善后新闸控制运行水位优化调整分析

(1.连云港市水利规划设计院有限公司，江苏 连云港 222000；2.连云港市市区水工程管理处，江苏 连云港 222000；3.连云港徐圩新区水务局，江苏 连云港 222000)

1 工程概况

古泊善后河发源于沭阳县境内的沭阳水坡，向东流经连云港市灌云县，至东陬山善后新闸汇入埒子口入海，全长77.10km，担负沭阳、东海、灌云三县和连云港市海州区共1135.40km2的排涝任务。作为连云港市重要的行洪排涝通道，古泊善后河兼有供水、灌溉、航运等功能，其沿岸分布着大量农田灌区和多座乡镇水厂取水口；另外，古泊善后河还是连云港市徐圩新区唯一的集中式供水水源地及徐圩新区送水工程的送水骨干河道。

善后新闸为古泊善后河入海口门，位于徐圩新区东陬山西麓，始建于1957年10月，于1958年6月竣工，为混凝土胸墙式结构，总宽120m，分10孔，每孔净宽10m，闸顶高程6.00m，闸基为岩石，闸底高程-3.00m，设计流量1050m3/s、校核流量2100m3/s，其主要功能为排涝、挡潮，同时兼有蓄水灌溉等功能。近年来，善后新闸水位实际运行区间为0.49～3.47m，其运行调度一直以行洪排涝为主，闸前控制水位偏低，导致上游河道槽蓄量偏少，已不能满足经济社会发展对水资源的需求。

善后新闸、车轴河闸与烧香河闸，三闸出流共用埒子河作为连云港市防洪排涝入海通道(见图1)。上述三闸均由江苏省淮沭新河管理处善后闸管理所进行管理，烧香河北闸由连云港市市区水工程管理处进行管理。

图1 善后新闸及周边地区遥感影像图

2 控制运用现状

2015年《善后新闸水闸安全鉴定报告书》鉴定结果显示：善后新闸闸顶高程、水闸过流能力、稳定和主要构件强度等均满足要求，善后新闸现状总体运行情况较好，评定其为“二类闸”。

善后新闸现状控制运用方案制定如下：

排涝期：善后、烧香两闸上正常水位应控制在1.20～1.40m，车轴河闸要低于烧香、善后两闸0.10～0.20m。非排涝期：车轴河闸上水位可保持1.40～1.60m，善后、烧香两闸可高于车轴河闸0.10～0.20m；在抗旱期间短时期善后、烧香两闸水位可以略高一些，但必须征得管理处同意。开闸排涝：应先开启车轴河闸，再开启烧香闸，最后开善后闸，一般情况不得三闸同时开启。在一般情况下灌云县要求预降水位，可以直接由管理所处理；当洪泽湖水源不太充裕时，灌云县要求预降水位，必须征得管理处同意。

另外，烧香河闸控制运用水位与善后新闸基本持平，车轴河闸控制运用水位较善后新闸低0.10～0.20m。烧香河北闸控制运用原则为：汛期控制水位为1.80～1.90m，非汛期控制水位为1.80～2.00m；保水灌溉季节水位控制在2.00～2.20m；有强降雨预报时，可预降水位控制在1.60m以下；特殊情况下，按上级调度指令执行。

3 水闸现状控制运用存在的问题

3.1 善后新闸现状控制运用方案已不能满足经济社会发展的需求

善后新闸控制运用方案制定于1984年，当时的古泊善后河沿线主要为农区，善后新闸控制运用主要为满足区域防洪排涝并兼顾沿线农业生产服务，由于河道沿线开发强度较低、需水量相对较小，因此，善后新闸控制运用水位较低。

为调整产业结构布局，发展沿海港口经济，古泊善后河以北的大片农场和盐田经行政区划调整，与徐圩镇和徐圩港区一起划入徐圩新区，该片区将建设成为江苏沿海新型的工业基地，用水需求大大增加，因此，亟须优化调整善后新闸控制运用水位，充分发挥工程的综合效益。

3.2 善后新闸现状控制运用方案不能充分发挥对水位的调控调度能力

善后新闸所在的埒子口原承泄古泊善后河流域、善北烧香河流域以及善南灌云地区共计2609.40km2面积的排水任务，排涝负担较重。由于埒子口淤积、排水不畅，自20世纪70年代以来相继实施了多项工程，将善北烧香河流域、善南灌云地区的大部分涝水调尾改由埒子口以北烧香河、埒子口以南五灌河排水入海，除车轴河部分区域(面积133km2)外，埒子口基本让给古泊善后河排水，埒子口承泄面积由原2609.40km2减小为1268.40km2，排涝压力已大为减轻。另外，善后新闸经过2000年除险加固后现状运行状况良好，古泊善后河即将按规划航道等级进行整治，水闸和河道对水位的调控调度能力将进一步增强，善后新闸现状控制运用方案已不能充分发挥其调控作用。

4 控制运用水位方案研究

古泊善后河具有防洪、排涝、供水、送水、灌溉、航运等综合功能，善后新闸运行控制水位方案须统筹兼顾各方利益，尽量做到上下游协调，减少矛盾，以充分发挥工程的综合效益。

本文在分析古泊善后河、善后新闸功能需求及限制性因素的基础上，分时段合理确定了善后新闸的控制运用水位。考虑到5月1日—6月30日一般雨量较少且为本地区农灌大用水时期，宜结合雨洪资源利用蓄水保水，7月1日—9月30日防洪排涝压力较大，应尽量保障区域防洪排涝安全，因此本次研究分为汛期5月1日—6月30日、7月1日—9月30日及非汛期共三个时段，根据各时段特点分别制定善后新闸水位控制运用方案。

4.1 需求及限制性因素分析

善后新闸控制运用水位调整主要考虑以下几个方面的因素

4.1.1 防洪排涝

古泊善后河是沂北地区防洪排涝的骨干河道，防洪、排涝功能要求善后新闸的运行控制水位尽量降低，善后新闸控制运用水位调整应以不影响区域防洪排涝为前提。

4.1.2 供水

古泊善后河为徐圩新区唯一的集中式供水水源地，供水功能要求善后新闸的运行控制水位尽可能抬高，且水位尽可能不低于徐圩水厂取水口预警水位(1.08m)。为保护古泊善后河水源地水质，避免周边排涝及农田退水等向古泊善后河相继排水，古泊善后河水位应不低于周边烧香河、车轴河等河道水位；烧香河北闸非汛期控制水位为1.80～2.00m、汛期控制水位为1.80～1.90m，较善后新闸原控制水位高，善后新闸控制运用水位应不低于烧香河北闸控制运用水位。

4.1.3 送水

古泊善后河为徐圩新区送水工程的送水骨干河道，为确保按设计规模自流引水入烧香支河，送水工况下古泊善后河水位应较烧香支河水位高10cm左右。古泊善后河水位常水位工况下需不低于1.78m，低水位工况下需不低于1.64m。

4.1.4 灌溉

古泊善后河沿线为传统的农业区，灌溉功能要求善后新闸的运行控制水位尽可能抬高，且不能低于灌溉泵站取水口，水位应控制不低于0.70m。

4.1.5 航运

古泊善后河盐河以东段规划为三级航道，盐河以西段规划为四级航道。航运功能要求善后新闸的运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 主汛期期间控制运用水位

本次研究初拟7月1日—9月30日主汛期期间善后新闸控制水位1.2m、1.4m、1.6m、1.8m、1.9m、2.0m等6个方案，计算现状工况下不同汛限水位方案的洪涝水位。经计算分析，善后新闸控制水位每抬高0.20m，古泊善后河沿线洪水位随之抬高0.02～0.03m。

为确保区域防洪排涝安全及水闸运行安全，本次研究考虑7月1日—9月30日期间根据强降雨预报提前预降水位。结合善后新闸以往水位预降经验(水位预降幅度、预降时间)及本地区通常做法，按照提前24h预降水位，计算考虑预降水位后各方案的善后新闸闸上水位，分析得出7月1日—9月30日期间善后新闸控制运用水位。

本次研究拟定预降前控制水位1.60m、1.80m、1.90m、2.00m等4个方案，经计算分析，预降前控制水位为1.60m时，24h预降后，善后新闸闸上水位为1.37m，满足善后新闸预降后闸上控制水位1.20～1.40m的要求；预降前控制水位为1.80m时，24h预降后，善后新闸闸上水位为1.48m，虽高于闸上控制水位1.40m，但相差不大；预降前控制水位为1.90m、2.00m时，24h预降后，善后新闸闸上水位分别为1.54m、1.60m，高于控制水位1.20～1.40m。即使不考虑预降，在善后新闸闸上控制水位1.60m、1.80m方案情况下，5年一遇及20年一遇河道沿线水位较现状工况(闸上控制水位1.40m)抬高幅度均控制在0.05m以内，对古泊善后河沿线防洪排涝影响较小。

考虑兼顾区域防洪排涝安全及河道沿线经济社会发展对善后河水位水量的需求等因素，本次研究善后新闸7月1日—9月30日推荐水位控制在1.60～1.80m，当有强降雨预报时，须采取提前开闸预降等措施。

4.3 主汛期前控制运用水位

5月1日—6月30日主汛期前，防洪排涝压力相对较小，考虑河道沿线经济社会发展对古泊善后河水位水量的需求，结合水位预降分析计算成果，在不过分增加防洪排涝压力的情况下，本次研究中善后新闸5月1日—6月30日期间的推荐水位控制在1.80～1.90m，当有强降雨预报时，采取提前开闸预降等措施。

4.4 非汛期控制运用水位方案

本次研究在满足区域防洪排涝及工程安全的前提下，结合近年来古泊善后河沿线需求及善后新闸非汛期实际运行水位情况，合理确定非汛期控制运用水位。

初步拟定非汛期控制水位1.80m、2.00m、2.20m等3个方案，分析水位抬高对区域防洪排涝的影响。由防洪排涝复核成果可知，各方案均能满足防洪排涝要求。考虑到古泊善后河沿线用水户对水量水质的需求及近年来水闸的实际运行情况，善后新闸非汛期水位应控制在不低于烧香河北闸非汛期控制水位，本次研究推荐控制在1.80～2.00m。

4.5 推荐方案

本次研究推荐的善后新闸控制运用水位如下：

善后新闸闸上控制水位：汛期5月1日—6月30日为1.80～1.90m，7月1日—9月30日为1.60～1.80m；非汛期为1.80～2.00m；当有强降雨预报时，需采取提前开闸预降水位措施。

5 效益分析

本次善后新闸控制运用水位调整后，各时段善后新闸闸上控制水位较原控制运用方案均有所提高，产生的效益主要体现在供水效益及生态环境效益等方面。

5.1 供水效益

供水效益主要体现在河道蓄水量增加，弃水量减少，将增加向河道沿线地区的生活、工业、农业供水量。经估算，控制水位调整后，善后新闸闸上水位较原控制方案平均抬高约0.40m，古泊善后河河道蓄水容积增加约340万m3；同时，善后新闸水位抬高后改善了河道沿线徐圩新区及灌云县等地区生活、生产用水的供水条件，有利于充分发挥其供水效益。

5.2 生态环境效益

古泊善后河作为徐圩新区的水源地，其水位抬高后，将改善徐圩新区经烧香支河从古泊善后河的引水条件，有助于充分利用古泊善后河弃水增大徐圩新区河网淋盐洗碱等生态用水的引水量，改善徐圩新区生态环境。经估算，善后新闸年开闸放水量约4亿～5亿m3，其中大部分为洪涝弃水，可通过既有的送水线路送水入徐圩新区河网，增加徐圩新区河网淋盐洗碱等生态引水量。

6 风险分析

6.1 工程运行安全

善后新闸控制运用水位调整后，虽然较原方案水位有所抬高，但是抬高幅度不大，且调整后的水位与善后新闸实际运行水位更为接近，均在近年来善后新闸水位实际运行区间及闸室稳定设计水位组合范围内。

考虑到善后新闸经过2000年除险加固后现状总体运行情况较好，闸基和岸墙两侧均为岩基，并于2015年被江苏省水利厅评定为“二类水闸”，本次善后新闸控制运用水位调整后不会影响水闸闸室稳定及自身安全，对善后新闸安全运行无不利影响。

6.2 防洪排涝

善后新闸控制运用水位调整后，善后新闸闸上水位(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)经预降后，善后河沿线防洪排涝水位较现状防洪排涝水位虽有抬高，但抬高幅度较小，在0.02m以内；另外，即使不考虑预降，河道沿线防洪排涝水位较现状工况(闸上控制水位1.40m)抬高幅度均控制在0.05m左右，因此，本次善后新闸运用水位调整对古泊善后河沿线防洪排涝影响不大。

6.3 河道沿线排水及降渍

古泊善后河沿线地势西高东低，其流域范围主要集中在河道上中游，河道下游沿线善北地区主要向烧香河排水、善南地区主要向车轴河排水。由于古泊善后河流域范围内地势相对较高(地面高程基本在3.50m以上)，因此，善后新闸水位调整后(日常水位最高控制在2.00m左右)不会影响古泊善后河沿线区域的日常排水。

古泊善后河沿线为平原河网地区，河道两岸支流与古泊善后河间基本均有水闸进行节制，因此，善后新闸水位调整后对沿线农田区域(排涝大沟)的常水位基本没有影响，不会导致农区水位抬高影响农田等降渍；另外，古泊善后河沿线农田高程基本在2.80m以上，由于善后新闸水位调整后河道日常水位最高控制在2.00m左右，基本位于沿线农田高程0.80m以下，即使沿线农区水位与善后新闸闸上水位持平也能基本满足农田等降渍要求，因此善后新闸水位调整后不会影响沿线农田等区域的降渍。

7 结 语

本文通过分析善后新闸控制运行水位变化对其上游古泊善后河供水、防洪排涝及工程自身安全等方面的影响，统筹防洪减灾与水资源利用，提出了适应沿线经济社会发展的控制运用水位新方案，以充分发挥既有水利工程的综合效益。