苏北供水干河输水损失测验与分析

丁建国 陈家大 寇 军

苏北供水干河输水损失测验与分析

丁建国 陈家大 寇 军

一、前言

输水损失是输水河道在输水过程中的自然损耗，包括水面蒸发和河床渗漏。对某一河道而言，蒸发量与气温、湿度、风力等气象因素有关，渗漏量与河床土质、湿周、河水位等有关，这些影响因素随时间、河长的变化而变化，故河道的损失量难以直接测定，多以河段水量平衡计算来推求。合理确定输水河道的输水损失，是供水计量的基础。

2000年1 ～4 月，江苏省水文水资源勘测局对京杭运河、苏北灌溉总渠、淮沭新河等输水干河进行了输水损失测验工作，为苏北供水计量、考核和管理提供技术支撑和重要基础。

二、河道及工程概况

苏北供水以京杭运河苏北段、苏北灌溉总渠和淮沭新河为输水干河。供水线路自江都抽水站至邵伯闸走高水河进入运河，到淮安市城区（淮安枢纽）分两路，一路由灌溉总渠（运东闸下）向盐城里下河地区供水，一路由运河和灌溉总渠（运东闸上）两线进入二河（通洪泽湖），在二河再分两路，一路沿运北上宿迁、徐州，一路走淮沭新河达连云港。

京杭运河苏北段又称苏北运河，供水线路自江都抽水站至徐州解台闸，河段全长约410km，沿线与洪泽湖、骆马湖相连，通过三级提水可将长江水输送到洪泽湖，六级提水到骆马湖，八级提水过解台闸，再提一级可达微山湖。沿线分布有江都、淮安、淮阴、泗阳、刘老涧、皂河、刘山、解台八大梯级水利枢纽工程。梯级枢纽均由节制闸、船闸、抽水站等组成。沿线还分布有穿堤引水涵闸等水工建筑物。

苏北灌溉总渠西起洪泽湖高良涧，东至盐城市扁担港入海，全长168km。沿程有高良涧闸、运东闸、阜宁腰闸、六垛南闸四级控制。运东闸以（西）上段属运河输水干线河道，运东闸以下段是向盐城及里下河地区供水的重要输水河道，通过运东闸可引洪泽湖水，通过大引江闸可引江都抽水站翻入里运河的江水。

淮沭新河是淮、沂两大水系跨流域调水的综合利用工程，起于洪泽湖二河闸，止于连云港市区新浦，全长173km，分三段。上段二河闸至淮阴闸称二河，是淮、沂、江（江水北调）水汇集调节的河段，长31.5km，沿河有二河新闸，淮阴船闸、杨庄闸、盐河闸和盐河船闸等控制工程；中段淮阴闸至沭阳新沂河称淮沭河，是分淮入沂和淮（江）水北调的重要河段，长66.1km，河道分东西双泓，沿线与总六塘河、新沂河平交，与北六塘河、柴米河立交，建有六塘河地涵、钱集闸、柴米河地涵，柴米河地涵缩窄段建有沭阳闸，用以控制入沂水量和挡沂水（新沂河行洪时）倒灌，沿河北六塘河有钱集闸、柴米河有柴米闸，还有庄圩闸、大涧河闸等引水涵闸；下段新沂河至连云港市区（新浦）称沭新河，是向连云港供水的主要输水河道，长73.3km，可向连云港供水50～100m3/s，兼排115km2区域涝水，与新沂河交汇处有新沂河北泓截污导流（清污分流）工程、沭新闸、沭新船闸，与蔷薇河交汇处有蔷薇河地涵、节制闸和桑墟电站。

三、测验概况

（一）测验时间

每年六七月农灌季节是输水损失测定的最佳时机，但大用水季节农用涵闸都在开启状态，出水量控制难度较大。将测验时机选择在汛前农用水淡季（关闭所有农用涵闸），可减少流量控制的断面数量，从而减小工作量和测验误差。通过工程调度，使测验期间的河水位接近供水的设计正常水位或大用水时期的河水位状况。控制测验时段起讫时刻的水位，使起讫水位尽可能一致，以减小槽蓄量的推算误差。通过对蒸发量资料分析，可以将测验期间与大用水季节进行转换，以弥补蒸发量方面因季节不同造成的误差。本次输水损失试点测验于2000年1月19日8时～2000年1月21日8时在京杭运河江都至淮安段进行，2000年4月23日6时～2000年4月26日6时全面展开。

（二）测验河段

按行政区界、河道梯级及代表性河段三种情况确定测验河段，将整个输水干河分为7个市际河段、10个梯级河段、7个代表性河段。

（三）测验断面

在确定的各测验河段设立进出口流量控制断面，沿河段均匀布设水位断面用以分析河段槽蓄量，对河段沿线进出口门布设流量巡测断面（测漏水流量）。沿线梯级枢纽等有水文站点的，用水文站的水位、流量断面，其余新设断面以控制条件优、工作方便为原则布设。全线共布设流量控制断面44处，水位观测断面75处，流量巡测断面123处。

（四）测验方法

水尺、大断面高程按四等水准精度测量；水位采用人工和自记观测，人工每2h观测1次；流量统一采用流速仪面积法，测深垂线视断面宽度以1～5m密度控制，测速垂线不低于常测法的要求，测速历时60～100s，控制断面流量每2h施测1次，穿堤涵闸漏水流量每1d施测1次。

（五）槽蓄量

在已确定的河段内，根据河道断面宽窄变化，以能控制宽窄变化转折点为原则，按500～1000m间距控制，用测距仪（或全站仪）施测沿河水面宽和河长。

四、输水损失计算

河道的输水损失主要包括河道渗漏和水面蒸发，输水河段损失量为：

用水量平衡计算也可推求河道输水损失量。公式为：

式中（m3/s）：

Q损——河段输水损失量；

Q入——河段入口断面流量；

Q出——河段出口断面流量；

Q漏——河段出水口门涵闸漏水量；

Q船——河段船闸通航用水量（有进有出）；

Q用——河段内发生的工业、生活等取用水量；

Q蓄——河段槽蓄量。

根据输水测验取得的各项资料，进行各测验河段进出水量的分析和平衡计算，推求河段输水损失量，测验成果见表1。

五、测验成果分析

现选择几个代表河段，根据水位、水面宽、河床土质等情况，分析河段输水损失成果的合理性，详见表2。

从表2可以看出，损失量与河道水面宽、河床土质及水位差关系密切。在土质条件相近时，损失量与水面宽、水位差成正比，沙质土壤损失量大于粘性土壤。如二河段、里运河邵伯～泾河段损失量较大，不仅因水面宽较大，而且河水位高出堤外地面3～5m，与地下水位落差较大。淮沭河淮阴闸～徐溜东西泓条件相近，损失量也较为一致。项荡～沭新闸为淮沭河与新沂河交汇段，损失量最大，原因是水面面积大（包含了新沂河沭阳枢纽以上南泓及新开河的损失量）。中运河刘老涧～皂河闸损失量最小，可能与骆马湖有关，河道处于骆马湖下游侧，湖水位高出河水位3.6m（测验期间骆马湖水位22.15m）。

通过分析，可见此次输水损失测验成果总体符合测验河段的实际情况，具有较好的合理性和较高的精度。

表1 苏北供水输水干河输水损失测验成果表

表2 代表河段输水损失合理性对照表

六、成果评价

本次输水损失测验战线长，情况复杂，工作量大，但测验时间、测次安排同步，测验方法、手段统一，测验精度、技术标准统一，人员配置、技术力量均衡，保证了测验工作的顺利开展和测验成果的质量标准。测验期间，严格按统一制定的测验方案执行，采取多种措施，控制测验误差，努力提高测验精度。河段水情尽可能模拟输水季节状况，尽管气象条件、地下水位等与大用水季节会有差距，但根据分析，1月份和4月份的平均蒸发量分别为6月份（多年）平均蒸发量的30%和80%，地下水位4月份与6月份比较接近，蒸发量在河段输水损失量中所占比重较小，只有5%左右。因此，此次测验的输水损失成果代表性较好。同时，根据对照分析，不同河段的输水损失量合理性较好，符合各自河段的实际情况。此次测验各河段布设的流量断面较好地控制了河段内水量进出，巡测、调查的水量也较准确，测验方法正确，计算准确，分析合理，成果可靠，该测试方法值得推广应用

江苏省水文水资源勘测局扬州分局 225002 江苏省水文水资源勘测局淮安分局 223005）