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      引黃入淀獻(xiàn)縣至十二孔閘段水量損失

      2013-10-20 06:40:04田新敏高桂全
      水科學(xué)與工程技術(shù) 2013年1期
      關(guān)鍵詞:獻(xiàn)縣冰蓋水情

      田新敏,高桂全

      (河北省大清河河務(wù)管理處,河北 保定 071051)

      2006~2011年連續(xù)5次從山東位山引黃河水進(jìn)入河北省,引黃目的為:①引黃入淀,保障白洋淀的生態(tài)平衡;②引黃入衡,保障衡水湖濕地所需之水;③滿足引黃沿線的農(nóng)業(yè)灌溉,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn),提高農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力,保障糧食安全。總之,引黃是公益性活動(dòng),是為了保護(hù)生態(tài)平衡,達(dá)到人與自然和諧相處的境界;是為了保障生產(chǎn),促進(jìn)農(nóng)業(yè)豐收,打造和諧社會(huì)。

      1 引水概況

      2010~2011年從山東位山引水點(diǎn)引水,途經(jīng)邯鄲、邢臺(tái)、滄州、保定4市送水至白洋淀、廊坊市及沿途各縣,途經(jīng)396.6km。 2010年12月15日開始提閘放水,至2011年5月10日閉閘。引水水頭于2010年12月21日14:55到達(dá)獻(xiàn)縣,獻(xiàn)縣總過(guò)水量1.524億m3。 2011年1月3日9:36十二孔閘提閘進(jìn)水,于2011年4月24日閉閘,十二孔閘總過(guò)水量0.9347億m3。 2011年1月9日8:00測(cè)得十方院水位6.77m(大沽高程,以下同),蓄量0.713億m3;2011年4月24日水位7.37m, 蓄量1.354億m3;白洋淀此次引蓄水0.8228億m3。 2011年1月2日至2011年1月8日通過(guò)商林給滄州送水,商林總過(guò)水量0.0172億m3。 2011年4月3日至4月11日通過(guò)棗林莊給廊坊送水,棗林莊總過(guò)水量0.1119億m3。2011年4月16日至4月23日通過(guò)后趙閘給任丘送水,后趙閘總過(guò)水量0.0589億m3,自保滄公路以下斷流后河道槽蓄230.73萬(wàn)m3。2011年4月23日通過(guò)河北閘給河間送水,其過(guò)水總量0.0268億m3。

      2 2010~2011年度引水流量損失偏大

      2006~2007年度引水時(shí),獻(xiàn)縣到豐樂堡的流量損失在0.3~1.5m3/s之間,平均流量損失1.1m3/s;豐樂堡到十二孔閘的流量損失在0.5~2.0m3/s之間,平均流量損失1.1m3/s。 2007~2008年度引水時(shí),獻(xiàn)縣到豐樂堡的流量損失在0.5~2.1m3/s之間,平均流量損失1.86m3/s;豐樂堡到十二孔閘的流量損失在0.3~1.5m3/s之間,平均流量損失1.21m3/s。 2010~2011年引水時(shí),獻(xiàn)縣到豐樂堡的流量損失在0.8~3.6m3/s之間,平均流量損失1.1m3/s;豐樂堡到十二孔閘的流量損失在1.0~3.8m3/s之間,平均流量損失3.3m3/s。

      通過(guò)3次引水流量損失分析可以看出,獻(xiàn)縣到豐樂堡每次引水的流量損失變化不大。2006~2007年度和2007~2008年度從豐樂堡到十二孔閘的流量損失變化也不大,但2010~2011年度引水從豐樂堡到十二孔閘的流量損失幅度明顯增大。

      3 流量損失原因

      3.1 流量不穩(wěn)定

      2010~2011年度引水時(shí),引水流量極其不穩(wěn)定,以獻(xiàn)縣站點(diǎn)為例:流量最大值發(fā)生在1月16日,其值為23.1m3/s,最小值發(fā)生在3月21日,其值為3.42m3/s。一般情況下流量在7.66~19.6m3/s之間波動(dòng), 且每個(gè)流量值相持續(xù)的時(shí)間短,流量變化速度快,而 2006~2007年度和2007~2008年度引水流量比較穩(wěn)定,2006~2007年度流量一般在15.3~16.5m3/s之間波動(dòng),2007~2008年度一般在18.8~21m3/s之間波動(dòng)。并且這兩年的流量都有一個(gè)明顯特征:每個(gè)流量值相持時(shí)間長(zhǎng),一段時(shí)間內(nèi)流量變化相差不大(見表1)。流量不穩(wěn)定造成水位上下波動(dòng)。由于水位不斷變化,從而增大了河槽的滲透水量,降低了輸水率,增大了輸水損失。

      表1 引黃補(bǔ)淀獻(xiàn)縣站點(diǎn)3年同期部分流量 單位:m3/s

      3.2 阻水

      2006~2007年引水時(shí),十二孔閘最高水位7.39m, 發(fā)生在2007年2月22日,相應(yīng)流量15.9m3/s。2007~2008年度引水時(shí),十二孔閘最高水位7.69m,發(fā)生在2008年4月28日,相應(yīng)流量19m3/s。2009~2010年度引水時(shí),十二孔閘最高水位7.65m,發(fā)生在2009年12月28日8時(shí),相應(yīng)流量16.9m3/s。 2010~2011年度引水時(shí),十二孔閘最高水位7.53m,發(fā)生在2011年4月15日,相應(yīng)流量15.4 m3/s。由此可以看出,2011年引水時(shí)水位已達(dá)到歷年最高水位,而流量卻沒有達(dá)到最大值,反而比2008年最高水位7.69m相對(duì)應(yīng)的流量19m3/s減少3.6m3/s。因此,推測(cè)阻水可能是造成這種現(xiàn)象的重要因素。河道引水時(shí),如果存在阻水現(xiàn)象,引水在高水位、小流量的狀態(tài)下進(jìn)行,這勢(shì)必增大滲透壓力,增加滲透量,進(jìn)而增大了輸水損失量。

      綜合分析,從豐樂堡到十二孔閘段河道基本情況近年沒發(fā)生變化,但發(fā)現(xiàn)十二孔閘入淀口處白洋淀內(nèi)河道淤積嚴(yán)重,兩側(cè)葦?shù)?、臺(tái)田阻水,這給引黃補(bǔ)淀輸水造成很大壓力。

      3.3 冰蓋影響

      2006~2007年度引水時(shí),水頭于2006年12月1日到達(dá)獻(xiàn)縣,12月9日到達(dá)十二孔閘,2007年3月4日結(jié)束本次引水。2007~2008年度引水時(shí),水頭于2007年2月16日到達(dá)獻(xiàn)縣,2008年3月1日到達(dá)十二孔閘,2008年6月20日結(jié)束本次引水。2010~2011年度引水時(shí),水頭于2010年12月21日到達(dá)獻(xiàn)縣,1月3日到達(dá)十二孔閘,2011年4月29日結(jié)束本次引水。

      從以上引水時(shí)間可以看出,2010~2011年度引水時(shí)在一年最冷季節(jié)開始,黃河水入淀前渠道內(nèi)全斷面已形成了較厚且堅(jiān)硬的冰蓋,整個(gè)冬季輸水期,水流也沒有把冰蓋沖開。水流全部從冰蓋下通過(guò),過(guò)水?dāng)嗝孑^正常情況下變小,致使流水阻力增大,過(guò)水流量減小,并且還導(dǎo)致水的滲透壓力增大,也使水量滲漏損失增加。如引水入淀時(shí)十二孔閘閘室前后水面結(jié)成堅(jiān)硬厚實(shí)的冰蓋,冰蓋下水深只有幾十厘米,基本上全部被冰層封鎖。由于寒冷形成的厚冰層,致使水流不能通過(guò),阻水嚴(yán)重,為此進(jìn)行了破冰。

      3.4 水情報(bào)表數(shù)據(jù)

      本次引水水情報(bào)表中,在沒有特殊情況出現(xiàn)下,多次出現(xiàn)水位不變化時(shí)流量為零的狀況,推測(cè)本年度的水情報(bào)表數(shù)據(jù)精確度誤差偏大,見表2。

      表2 2011年部分引黃補(bǔ)淀水情報(bào)

      由表2可以看出,從3月24開始至3月30日(除去3月26日),獻(xiàn)縣流量變化不大的情況下,豐樂堡和十二孔閘在6d時(shí)間里測(cè)得的流量均為零,但兩處水位維持不變。經(jīng)調(diào)查,這期間并沒有發(fā)生豐樂堡上游分水及十二孔閘閉閘現(xiàn)象。由此推出,水情報(bào)表的數(shù)據(jù)精確度誤差較大,而水情報(bào)表數(shù)據(jù)是計(jì)算引水量的基本資料。因此,誤差較大的水情報(bào)表數(shù)據(jù)降低了水量計(jì)算的準(zhǔn)確性,有可能會(huì)導(dǎo)致不準(zhǔn)確的水量損失。

      發(fā)生水情報(bào)表誤差大的原因,可能與測(cè)量站點(diǎn)的位置選擇有關(guān),也可能與測(cè)量?jī)x器及當(dāng)時(shí)測(cè)量條件有關(guān)。

      3.5 測(cè)流斷面位置選擇

      測(cè)流斷面位置多處選擇在橋的上下游,由于距橋位置較近,水流處于紊亂狀態(tài),造成流量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,從而影響水流量損失分析。如十二孔閘的測(cè)流點(diǎn)設(shè)在閘室的上、下游水紊流區(qū),致使十孔閘上、下游的流量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確,從而對(duì)入淀流量的計(jì)算產(chǎn)生影響,造成水流量損失計(jì)算不準(zhǔn)確,致使流量損失結(jié)果偏大。

      4 減少流量損失方法

      針對(duì)流量不穩(wěn)現(xiàn)象,應(yīng)采取措施,加大調(diào)查、分析力度,找出原因,以穩(wěn)定水流量,減少水流量損失。

      (1)針對(duì)十二孔閘前白洋淀內(nèi)河道淤積嚴(yán)重,兩側(cè)葦?shù)?、臺(tái)田阻水現(xiàn)象,建議在補(bǔ)水前對(duì)淀內(nèi)淤泥進(jìn)行清除疏浚,對(duì)河道兩側(cè)葦?shù)?、臺(tái)田進(jìn)行徹底清除,保證引黃水源入淀通暢。

      (2)針對(duì)冰蓋的影響,調(diào)整引水時(shí)間。①將引水時(shí)間提前,盡量在結(jié)冰前進(jìn)行引水,并在最寒冷時(shí)期到來(lái)前達(dá)到正常流量及水位,這樣即使在最寒冷時(shí)期形成冰蓋,也不至于被冰蓋封死;②將引水時(shí)間推后,在結(jié)冰期結(jié)束時(shí)引水。通過(guò)時(shí)間的調(diào)整,避開寒冷季節(jié)冰蓋的影響,以減少引水量損失。

      (3)針對(duì)引水水情報(bào)表數(shù)據(jù)誤差大的情況,應(yīng)正確選擇測(cè)量站點(diǎn),并使其固定化,對(duì)不利測(cè)量條件,根據(jù)實(shí)際情況對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正,以減小誤差,進(jìn)而減少人為的流量損失。

      (4)針對(duì)測(cè)流斷面的影響,應(yīng)將測(cè)流斷面的位置選擇在工程上、下游紊流范圍以外,水流較平穩(wěn)的區(qū)域,以確保測(cè)流誤差最小化,為準(zhǔn)確的流量報(bào)表打下良好的基礎(chǔ)。

      由于引黃入冀的工作將正?;ㄗh逐步完善引水渠道全線的各項(xiàng)工程措施,并結(jié)合實(shí)際情況,將引水沿線打造成一條集引水及生態(tài)與一體的綠色長(zhǎng)廊,美化沿線環(huán)境,作為人與環(huán)境和諧相處的典范。

      [1]河北省大清河河務(wù)管理處.2011年引黃補(bǔ)淀工作總結(jié)[R].2011.

      [2]張國(guó)娟,趙銀岐,趙玉然,等.2010~2011年位山引黃水情表[Z].河北省大清河河務(wù)管理處,2011.

      [3]張國(guó)娟,駱廣濤,劉獻(xiàn)峰,等.2009~2010年位山引黃水情表[Z].河北省大清河河務(wù)管理處,2010.

      [4]趙銀岐,張國(guó)娟,岳樹堂,等.2008~2009年位山引黃水情表[Z].河北省大清河河務(wù)管理處,2009.

      [5]趙銀岐,劉獻(xiàn)峰,張國(guó)娟,等.2006~2007年位山引黃水情表[Z].河北省大清河河務(wù)管理處,2007.

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