通榆河盐城段河道输水能力与糙率现状分析

2014-07-10周晓强

江苏水利 2014年4期

周晓强

（江苏省水文水资源勘测局盐城分局，江苏盐城 224002）

0 引言

通榆河自2002年10月全线贯通以来，在引江北调输水、农业灌溉供水、行洪排涝保安等方面发挥着重要的作用。掌握河道当前实际输水能力，以及河道糙率等因素对沿程流量的影响状况，可为进一步科学实施水资源管理以及河道规划治理等领域提供技术参考。为此，以2006～2010年盐城市水利部门在每年汛期组织开展的通榆河输水测验资料为基础进行相关专题分析。

1 测验河段概况

盐城境内通榆河位于东经119°48′～120°29′，北纬 32°40′～33°57′之间。南起东台，北至响水，全长176.4 km。河道河底宽为30.0～50.0 m，河底高程-1.0～-4.0 m，堤顶高程4.0～7.5 m，设计流量100 m3/s。

本河段南端与引江东输的泰东河相交，西侧与里下河水网区紧密相连，东侧主要以斗龙港、新洋港、黄沙港、射阳河等骨干河道与沿海垦区相通。这种特殊的地理位置，导致通榆河盐城段水位、流量极易受到里下河水网区供水和沿海闸坝排水调度影响。

2 糙率分析方法

河道糙率是反映河床、岸壁形状的不规则性和表面粗糙程度的一个系数，在水流运动过程中，直接关系河水沿程能量损失的大小。利用河道糙率和河道比降以及过水断面面积、湿周等参数可推算出河道流量。

具体河道糙率分析时，首先根据通榆河及交叉河道分布状况，并结合输水测验河道水位、流量断面布设情况，着重选择河道比较顺直的东台（通）～斗龙港段、斗龙港～新洋港段、新洋港～黄沙港段、黄沙港～射阳河段为分析区间。各区间分别以东台（通）站、大团（通北）站、盐城（通北）站、上冈（通北）站为进水水位断面控制站，以大团（通南）站、盐城（通南）站、上冈（通南）站、阜宁（通）站为出水流量控制站。

由于通榆河盐城段在每年农业灌溉供水期一般处于常水位及以下水位状态，河水位及流量变化主要受沿线灌溉取水影响，受里下河水网区客水以及“四大港”排水影响相对较小。而7～9月份大水期，本河段上游易受高港站抽排影响，沿程与里下河水网区以及“四大港”等交叉河道水量交换频繁。为了分析这两种状态下的河道糙率差异，此次在按河道分段进行糙率分析的基础上，同步按供水期、大水期实施分期分析。

3 现状河道糙率

根据现有输水测验水位、流量断面布设状况，河道糙率主要采用曼宁公式进行计算，相关公式如下：

式中：

Q—断面流量，m3/s；

n—糙率；

ω—断面面积，m2；

R—水力半径，m；

i—比降。

为了探求通榆河盐城段贯通后的最大输水能力，糙率分析重点选取各年流量相对较大的测次作为分析样本。但据此分析所得的各河段糙率，由于受周边水网和水利工程供、排水影响，目前与常用相关因素河道平均水深之间尚缺乏相对稳定的关系，故现取其多年均值代表河道现状糙率。东台（通）～射阳河段全程糙率均值采用各河段糙率多年均值与断面间距加权平均计算所得，见表1。

经计算，2006～2010年通榆河沿线各分析河段供水期糙率在0.0209～0.0233之间，与大水期相比糙率变化幅度相对稳定。供水期东台（通）～射阳河段全程糙率均值与大水期相比偏大12%左右。

2006～2010年通榆河盐城段河道糙率分析表表1

4 糙率合理性分析

为了验证糙率分析成果的合理性，现利用该成果作为曼宁公式推流参数，反推通榆河东台（通）～阜宁（通）112.8 km沿程流量，并与河道工程设计流量100 m3/s进行对比验证。验证时，根据工程设计东台（通）、阜宁（通）水位分别取值1.00 m和0.20 m。

由于河水位1.00 m为通榆河盐城段与其上游泰东河接口段的常水位，因此，流量推算取用供水期糙率参与计算，见表2。

经分析，东台（通）～斗龙港段占此次分析河段总长度的41.5%左右，其推算流量为98.8 m3/s，与河道工程设计流量大致相符。

斗龙港～新洋港段、新洋港～黄沙港段分别约占分析河段总长度的14.5%、18.4%，各河段推算流量相应为65.2 m3/s、57.1 m3/s，总体呈减小趋势。结合上游来水流量状况分析，这两段河道流量变小的原因主要有以下两点：一是客观存在的水流沿程能量损失；二是这两段河道地处通榆河与“四大港”相交区域中腹部，斗龙港闸、新洋港闸、黄沙港闸等沿海闸坝开闸排水工程调度起到了明显的分流作用。

黄沙港～射阳河段约占分析河段总长度的25.6%，其推算流量为72.6 m3/s，与其上游河段相比流量增大约27.1%。这在一定程度上表明，射阳河闸开闸排水对通榆河水流的拉动作用大于其他闸坝对通榆河的影响。