常州市澡港河分流比研究

仲兆林

（江苏省水文水资源勘测局常州分局，江苏常州 213001）

0 引言

引江济太是太湖综合治理的需要，尤其新沟河、新孟河等工程实施后，可通过引江济太促进太湖水体流动，改善太湖水质。通过对澡港河多年来水位流量、泥沙等方面的实测资料分析，可研究澡港河叉河分流比，进一步优化工程调水方案，规划枢纽工程的建设，确保城市防洪安全，合理利用水资源，改善区域水环境、水生态。

本文通过研究圣维南方程组在感潮河道水文测验中的应用，分析影响感潮河道的水文因素，采用一潮推流法进行流量定线，进一步研究两河的水位、流量的变化，从而得出其分流比的变化规律。

1 澡港河概况

常州地处江苏省东南部，东临太湖，北依长江，区域水网密布。澡港河在渌安洲东侧进入长江，是武澄西引排工程中连接长江和大运河的重要通江河道之一。澡港河支流众多，1996年完成河道拓浚工程，上游圩塘镇段裁弯取直，下游于龙虎塘以北的胡庄处分流，形成两股水流：一股沿澡港河往西南经过常州高新区流入市区关河；另一股沿老澡港河东支往东南经洪福村北首穿过永汇河后流入北塘河，再经过横塘河、丁塘港、三山港等北塘河支流部分流入大运河中，部分流到江阴境内。为了掌握澡港枢纽引排水对常州城市防洪除涝的影响程度，掌握澡港河和老澡港河东支的分流比的变化规律，本文采用不同时期实测水文资料，通过类比分析，探讨澡港河龙虎塘胡庄分汊口处分流比的变化，对区域水资源调度、城市防洪、水环境改善的影响进行分析。

2 结果及分析

2.1 影响分流比变化的因素

明渠非恒定渐变流的基本方程为圣维南方程组：

式中：

s—流程；

t—时间；

z—水位；

A—过水断面面积；

Q—流量。

由于河网地区水流情况复杂，使得河网地区的分流比关系也相对复杂，澡港河又是受长江潮汐影响的感潮河道，感潮河道的流量变化在考虑圣维南方程包含的影响因素外，还需考虑澡港河与老澡港东支之间潮量、水面比降、含沙量、糙率等水力因素的变化造成的两河间的分流比的变化。当两河道的各水力因素同步增大或者减小时，分流比不会发生变化；当两河道水力因素变化不一致时，会导致分流比产生变化。

2.1.1 潮量

澡港河属感潮河道，主要来水为引长江水，多年平均引江水达3.89亿m3。汛期5～9月引水量占全年引水量60%左右。在丰水年，沿江各闸从长江引水量相对较小，排水量相对较大，在枯水年引水量较多。潮量是影响新老澡港河分流比的重要因素，大潮期，引江水量大，分流比变化较大，主河道（新澡港河）流量较大，过水通道明显；小潮汛期，潮量较小，流速相对较缓，两侧分流变化不大。

2.1.2 水面比降

河道比降（河床比降）是指沿水流方向单位水平距离河床高程差，一般山区河道比降较大，平原河道比降较小。水面比降，亦称水面坡降、坡度，一般情况下都指水面纵比降（下文同），即：河段水面沿河流方向的高程差与相应的河流长度之比，以千分率或万分率表示。

潮流段的水面比降，由于受到潮汐影响，比降比较复杂，低潮时水面比降大于高潮时，汛期水面比降大于枯水期，潮位高时水面比降大于潮位低时。

2.1.3 来沙量

江水是澡港河的主要水源，长江水含沙量高，引水同时将江水挟带的泥沙带入河道中，这是内河淤积的重要因素。大潮期，水流速大，挟沙能力强，河床除槽顶端外，一般以冲为主，水体含沙量较高；小潮期，水流速小，挟沙能力低，水流含沙量小，河床以淤积为主。

2.2 测验分析

2.2.1 断面布设及断面面积变化

2008年8月在澡港河及东支分汊口处分别布设了流量监测断面进行同步流量监测。在断面布设中考虑到支流、潮汐、泥沙等因素的影响，准备率定出两河分流比变化规律，故将澡港河断面布设在西湖塘桥处，而老澡港河东支断面布设在盘龙圆桥处。

采用铅鱼加测绳法进行大断面测量，以水位为基准，每2 m测一个点，根据实测断面资料计算两断面面积比与水位变化关系如图1。

由于澡港河河槽常年处于冲刷状态，澡港河在同水位下河底较深，过水断面面积较老澡港河东支大，面积比成曲线分布，但随着水位增大，逐渐变缓。

2.2.2 测验方法

测验时序上考虑：从2008年8月份开始，时空分布均匀，根据降水、水面比降的变化连续监测。

潮汛周期变化考虑：根据大、小潮汛不同在两布设断面进行同步流量、潮量监测。随着月球、太阳和地球三者所处相对位置不同，潮汐除周日变化以外，并以一月为周期形成一月中两次大潮和两次小潮。在朔（初一）、望（十五）日，由于月球、太阳和地球运行位置处于一直线上，月球和太阳的引潮力相互叠加，此时海面升降最大，形成一月中两次最高的高潮和最低的低潮，称为大潮。在上弦日（初七或初八）与下弦日（廿二或廿三），由于月球、太阳和地球相互运行的位置接近直角三角形，月球、太阳对地球的引潮力相互消减，此时海面升降最小，称为小潮。

2.3 分流比分析

2.3.1 流量测验分析

通过2008年以来近33次流量监测资料的分析，两条河道在不同潮汐的情况下，分流比发生变化，且根据监测资料计算分析，有比较明显的规律：

长江大潮汛期，澡港河及其东支同步实测16次流量，根据实测资料建立澡港河西湖塘桥断面流量与总流量的关系如图2。

长江小潮汛期，澡港河及其东支同步实测17次流量，根据实测资料建立澡港河西湖塘桥断面流量与总流量的关系如图3。

由图2、图3两相关关系图可知，除出现个别没有代表意义的极端情况测点外，在大潮汛期，新澡港河的流量占总流量的0.7左右；小潮汛期，新老澡港河分流相当，约各占一半。

2.3.2 潮量测验分析

为更有效地对分流比进行分析研究，2009年7～12月同步监测澡港河及东支的引排潮量，实测引排水量及占总量统计计算如表1。

图1 断面面积比与水位变化关系图

图2 大潮汛期澡港河西湖塘桥断面流量与总流量关系图

图3 小潮汛期澡港河西湖塘桥断面流量与总流量关系图

根据表1实测成果分析，在大小潮汛期，新老澡港河引排水量比变化是与流量比变化一致的，即：在大潮汛期，澡港河的引排水量占总量的0.7左右；小潮汛期，澡港河分流各占一半。

2.3.3 影响分析

拓浚澡港河是流域综合治理的需要，是常州城市防洪的需要，是流域和地区供水的需要，是常州经济发展的需要。澡港河拓浚工程完成后，能提高引江能力，也扩大了排水出路，将武澄锡地区上游洪水迅速就近排入长江，减轻了常武地区及北塘河沿线圩区的防洪除涝压力。澡港河东支枢纽的实施，将更有利于常州城区防洪大包围的建设。

澡港河多年平均引排水量约3.5亿m3，通过对其分流比分析研究后，澡港河年平均出入常州市区水量达2.1亿m3左右。我们可以在干旱年份进行合理引排调度，保证工业用水、农业灌溉用水和生活用水，同时在向太湖补充水源及改善航运条件、河道水质污染状况方面发挥作用。

3 结语

引江济太是运用水利手段改善太湖流域水环境的一个重要措施，流域水利工程体系将长江清水调入太湖流域，通过水资源的优化调度，提高流域水资源承载能力，增加水环境容量，缓解流域水质型缺水矛盾，遏制流域水环境恶化趋势，最终达到改善太湖和流域河网水环境的目的。通过对澡港河及其东支一年以来实测资料的分析研究，特别考虑潮汐、水面比降等影响其分流比的重要水力因素，初步得出以下认识：

表1 实测澡港河及东支同步引排水量监测成果统计表

（1）感潮河道中，潮汐的变化是其分流比中最重要的影响因素；水面比降也受潮汐的影响，大潮汛期，水面比降大，分流比大；小潮汛期，水面比降小，分流比小。

（2）澡港河及其东支分流比：大潮汛期 7∶3；小潮汛期 5∶5。