姚江大闸水位控制方案研究

2020-11-30胡静奎宁波市河道管理中心

珠江水运 2020年13期

胡静奎宁波市河道管理中心

1.工程概况

姚江大闸位于宁波市甬江支流姚江的下游，距宁波市三江口3.3km，是姚江流域最主要的阻咸蓄淡、抗旱排涝骨干水利工程。1959年12月竣工后投入运行至今，期间姚江大闸于2012年10月完成加固改造，基本解决大闸50多年运行后出现的结构及设备老化问题，能够保证姚江大闸阻咸蓄淡、抗旱排涝的根本任务。按照《水闸设计规范》（SL265-2016）中的基本要求来看，姚江大闸最大过闸流量为1042.7m3/s，大闸位于宁波市中心城区，对于防护对象、水资源和防洪排涝有重要作用。

2.姚江大闸控制运行基本原则要求

姚江大闸的控制运行过程非常重要，需要制定严格的操作规则，并保证四个原则：一是要保证局部和全局充分协调，保持统一。姚江大闸水位控制要结合姚江流域来水情况动态平衡，防洪控制要与整个流域调配和控制方案保持一致。同时，兴利调度控制要结合水资源用户的需求来做出相应的蓄水量策划安排；二是兴利工程要确保满足防洪为前提，一脉相承。姚江大闸在蓄水作业期间要服从姚江干流防洪统一指挥行动，首先要确保所蓄水资源在绝对可控范围，防止洪水倒灌引起灾害事故；三是要综合利用水资源，为人民生活提供保障。姚江是当前市内居民的重要大陆重要的供水水源，保障人民生活起到绝对性保障作用，所以姚江大闸运行水位控制要保障水资源的充足供给；四是上下游互相协作，科学调整。蜀山、姚江两座大闸是流域上下游两座宏伟水利工程，要以互相协作，科学调整为指引，让姚江干流为我市创造最大综合效益。

3.姚江大闸控制运行水位

自20世纪60年代初开始，姚江大闸的控制运用计划（蓄水标准），先后按姚江灌区及专署管理部门、宁波市政府、宁波市水利局批准的姚江各阶段水位控制标准执行。

现阶段，经宁波市水利局批准的姚江大闸水位控制标准为：全年0.83～1.33m。

4.姚江大闸控制水位产生的影响以及相应的解决方案研究

4.1 对于水资源方面的影响

在制定了几组姚江水位控制对比方案后发现，综合改善水资源利用效率，要从景观水位的设定、河网周围配水情况、供水需求来综合考虑，而且要注意避免对姚江大闸上下游的生态环境产生影响。

宁波连续多年获得全国文明城市称号，为实现“波宁河畅安澜惠明州、库连湖通碧水润甬城”的水利现代化愿景，打造“水清、岸绿、景美、流畅”的亲水宜居环境，需要下姚江保持一定的景观水位。另一方面，如果水位过低会影响姚江滨水宜居环境，亲水性下降。因此，有必要保持下姚江一定的蓄水水位，以免下姚江长期处于低水位运行。为提高下姚江水资源利用效率，增大兴利调节库容，也为增进下姚江亲水宜居环境创造条件和争创新一轮文明城市作出贡献。鉴于此，姚江大闸控制水位下限建议不低于0.83m。

需要特别注意，姚江汇聚来水以及干流调蓄库容直接关系到姚江干流的供水能力。当水闸控制水位提升时，下游的可调蓄水库容变大，相应的供水能力也大幅度增强。一般在干流水位达到1.33m后，当地的工业水厂、居民用水需求得到满足，相应的农业及生态环境供水补给得以满足，从而大幅度改善流域水资源的库存用量；但是，当水位超过1.33m以上，姚江供水量也在持续攀升，可是负面影响也随之显现出来，比如内涝的风险大幅度增加。所以，一般情况下，姚江干流水位控制在1.33～1.53m范围内，带来的综合效益是较高的。

4.2 对于预泄方面的影响

一般来说，干流预泄起排水位在持续增高后，控制目标水位所需排水量变大，也需要消耗更多时间，同时水位增加对下游会产生更严重的影响。另一方面，当水位增加后，姚江大闸出水流量也会随着变大，理论上会缩短排水泄放时间。但是姚江为平原性河道，比降不大，线路较长，所以初始水位增高以后，预泄时间也相应延长。举例来说，姚江大闸预泄到低水位0.73m大约需要2天时间，而预泄到0.30m则大约需3天时间。

所以，综合各种水位控制中姚江干流带来的预泄效益和相关影响，结合汛期台风登陆带来的降水情况，测算出姚江干流控制水位维持1.33m时，整个流域防洪风险最小且综合收益可以得到保障。

4.3 对于防洪排涝方面的影响

按照相关查阅数据可知，姚江干流全长102.4km，它的一个重要作用就是整个流域的防洪排涝渠道，保障居民生活的安全稳定。以姚江干流实施预泄作用为例，碰上5年一遇的中小洪水灾害后，能够有效降低干流最高水位30cm，有效减少高水位时间最多达12小时；但是当出现10年一遇特大洪水灾害后，能够有效降低干流最高水位可大约4cm，此时的高水位持续时间只减少了最多不超过7小时。

也就是说当洪水的强度加大后，产生的预泄作用明显降低。所以要认真做好洪水期防洪排涝前期的生产技术准备工作，要密切与当地气象部门保持联系，跟进气象信息，一旦发现潜在重大汛情，要立即组织将干流水位降低到低水位以下，保证安全。

4.4 对于农田低洼地方面的影响

随着姚江干流控制水位的不断增加，干流两侧受渍影响的低洼区域范围大幅度增加，当地的民众在充分适应这样的情况后，就会选择种植茭白、水稻一些比较抗淹的庄稼；但是当水位继续上升到1.33m后，受渍影响范围就继续加大了，这就必须借助漏水节制闸，来增强泵站排渍能力，种植业结构要灵活改善，最大程度的减少受渍加大带来的负面影响。不过，当前很多低洼地块在持续填高开发利用，也就是说受渍影响的问题也在逐步减少，后期随着技术的不断进步，会最终得到令人满意的受渍问题解决方案。

4.5 对于通航方面的影响

随着姚江大闸控制水位的增加，姚江河段水面通航将会相应地受到一系列影响。不过，姚江航道一直以来是严格受控的，姚江船闸的通航船舶数量不大，都是小型运营船舶，总的来说对下姚江通航影响面不构成较大威胁。进一步来说，上姚江河道限定通航水位是1.33m，可以设法控制下姚江最高控制水位与上姚江通航水位保持一致，这样就能有效降低过闸频率，从而有效改善通航综合效益。

综合以上多个方面最高控制水位的利弊影响分析结果来看，如果保证姚江大闸闸上控制水位持续定格在1.33m刻度，则对整个姚江干流流域各方面产生的负面影响最小并且有最好的综合收益。

所以，结合姚江大闸59年以来的运行经验积累来看，如果能够让姚江大闸常水位控制在0.83～1.33m，这将为当地的经济效益、社会效益、生态效益创造良好的基础条件。

5.对于改善姚江大闸控制水位工作的相关建议

5.1 强化责任意识和前瞻意识，切实抓好预泄排水技术准备工作

一方面要落实主题责任，当地的河道管理中心要注意在现场布置防洪防涝通讯室，汛期期间，要制定24小时值班制度并严格落实。一定要认真关注汛情的动态趋势；另一方面，要强化前瞻意识，主动联系当地气象监管部门，提前关注气象信息的走势。作为当班人员要有担当，严肃履职，确保信息传递的准确性和时效性，并且对于水位调控工作不能松懈，做到调度合理，科学有效。