六垛南闸(闸上)防汛特征水位复核分析

刘融融，李 昂，单 帅，刘田田

(1.江苏省水文水资源勘测局盐城分局，江苏 盐城 224501；2.江苏省水文水资源勘测局徐州分局，江苏 徐州 221000)

1 概述

随着淮河流域、区域防洪除涝工程的规划和实施，大批水利骨干工程相继建成投运，目前流域和区域工情已发生了较大的变化，区域主要河道防洪和输供水能力不断提高；另一方面，由于多年来未结合工情、水情变化对防汛特征水位进行核定、设立；因地面沉降因素影响，部分站点水位数据已失真，现有防汛特征水位已不能客观反映工程实际防洪能力和防汛形势。苏北灌溉总渠是淮河洪泽湖以下排洪入海通道之一，又是引进洪泽湖水源发展废黄河以南地区灌溉的引水渠道，横贯淮安、盐城两市，渠道全长168 km，兼有排涝、引水、航运、发电、泄洪等多项功能。苏北灌溉总渠防汛问题备受社会公众及媒体的关注。因此，对河湖防汛抗旱特征水位重新进行系统核定，以提高防汛决策依据的科学性，十分必要。

2 基本情况

2.1 水系概况

盐城市境内河流众多，水网密布，河渠纵横，四通八达。通榆河、串场河、灌河、废黄河、淮河入海水道、苏北灌溉总渠、射阳河、黄沙港、新洋港、斗龙港等“两纵九横”骨干河道贯穿全境。根据流域水系划分，废黄河以北属沂沭泗水系，废黄河及其以南属淮河水系。目前已形成了以区域骨干河道为支撑的沂南地区、废黄河地区、渠北地区、里下河腹部及射阳河沿岸地区、沿海垦区等五大区域。按区域水系布局又划分为沂南地区、废黄河地区、翻身河地区、淤黄河地区、渠北地区、里下河腹部及射阳河沿岸地区、夸套地区、运棉河地区、利民河地区、西潮河地区、大丰斗南垦区和东台堤东垦区等12个独立的区域。

2.2 河道堤防

2.2.1 河道堤防工程

淮河入海水道与苏北灌溉总渠形成两河三堤布局，苏北灌溉总渠北堤为入海水道的南堤，现状按洪泽湖100 a一遇设防标准，二期工程将加高培厚，为1级堤防；南堤现状为328省道，保护里下河地区1835万亩耕地，为1级堤防。

2.2.2 河道历史行洪概况

1952年规划为排洪700 m3/s，1960年后提高至800 m3/s，六垛闸上相应的设计行洪水位为4.5 m。1957年腰闸建成以来，总渠总共大流量行洪(400 m3/s以上)32次，日均超过700 m3/s流量行洪的有8次(1960年1 d、1961年1 d、1962年13 d、1969年12 d、1970年6 d、1971年2 d、1991年1 d、2003年26 d)，最大日均流量为787 m3/s(61年9月13日)，六垛闸上最高水位4.67 m(56年10月29日)。最大流量与最高水位并不同步。1961年9月13日所出现的日均最大流量787 m3/s，六垛闸上水位仅为4.0 m。

3 防汛特征水位分析

3.1 水位分析研究

3.1.1 测站基本情况

六垛南闸水文站是省级重点水文站，设立于1953年6月，设有直立式水尺、自记水位计、遥测水位计等人工、自记、遥测观测记录设备，闸上采用ADCP测流。六垛南闸(闸上)实测最高水位4.67 m，发生在1956年10月29日；实测最低水位0.04 m，发生在1957年11月24日；最大流量898 m3/s，发生在1960年7月11日。

3.1.2 水文资料

六垛南闸(闸上)站为国家基本站，水位资料的测验和整编满足各时期相关规范要求，历年水位资料均经过初算，一校、二校，分局审查，省局复审，流域汇编，全国终审，资料成果可靠，质量较高，满足本次防汛抗旱特征水位核定要求。六垛南闸(闸上)站全资料系列为1953年6月～2018年(1968年11月1日～1969年3月2日，上游打坝，对闸上下游护坦等十几个项目维修加固，水位停测)。期间上游1957年5月阜宁腰闸建成，1995年12月总渠立交建成，对六垛南闸(闸上)站运行水位产生一定影响。故该站特征水位核定年最高水位频率分析分三个资料系列进行分析：1954年～2018年、1958年～2018年和1996年～2018年。

3.1.3 年最高水位频率分析

水位频率分析方法：样本为年极值取样，经验频率按期望公式P=m/n+1，统计参数计算采用矩法，线型为P-Ⅲ型，通过计算机进行目估适线。

选用六垛南闸(闸上)站1954年～2018年、1958年～2018年、1996年～2018年三个系列年最高水位资料系列进行P-Ⅲ型频率分析。其频率分析成果见图1～图3和表1。

图1 1954年～2018年六垛南闸(闸上)站年最高水位频率曲线

图2 1958年～2018年六垛南闸(闸上)站年最高水位频率曲线

图3 1996年～2018年六垛南闸(闸上)站年最高水位频率曲线

表1 六垛南闸(闸上)站年最高水位频率分析成果表 单位：m

比较六垛南闸(闸上)站1954年～2018年、1996年～2018年两个系列频率分析成果：六垛南闸(闸上)站100 a一遇水位分别为4.69 m、3.98 m，50 a一遇水位分别为4.57 m、3.91 m，20 a一遇水位分别为4.39 m、3.81 m，10 a一遇水位分别为4.24 m、3.72 m，2 a一遇水位分别为3.72 m、3.41 m。同频率水位短系列明显低于全系列，反映现状工情下总渠调度行洪流量减小。

六垛南闸(闸上)站实测最高水位4.67 m，出现于1956年10月29日，以1958年～2018年系列分析相当于769 a一遇(频率0.13%)。现状警戒水位3.50 m，不同资料系列分析的重现期1.3 a～2.9 a。保证水位4.50 m，1958年～2018年系列分析的重现期为167 a一遇(P=0.60%)，短系列亦超万年一遇，故，从工程实际运行来看，六垛南闸(闸上)站现状保证水位偏高。

六垛南闸(闸上)站部分分级水位频率、重现期见表2。

表2 六垛南闸(闸上)站部分分级水位频率、重现期一览表

3.1.4 警戒水位确定

六垛南闸(闸上)站现状警戒水位3.50 m，长、短系列年最高水位重现期1.3 a～2.9 a。近期短系列频率水位均比长系列同频率水位低，相同水位相应重现期短系列比全系列长，表明随着时间的推移，总渠调度行洪流量呈减小趋势。

总渠经长期运行后，险工患段增多，行洪安全性下降，调度行洪流量减小，加之地面沉降，原警戒水位已不适应现状工情、水情，应予以调整。结合总渠河段的现状滩地高程调查成果、警戒水位重现期以及预警天数等分析综合确定，拟对六垛南闸(闸上)站警戒水位下调0.10 m，即六垛南闸(闸上)站核定警戒水位为3.40 m。

3.2 保证水位

3.2.1 保证水位取值标准

保证水位是指保证堤防及其附属工程安全挡水的上限水位。堤防的高度、宽度、坡度及堤身、堤基质量已达到规划设计标准的河段，其设计洪水位即为保证水位。堤防工程尚未达到规划设计标准的河段，可按安全防御相应的洪水位确定；如堤防工程防洪能力能够防御超规划设计标准的历史最高洪水位，保证水位可按历史最高洪水位确定。

3.2.2 保证水位分析

六垛南闸(闸上)站现状保证水位4.50 m，长、短系列年最高水位重期分别为167 a、超万年。

根据六垛南闸(闸上)站年最高水位频率分析成果，全资料系列P=1%(100 a一遇)年最高水位为4.44 m，现状工情短资料系列P=1%年最高水位分别为3.98 m，短系列比全系列分别低0.46 m；现状工情短系列现状保证水位重现期超万年。反映现状工情工程行洪安全性下降，现状保证水位应适当下调。根据保证水位取值标准，堤防工程尚未达到规划设计标准的河段，可按安全防御相应的洪水位确定。综合核定六垛南闸(闸上)站现状保证水位下调0.50 m，核定水位为4.00 m。由于该站水位受工程运行调度影响显著，根据长、短水位资料系列采用P-Ⅲ型曲线分析得的重现期并不能真实反映工程的防洪能力。

4 结论

结合总渠河段的现状滩地高程调查成果、警戒水位重现期以及预警天数等分析综合确定，六垛南闸(闸上)站警戒水位下调0.10 m，核定警戒水位为3.40 m；现状保证水位下调0.50 m，核定水位为4.00 m。目前总渠水情调度仍以未作地面沉降改正的水位来调度，上下游倒比降明显，建议对总渠整编、报汛水位作地面沉降改正，以改正后的水位作为工程调度依据。