南海桂城佛山涌蓄水可行性分析

赵永皓 劳应文

摘要：基于南海桂城佛山涌建设壅水闸蓄高水位的要求，探讨建设壅水闸蓄高水位对原有的防洪、排涝、引水等的影响。

关键词：佛山涌 壅水闸 蓄水 防洪

1 概述

根据南海桂城佛山涌沿岸城市规划要求，计划在佛山涌设置壅水闸，将石石肯至丰收泵站段约2270m长的河面水位蓄高，形成271亩的景观水面，打造“怡海”景区。同时壅水闸建成后，抬高河面水位，使东涌水闸可以引入平洲水道新鲜活水，通过一环东涌，引到千灯湖，改善桂城水环境。

建设壅水闸蓄高水位后，对原有的防洪、排涝、引水等有什么影响？本文对此进行具体分析如下。

2 防洪安全分析

2.1 现状防洪安全分析

佛山涌石石肯段外通过石石肯水船闸与外江平洲水道连通，内通过军桥段在文庆桥附近与佛山涌主涌相连，平时主要受潮水影响，当西北江发生洪水时，外江的平洲水道水位升高，此时关闭石石肯水船闸，使外江洪水不流入佛山涌石石肯段，而佛山主涌主要是承受沙口水闸分洪的北江洪水，由盐步和沙尾排出外江。佛山涌石石肯段不属于西北江行洪区间的河道，即西北江洪水不通过该段河道，但由于沙口水闸分洪，使佛山涌主涌水位升高，相应壅高石石肯段河涌的水位。

佛山涌文庆桥附近50年一遇设计洪水位3.38m，在围内泵站不排水时，石石肯段河涌水位与之持平，当围内的泵站排水时，石石肯段河涌壅高约0.3～0.5m，沿岸堤围按50年一遇的防洪标准加固并已达标，所以在现状情况下，已达到50年一遇防洪标准。

2.2 非洪水期防洪安全分析

在非洪水期，佛山涌石石肯段主要受潮水影响，水面高程在-0.5～1.5m之间变化，建壅水闸蓄水后，水面高程平时维持在1.50m，石石肯泵站引水时水面高程维持在1.768m，而堤后的地面高程北岸为2.1m，南岸约为1.8m，均高于蓄水水面，且两岸的堤围已达到50年一遇防洪标准，所以在非洪水期佛山涌石石肯段水位提高到1.768m，对两岸堤围的防洪影响不大，可以满足防洪安全要求。

2.3 洪水期防洪安全分析

洪水期间，壅水闸前后水位连通，防洪条件与蓄水前相同，当坝内的3号雨水泵站，藤冲电排站、东二电排站排水时，总流量为32.24m3/s，而蓄水坝总宽为30m，在3.0m水位情况下，其过坝流速仅为0.57m3/s，相应过坝水头差0.004m，坝后水位壅高很少，所以防洪水位与建壅水闸前基本相同，防洪条件不变，对河涌及沿岸水工建筑物洪水期防洪安全没有影响。

2.4 河道行洪分析

西北江洪水不直接通过佛山涌石石肯段，属于非行洪河道，所以建壅水闸与否不影响西北江洪水行洪。当洪水期间堰后泵站排水，根据2.3节分析，建壅水闸对泵站的排水，区间行洪影响很小，可以安全行洪。

3 排涝影响分析

3.1 现有排涝设施

壅水闸内的排水设施见表1。

表1 佛山涌石石肯段沿岸排涝设施情况表

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3.2 蓄水期排涝分析

沿岸排水设施以电排为主，自排主要是藤冲水闸。当围内遭遇暴雨，而外江潮水不高时，可以打开藤冲水闸，将涝水自排出佛山涌。水闸设计排水水位为1.0m，即外江水位低于1.0m时可以自排，而当外江水位高于1.0m时，需使用藤冲电排站排水。所以当外江蓄水到1.50m后，水闸将无法自排，只能依靠藤冲电排站排水。根据估算，由此每年增加开机时间为129小时。东二电排站、3号雨水泵站没有自排水闸，所以蓄水对其影响不大，只是枯水期排水的扬程比未蓄水前略有增大。

3.3 洪水期对排涝影响

洪水期壅水闸内外水位持平，水位条件与建堰蓄水之前一样，现有的排涝设施运行条件不变，所以洪水期对排涝没有影响。

4 引水影响分析

4.1 总体引水论证成果

2004年7月，由广东省水利电力勘测设计研究院完成《广东省佛山市佛山水道引水工程水资源论证专题报告》，报告根据佛山市河网水系的水动力和水环境特征，建立一维感潮河网水流水质数学模型，利用数学模型来研究在设计水文条件、各种引水方案和污染源预测方案下，模拟计算佛山涌的水流变化情况、水体交换时间、水质变化情况，根据计算成果，选择最合适的引水方案。

报告推荐当水闸关闭或引水流量较小时（即沙口水闸引水流量小于10m3/s，石石肯水闸引水流量小于6m3/s），利用泵站抽水；而水闸引水量较大时则停止抽水，相应沙口、石石肯泵站的要求引水流量分别为18m3/s、13m3/s。

经过论证，该引水方案基本上不会影响周边河道的水位、流向，对水质和流量的影响也在可接受范围内。从水资源论证角度上，项目是可以建设的。

根据上述论证结果，佛山市在2005年兴建了沙口、石石肯引水泵站，设计的引水流量分别为28.5m3/s、17.86m3/s，比规划要求分别增加58%、46%，目前两项工程已经投入运行，效果良好，说明原来的水资源论证结论是符合实际的。

4.2 引水流量影响分析

东涌引水泵站设计引水流量6m3/s，主要是满足桂城中片30km2，46km长河涌约160万m3涌容的景观用水的要求，设计每天开机10小时，每周换水一次，平均每日引水水量为22.5万m3，平均每日引水流量为2.6m3/s。该部分水量需要石石肯引水泵站每天增加开机时间3.3小时。

根据《广东省佛山市佛山水道引水工程水资源论证专题报告》的论证分析，石石肯引水泵站规划引水流量为13m3/s，实际设计引水流量为17.86m3/s，实际设计引水流量比规划流量多6m3/s，东涌引水泵站用去6m3/s后，还剩下13m3/s，仍满足规划引水流量要求，由于东涌站不是全日开泵，全日平均流量仅为2.6m3/s，石石肯泵站引水流量扣减东涌站引水流量后，还剩16.4m3/s，所以从引水流量进行分析，石石肯引水泵站的引水流量可以满足东涌引水泵站引水以及佛山涌用水的要求。

当佛山涌石石肯段按照1.50m蓄水后，只需打开东涌水闸，就可以直接引水入一环东涌，不需要使用东涌引水泵站。

4.3 蓄水对石石肯引水运行方式的影响

4.3.1 开机时间影响

石石肯引水泵站13m3/s设计运行模式是水闸引水流量低于6m3/s时开泵抽水，规划日平均抽水时间为19.1小时，规划抽水日平均流量为10.4m3/s，实际泵站设计

引水流量为17.86m3/s，按规划要求，日开机时间13小时。

壅水闸建成后，河涌水位蓄高到1.50m，则石石肯水闸引水流量机会大为减少，减少的引水量需要泵站负担，即需要增加石石肯泵站开机的时间。

根据《广东省佛山市佛山水道引水工程水资源论证专题报告》表4-8计算成果，按水闸低流量开泵引水的方式，石石肯水闸泵站日平均引水流量为12.4m3/s，扣除石石肯泵站平均引水流量10.4m3/s，则水闸日平均引水流量为2.0m3/s，如果由石石肯泵站负责水闸引水流量2.0m3/s，则需增加开机时间2.5小时，即每日开机时间由现在的13小时增加到15.5小时，加上东涌引水泵站需要增加的3.3小时，则每日开机时间为18.8小时。

4.3.2 机电设备工况影响

石石肯引水泵站设计引水外水位为0.90m，最高外水位1.50m，蓄水后，当闸门门顶降低到1.00m时，设计引水外水位由0.90m提高到1.50m，石石肯泵站引水流量由18.94m3/s减少到17.96m3/s，减少了0.98m3/s。由于引水最高水位没有超过原石石肯引水泵站设计最高水位1.50m，所以对石石肯泵站原有的机电设备没有影响。

5 结语

综上所述，建壅水闸，将石石肯水闸至石石肯桥段约2270m长的河面水位蓄高到1.50m，形成271亩的景观水面，从防洪安全、排涝、引水等各方面分析，影响不大，蓄水是可行的。

参考文献：

[1]顾慰慈编著.城镇防汛工程[M].中国建材工业出版社，2002.

[2]汪新宇，张翔，赖国伟.防洪体系超标洪水综合风险分析[J]. 水利学报，2004（02）.

[3]杨春花，许继军，董玲燕.不同补偿调度方式下三峡水库分期汛限水位控制[J].水力发电，2010（08）.

作者简介：

赵永皓（1981-），男，广东佛山人，本科，工程师，主要从事水工设计施工。