201 1年第12期江苏水利 我省引长江水量分新 万晓凌 董家根 陆小明 仲兆林胡金龙 长江是我国最长的河流,江苏省 处于长江流域的下游,省界以上总流 域面积达160多万km:,是江苏省面 积的16倍,承受了上游17个省(区) 的径流,丰沛的长江水量,是江苏省 水资源的重要来源。 江苏通过众多较大的引水工程,多 年平均引江水量为130.7亿m3,但是占 本地水资源量仅为0.38,有很大供水潜 力。笔者拟通过对近期引江水量的规律 分析,尤其是三峡工程、南水北调东线 工程、引江济太等水利工程运行后,研 究新的长江水量分配规律,对引江水量 进行定『生和定量分析,为水资源开发利 用、计划用水和调配水源等提供参考。 1推流方法 江苏沿江口门有1000多处,包含 通江抽水站、节制闸、涵洞、排涝站、船 (套)闸等,引水水量主要计算节制闸和 抽水站引水量,涵洞、排涝站、船(套) 闸可忽略不计。少量小型闸也已不具备 引水功能,实际调查后确定江苏206 处口门进行引江水量计算,其中苏州 36处、无锡14处、常州5处、镇江5处、 南京27处、扬州33处、泰州47处、南 通39处。少量大的口门具有实测资料, 采用实测资料统计分析,其它大部分 为无实测资料的口门,采用推流计算。 1.1一潮推流法_1 有水文站或可巡测的河道,采用 “一潮推流法”计算引水量。“一潮推 流法”主要原理是:每年通过实测 2O~30潮次引水量,建立潮汐要素与 一次引水开闸平均流量的相关关系, 进而根据全年逐潮开关闸情况,推算 逐潮、旬、月、年引水量。其中,潮汐要 素是指开闸水位、有效潮差(一潮最 高水位与开闸水位之差)。 一潮推流法一般用有效波高(开 闸开始水位与最高水位的差值)、开闸 开始水位与一次开闸平均流量建立相 关关系曲线。相关关系曲线控制高、 中、低水位,测点一般应多于20次。 一个涨潮期从平潮开始引水至涨 潮憩流止,期间每0.5 h测流一次,统 计平潮时开闸水位作为稳定水位z , 缺测站可按实测站的资料推求;当上 开始时间T.,该涨潮过程高潮水位 下游闸站有较长同步系列资料,区间 z ,关闸时间T2,波高AZ=Z高_Z ,一 汇人、调出水量不大时,采用上、下游 潮历时T=T 一T ,用实测的各次流量 两闸站年引水量相关,进行插补。 面积包围法计算得一潮引水量w,一 2长江来水分析 潮平均流量Q=w/T。 长江来水反映了上游来水特征 引水的水位流量关系公式如下: 及在工程控制条件下经上游耗用水 一潮平均流量:Q=KZ “AZ 后的泄放情况。选取长江大通站1950 式中: 年~2009年资料系列[ ,江苏江 K一系数; 来水量多年平均为8937亿m3。 z 一开闸稳定水位; 长江来水年际变化较大,全省最 △z一波高; 大年长江来水量为13592亿m ,出现 仅、B一指数。 在1954年,约为多年均值的1.5倍, 有水位资料的地区引江水量的 最小年长江来水量仅为6749亿m , 计算大多数采用“一潮推流法”计算, 出现在1978年,最大年长江来水量 但每年率定的参数不同。 与最小年长江来水量相差2倍多。江 1.2单位净宽排水量推算法 苏江来水丰富,但是引用江水受 本法适用于推算无资料小闸口 到引江工程能力的。 的引排水量。它借助小闸口本身的特 江苏江来水的情势变化与 征数据,用水闸某些年份有限的测次 上游水利工程、用水、降雨量等因素 资料,与大闸的同步资料进行关系分 有关,以1956年~2009年江来水 析,率定出大小闸之间弓;排水量的折 量资料系列为基准,全省2(】世纪90 算系数 ,供推算小闸引排水量之用。 年代和50年代长江来水量偏多,70 在建立大、小闸引排水量关系时,还 年代和2l世纪初来水量偏少,上世 应充分考虑大、小闸之间的开关比 纪6O年代和80年代来水量与基准 例。折算系数c计算公式为: 系列来水量相当,具体见表1。 对长江来水量与年份进行趋势模 c=器× 或c= X,B,l,*l7× ∑W 拟,从模拟的结果来看,从2O世纪50 ∑ 大 年代到70年代长江来水量有减少的 式中: 趋势,平均每年减少来水量约为48.5 ★ 、 、 一分别为大闸与小闸 亿m,,80年代到90年代有上升的趋 的引排水量; 势,平均每ff-:WJi来水量约为51.2亿 B 、B小 —分别为大闸与小闸 m]。21世纪初以来长江来水量有明显 的净闸宽。 的下降趋势,平均每年减少来水量约为 1.3相关分析法 179.9亿m,,见图1、图2、图3、图4。 当小闸口的开关闸资料也没有 长江来水流量也很不均匀,1月 时,直接采用相关分析法,根据引水 份最小平均仅约11000 m /s,汛期7 特性和资料情况分别选用,如:当相 月份最大,平均达50000 m3/s左右, 邻两闸年引水水量相关关系较好时, 长江来水年内流量变化见图5。 表1 全省各年代过境水量均值与1 956年 2009年系列均值对比表单位:% 地区 20世纪 20世纪 20世纪 20世纪 20世纪 21世纪初 50年代 60年代 7O年代 80年代 90年代 长江地区 104.8 100.5 95-2 99.5 107.4 94.3 201 1年第12期3引江水量分析 江苏水利 地区引江水量也有逐渐加大的趋势, 20世纪50、60年代偏少,70年代后 咖枷咖㈣啪 枷啪 O O O O O O O O O1 为增加;20世纪90年代后有减少的 趋势,因为降雨量偏多,引起该地区的 引江水量减少 。长江以北年引水量 模拟过程见图9、20世纪90年代后长 江以北年引水量模拟过程见图10。 4 结语 沿江引水量的情势变化与江苏 省水利工程、用水、降雨量、长江来水 等因素有关。以1956年 2009年引江 水量资料系列为基准,全省多年平均 引江水量为130.7亿m ,其中长江以 北88.2亿111 ,占总引江水量的67.5%, 长江以南42.5亿m,,占32.5%。 引江水量年际间的变化随上游 引江水量偏多,具体见表2。 长江以南地区引江水量有增加 的趋势,每年增加约0.6亿 ,20世 纪90年代后增加的趋势更加明显, 每年增加约2.4亿rn3,主要由于引江 济太等工程的运行,引江水量大大增 加。长江以南年引水量模拟过程见图 全江来水量多年平均为8937 亿m ,最大年长江来水量与最小年长 江来水量相差2倍多,长江来水丰 来水和当地雨水涝水变化而有较大 的变幅。最大年引江水量达302.2亿 IYI ,出现在于早年1978年;最小年引 7,20世纪90年代后长江以南年引水 量模拟过程见图8。 长江以北地区引江水量20世纪 90年代前有增加的趋势,主要由于建 富,但是引用江水受到引江T程能力 的。全省多年平均引江水量为 130.7亿m ,其中长江以北88.2亿 江水量仅26.5亿m3,为1956年.两 者比值为1 1.4,相差10倍多。全省引 m ,占总引江水量的67.5%,长江以南 42.5亿m ,占32.5%。 国以来沿江并港建闸,特别是江水北 调工程的建设,实现长江、淮河、沂沭 江水量有明显逐渐加大的趋势,长江 年引水量模拟过程见图6。 长江来水(亿m 0) 引江水量年际变化较大,年最大 引江水量与年最小引江水量的比值 泗三大水系跨流域调水,引江规模大 图1长江来水模拟过程图 图2 20世纪50 70年代长江来水趋势图 年份 图3 20世纪8O 90年代长江来水趋势图 图4 21世纪初长江来水趋势图 I 『 l jJ_l l一一_ ● 月份 圜 __ 图6长江年引水量模拟过程图 图5长江来水年内流量变化图 全省2O世纪50、60年代引江水 量偏少,70、80、90年代和21世纪初 引江水量偏多。长江以南地区20世 纪50、60、8O、90年代引江水量偏少, 但70年代出现干旱年份引水量较 长江以南 长江以北 全省 表2全省各年代引江水量均值与1956年 2009年系列均值对比表单位:% 地区 2O世纪 20世纪 20世纪 20世纪 20世纪 21世纪初 50年代 60年代 70年代 80年代 90年代 57.1 21.4 33.0 76.2 46.0 55.8 127.2 114.6 118.7 71.0 125.2 107.6 87_3 124.8 112.6 155_4 12O.8 132.1 多,21世纪初引水量最多;长江以北 201 1年第12期江苏水利 姗 ∞∞∞ 0 亿nl /s I ^ \ ^ 一—., ^ /厂——一 ★ 1 。 . \ /\^ \ l ■| ’ . \八 ^ \ : f_1 十 ’ y 八^. 斗叶一 \/ /\/ V .’ I『’ V ’ ’ V ’ 年份 图7长江以南年引水量模拟过程图 图8 20世纪90年代后长江以南年引水量模拟过程图 亿171 /s 亿m3/s ●●● ◆’ 厂、 ●◆.◆ . ● ●/ 一入 ▲.● 一r—\±.▲ H f \, V 、、,/\、 . . ・. . /\』 \/ V 一’\/ ’ ・’ ◆◆◆ . . V V /◆. 一./ ,.” ./・ 1955 1965 1975 1985 1995 2005 2000 年份 年份 图9长江以北年引水量模拟过程图 图10 20世纪90年代后长江以北年引水量模拟过程图 为11.4,引江水量年际问的变化随上 施;长江以北地区引江水量20世纪 站水位流量关系综合定线分析.广东 游来水和当地雨水涝水变化而有较 90年代前有增加的趋势,主要由于建 水电.2009 大的变幅。最大年引江水量达302.2 国以来沿江并港建闸,特别是江水北 [2] 陈锡林,闻余华,王永东,孙钲兰 亿m,,出现在干旱年1978年,最小年 调工程的建设,实现长江、淮河、沂沭 里下河地区引江能力分析.人民长-江l 引江水量仅26.5亿m ,为1956年。 泗三大水系跨流域调水,引江规模大 2007 长江以南地区引江水量有增加 为增加;20世纪90年代后有减少的 [3] 闻余华,董象恨,宋玉.江苏水利. 的趋势,每年增加约0.6亿m,,20世 趋势,由于降雨量偏多,引起该地区 20HD2 纪9O年代后增加的趋势更加明显, 的引江水量减少。 (作者单位:江苏省水文水资源 每年增加约2.4亿m3,主要由于为改 参考文献 勘测局210029) 善太湖水质而实施的引江济太等措 [1]仲兆林.常州沿江感潮河道水文 (上接第28页)■医区 量 表1 变压器超负荷运行允许持续时间 (2)软启动器启动电流 本站主变容量1250 kVA,机组运 超负荷对额定负荷之比 1_30 1.60 1.75 2.00 2.40 3.00 行经无功补偿后功率因数达No.9。 超负荷允许持续时间(min) 120.0 30.0 15.O 7.5 3.5 1.5 启动电流设定值=(O.9x1.3× 1250—350)/400=2.78,其中:1_3为 流I :Ie;通风条件不好、闷热条件 发现的几种电气跳闸现象的检查、分 变压器过载系数。 下,整定电流I :1.05I ,本泵站整定 析、排除方法的探索,都获得了成功。 根据变压器运行规程规定,变压 电流I =500 A。 这为今后检查处理类似故障提供了 器有较强的过载能力,变压器超负荷 3.2 10 kV进线保护跳闸解决方法 一定的实践经验和有效方法。但是, 运行允许持续时间见表l。在机组启 10 kV进线微机保护过电流2的 我们对本泵站出现故障的原因排查 动过程中,适当使变压器过载对变压 时间整定主要考虑躲过电机的启动 分析得可能还不十分全面,需要在今 器无任何损伤。本计算式取过载系数 时间。本泵站软启动器的时间为1O 后的泵站运行维护管理中,不断深入 为1.3。 S,后自动投入旁路接触器,电动机进 地进行检查、检测、分析、总结和探 根据上式的计算结果,现场设定 入全压启动运行,约2-3 s后启动过 索,为泵站运行维护管理积累更多 软起动器启动电流为300%I 程结束。电机的定子电流明显低于额 的、更有价值的经验和方法。 (3)电机热继电器保护电流 定值,考虑一定的安全裕度,取时间 (作者单位:扬中市水利工程管 根据电气设计规范规定,保护 系数1.2。本次整定时间为15 s。 理所212200) 电动机的热继电器电流整定有如 4结语 下规定:正常通风条件下,整定电 我们对在泵站起动运行过程中