丁建國 陳家大 寇 軍

蘇北供水干河輸水損失測驗與分析

丁建國 陳家大 寇 軍

一、前言

輸水損失是輸水河道在輸水過程中的自然損耗，包括水面蒸發(fā)和河床滲漏。對某一河道而言，蒸發(fā)量與氣溫、濕度、風(fēng)力等氣象因素有關(guān)，滲漏量與河床土質(zhì)、濕周、河水位等有關(guān)，這些影響因素隨時間、河長的變化而變化，故河道的損失量難以直接測定，多以河段水量平衡計算來推求。合理確定輸水河道的輸水損失，是供水計量的基礎(chǔ)。

2000年1 ～4 月，江蘇省水文水資源勘測局對京杭運河、蘇北灌溉總渠、淮沭新河等輸水干河進(jìn)行了輸水損失測驗工作，為蘇北供水計量、考核和管理提供技術(shù)支撐和重要基礎(chǔ)。

二、河道及工程概況

蘇北供水以京杭運河蘇北段、蘇北灌溉總渠和淮沭新河為輸水干河。供水線路自江都抽水站至邵伯閘走高水河進(jìn)入運河，到淮安市城區(qū)（淮安樞紐）分兩路，一路由灌溉總渠（運東閘下）向鹽城里下河地區(qū)供水，一路由運河和灌溉總渠（運東閘上）兩線進(jìn)入二河（通洪澤湖），在二河再分兩路，一路沿運北上宿遷、徐州，一路走淮沭新河達(dá)連云港。

京杭運河蘇北段又稱蘇北運河，供水線路自江都抽水站至徐州解臺閘，河段全長約410km，沿線與洪澤湖、駱馬湖相連，通過三級提水可將長江水輸送到洪澤湖，六級提水到駱馬湖，八級提水過解臺閘，再提一級可達(dá)微山湖。沿線分布有江都、淮安、淮陰、泗陽、劉老澗、皂河、劉山、解臺八大梯級水利樞紐工程。梯級樞紐均由節(jié)制閘、船閘、抽水站等組成。沿線還分布有穿堤引水涵閘等水工建筑物。

蘇北灌溉總渠西起洪澤湖高良澗，東至鹽城市扁擔(dān)港入海，全長168km。沿程有高良澗閘、運東閘、阜寧腰閘、六垛南閘四級控制。運東閘以（西）上段屬運河輸水干線河道，運東閘以下段是向鹽城及里下河地區(qū)供水的重要輸水河道，通過運東閘可引洪澤湖水，通過大引江閘可引江都抽水站翻入里運河的江水。

淮沭新河是淮、沂兩大水系跨流域調(diào)水的綜合利用工程，起于洪澤湖二河閘，止于連云港市區(qū)新浦，全長173km，分三段。上段二河閘至淮陰閘稱二河，是淮、沂、江（江水北調(diào)）水匯集調(diào)節(jié)的河段，長31.5km，沿河有二河新閘，淮陰船閘、楊莊閘、鹽河閘和鹽河船閘等控制工程；中段淮陰閘至沭陽新沂河稱淮沭河，是分淮入沂和淮（江）水北調(diào)的重要河段，長66.1km，河道分東西雙泓，沿線與總六塘河、新沂河平交，與北六塘河、柴米河立交，建有六塘河地涵、錢集閘、柴米河地涵，柴米河地涵縮窄段建有沭陽閘，用以控制入沂水量和擋沂水（新沂河行洪時）倒灌，沿河北六塘河有錢集閘、柴米河有柴米閘，還有莊圩閘、大澗河閘等引水涵閘；下段新沂河至連云港市區(qū)（新浦）稱沭新河，是向連云港供水的主要輸水河道，長73.3km，可向連云港供水50～100m3/s，兼排115km2區(qū)域澇水，與新沂河交匯處有新沂河北泓截污導(dǎo)流（清污分流）工程、沭新閘、沭新船閘，與薔薇河交匯處有薔薇河地涵、節(jié)制閘和桑墟電站。

三、測驗概況

（一）測驗時間

每年六七月農(nóng)灌季節(jié)是輸水損失測定的最佳時機，但大用水季節(jié)農(nóng)用涵閘都在開啟狀態(tài)，出水量控制難度較大。將測驗時機選擇在汛前農(nóng)用水淡季（關(guān)閉所有農(nóng)用涵閘），可減少流量控制的斷面數(shù)量，從而減小工作量和測驗誤差。通過工程調(diào)度，使測驗期間的河水位接近供水的設(shè)計正常水位或大用水時期的河水位狀況?？刂茰y驗時段起訖時刻的水位，使起訖水位盡可能一致，以減小槽蓄量的推算誤差。通過對蒸發(fā)量資料分析，可以將測驗期間與大用水季節(jié)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以彌補蒸發(fā)量方面因季節(jié)不同造成的誤差。本次輸水損失試點測驗于2000年1月19日8時～2000年1月21日8時在京杭運河江都至淮安段進(jìn)行，2000年4月23日6時～2000年4月26日6時全面展開。

（二）測驗河段

按行政區(qū)界、河道梯級及代表性河段三種情況確定測驗河段，將整個輸水干河分為7個市際河段、10個梯級河段、7個代表性河段。

（三）測驗斷面

在確定的各測驗河段設(shè)立進(jìn)出口流量控制斷面，沿河段均勻布設(shè)水位斷面用以分析河段槽蓄量，對河段沿線進(jìn)出口門布設(shè)流量巡測斷面（測漏水流量）。沿線梯級樞紐等有水文站點的，用水文站的水位、流量斷面，其余新設(shè)斷面以控制條件優(yōu)、工作方便為原則布設(shè)。全線共布設(shè)流量控制斷面44處，水位觀測斷面75處，流量巡測斷面123處。

（四）測驗方法

水尺、大斷面高程按四等水準(zhǔn)精度測量；水位采用人工和自記觀測，人工每2h觀測1次；流量統(tǒng)一采用流速儀面積法，測深垂線視斷面寬度以1～5m密度控制，測速垂線不低于常測法的要求，測速歷時60～100s，控制斷面流量每2h施測1次，穿堤涵閘漏水流量每1d施測1次。

（五）槽蓄量

在已確定的河段內(nèi)，根據(jù)河道斷面寬窄變化，以能控制寬窄變化轉(zhuǎn)折點為原則，按500～1000m間距控制，用測距儀（或全站儀）施測沿河水面寬和河長。

四、輸水損失計算

河道的輸水損失主要包括河道滲漏和水面蒸發(fā)，輸水河段損失量為：

用水量平衡計算也可推求河道輸水損失量。公式為：

式中（m3/s）：

Q損——河段輸水損失量；

Q入——河段入口斷面流量；

Q出——河段出口斷面流量；

Q漏——河段出水口門涵閘漏水量；

Q船——河段船閘通航用水量（有進(jìn)有出）；

Q用——河段內(nèi)發(fā)生的工業(yè)、生活等取用水量；

Q蓄——河段槽蓄量。

根據(jù)輸水測驗取得的各項資料，進(jìn)行各測驗河段進(jìn)出水量的分析和平衡計算，推求河段輸水損失量，測驗成果見表1。

五、測驗成果分析

現(xiàn)選擇幾個代表河段，根據(jù)水位、水面寬、河床土質(zhì)等情況，分析河段輸水損失成果的合理性，詳見表2。

從表2可以看出，損失量與河道水面寬、河床土質(zhì)及水位差關(guān)系密切。在土質(zhì)條件相近時，損失量與水面寬、水位差成正比，沙質(zhì)土壤損失量大于粘性土壤。如二河段、里運河邵伯～涇河段損失量較大，不僅因水面寬較大，而且河水位高出堤外地面3～5m，與地下水位落差較大?；淬鸷踊搓庨l～徐溜東西泓條件相近，損失量也較為一致。項蕩～沭新閘為淮沭河與新沂河交匯段，損失量最大，原因是水面面積大（包含了新沂河沭陽樞紐以上南泓及新開河的損失量）。中運河劉老澗～皂河閘損失量最小，可能與駱馬湖有關(guān)，河道處于駱馬湖下游側(cè)，湖水位高出河水位3.6m（測驗期間駱馬湖水位22.15m）。

通過分析，可見此次輸水損失測驗成果總體符合測驗河段的實際情況，具有較好的合理性和較高的精度。

表1 蘇北供水輸水干河輸水損失測驗成果表

表2 代表河段輸水損失合理性對照表

六、成果評價

本次輸水損失測驗戰(zhàn)線長，情況復(fù)雜，工作量大，但測驗時間、測次安排同步，測驗方法、手段統(tǒng)一，測驗精度、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，人員配置、技術(shù)力量均衡，保證了測驗工作的順利開展和測驗成果的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。測驗期間，嚴(yán)格按統(tǒng)一制定的測驗方案執(zhí)行，采取多種措施，控制測驗誤差，努力提高測驗精度。河段水情盡可能模擬輸水季節(jié)狀況，盡管氣象條件、地下水位等與大用水季節(jié)會有差距，但根據(jù)分析，1月份和4月份的平均蒸發(fā)量分別為6月份（多年）平均蒸發(fā)量的30%和80%，地下水位4月份與6月份比較接近，蒸發(fā)量在河段輸水損失量中所占比重較小，只有5%左右。因此，此次測驗的輸水損失成果代表性較好。同時，根據(jù)對照分析，不同河段的輸水損失量合理性較好，符合各自河段的實際情況。此次測驗各河段布設(shè)的流量斷面較好地控制了河段內(nèi)水量進(jìn)出，巡測、調(diào)查的水量也較準(zhǔn)確，測驗方法正確，計算準(zhǔn)確，分析合理，成果可靠，該測試方法值得推廣應(yīng)用

江蘇省水文水資源勘測局揚州分局 225002 江蘇省水文水資源勘測局淮安分局 223005）