要求，提出了契合實際、可操作的、周全的試通水方案，并基于MIKE11一維水動力學模型模擬分析了輸水到達時間。試通水方案為引江濟淮工程安徽段2022 年實際試通水工程提供了科學指導，發揮了重要的效益■