江河湖连通调控对太湖流域水资源量的作用..doc

江河湖连通调控对太湖流域水资源量的作用 周杰 ,2, 吴修锋1,2, 吴时强1,2 , 徐世凯1,2 （1.南京水利科学研究院，南京市广州路223号 210029; 2.水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，南京市西康路1号 210024） 摘要：通过监测资料分析与数值模拟相结合的方法，对比研究了2000年至2009年江河湖连通调控对太湖流域水资源量的作用。研究表明，2000年以来，沿江闸门调度对太湖流域水资源量起到了一定的补偿作用，平均每年补充水量29.5亿m3，约占流域水资源总量的18%，起到了较大作用。尤其是枯水年，这种作用更为明显。引江济太望虞河工程2002年以来显示出对太湖流域水资源量的补充作用，平均约占长江补充太湖流域水量的54%，引水量均维持在较高水平。沿江闸门江河湖连通调对太湖流域与长江之间的水资源优化配置起到了积极的作用。 关键词：太湖流域; 水资源量; 河湖关系; 连通; 调控 太湖流域多年平均水资源量162亿m3，近年流域年用水总量为280亿～290亿m3，是本地水资源总量的近两倍。流域经济迅速发展，显示出水资源量严重不足，制约了区域经济的发展[1-4]。 为抵御洪涝灾害，太湖流域的先民进行了海塘、湖堤、圩田、运河、堰、闸、埭等多种形式的水利设施建设。新中国成立以后，太湖流域各地开展了大规模的水利建设，修建水库，开挖和疏浚河道，兴修和加固河湖堤防和海塘，在平原洼地修建圩堤和闸、泵。目前，太湖流域江苏段沿长江江堤长207.2km，建有控制建筑物76座；环太湖出入湖溇港227条，其中，在出入湖口门建有控制建筑物的河道176条，敞开河道47条，另外4条已封堵。太湖流域水利工程建设改变了太湖与长江的连通性及部分河网区与长江及其内部的连通性。 近年来，水生态保护越来越受到重视，水利工程的调度越开始向水生态保护调控逐步转变。主要表现在河湖关系越来越重视，太湖流域沿江主要闸门调度逐步向河湖连通转变，太浦闸开启日数逐年有所增加，常熟水利枢纽运行时间及交换水量亦有所提高。江苏段各大河流口门为太湖流域输入性水资源量的主要通道。为江河湖连通调控究竟对太湖流域水资源量产生多少影响，以2000年至2009年为时间段，通过监测与数值模拟相结合的方法对比分析沿江各内河口门连通性调控对太湖流域水资源量的作用，分析评价沿江水利工程的作用。 1 沿江主要河流口门控制性工程概况 苏南沿江水闸共60座，闸门总净宽782.8米，各主要水闸的位置如图1所示。其中闸门宽10米以上的大中型水闸共21座，总净宽564.8米，占水闸总宽的72%。沿江39座闸宽10米以下的小闸中，有26座分布在苏州市境内，占沿江小闸总数的67%，这些小闸大多为地方服务，与流域内流域内圩外河道无直接的水量交换。与流域内圩外河道有水量交换的8座水闸主要分布在江阴市武澄锡低地，它们只对本地区排水有作用。与流域内圩外河道有直接水量交换的沿江水闸共26座，闸门总净宽为560.7米。其中大中型水闸17座，总净宽506.8米，占90.4%。小闸9座，闸门总净宽53.9米，只占9.6%。由此可见，对流域引排有直接作用的是17座大闸。沿江大、小闸其引排功能是不同的，苏州市8座大闸主要功能是排，但小闸功能是以引为主。故大小闸运行是不同步的。江阴市大小闸均与流域内圩外河道相通，功能是引排兼顾，引排相当，大小闸运行是同步的。武进、丹阳、丹徒都以大闸为主，引排控制要求较高，功能以引为主。 图1 沿江主要水闸位置图 2 数学模型的建立与验证 由于太湖流域河网交错，水流复杂，长江、钱塘江、太湖、河网成为一个有机的整体，相互不可分割。故研究区域选择南京以下长江河段、杭州以下钱塘江河段及太湖、滆湖、长荡湖和流域二级以上（包括部分三级河网）为研究区域。 针对河网、太湖水量水质特征，概化了河网，建立了环太湖水量数学模型。河网模型概化如图2所示。共概化河段1997条，河网节点1304个，闸门224座。并对2008年水位日过程和沿江重要闸门出入水量进行验证，水位验证误差统计如表1所示，各站位置如图3所示，各重要闸引排水量验证误差统计如表2所示。典型站位的日水位过程验证如图4所示。水位验证误差标准差为不超过7cm，引排水量平均误差约5%，反映了该河网区水流规律。 表1 2008年各主要站水位验证误差统计表（cm） 站名 最大误差 标准差 站名 最大误差 标准差 大浦口 -12 -1.7 望亭(大) -8 -1.7 常州 -20 6.4 望亭(太) 10 -4.6 溧阳 -13 -1.8 宜兴南 -17 5.9 金坛 -11 -2.5 王母观 -15 6.3 陈墅 13 3.8 南渡 -12 2.5 陈墓 -14 6.2 无锡 11 1.6 表2 2008年沿江主要闸引排水量计算误差统