北泖泾水闸调度期间水量调查研究

◎ 黄平 上海市松江区水文站

1.引言

平原河网地区自然条件优越，社会经济较为发达，人口较多，工农业发展较快，但其水资源往往难以承受巨大的环境压力。随着近些年来水环境综合整治力度加大，区域水环境面貌得到很大改善，但由于河流形态单一，人工干扰较多，水生态系统治理难度巨大。因此，以增加水量交换、净化河道水质、提升河网水环境、改善区域水生态为目标，开展以松江区骨干河道北泖泾为例的水闸调度期间水量调查研究，具有一定现实意义。

2.研究区域概况

松江区位于上海市西南部，地处太湖流域碟形洼地底部，为长江三角洲平原。区境南北长约24千米，东西宽约25千米，总面积605.64平方千米。东与闵行区、奉贤区为邻，南、西南与金山区交界，西、北与青浦区接壤。东北距上海市中心约40公里。北泖泾位于松江区东部，北起淀浦河，纵贯砖新河、俞塘、松江盐铁塘等南入黄浦江，是松江境内北水南排的主要河道之一，流经九亭、泗泾、洞泾、新桥、车墩镇，长19.7千米。

3.水量调查

3.1 调查方法

本次水量调查采用走航式ADCP流量测验方法，它具有测流速度快，机动性强，流速与断面测量一次完成，并可以得到完整的、详细的流速流向、水深、断面数据，测船定位无需定位基础设施，不需专建测流设备等优点。

3.2 调查断面

本次调查共设置12个调查断面，北泖泾河道5个，与北泖泾交汇的骨干河道盐铁塘、俞塘、砖新河各2个，泗泾塘1个，另有3个H-ADCP测流断面，分别为淀浦河东闸（闸外）、陪昆路和旗忠。断面分布见图1。

图1 调查断面分布图

3.3 调查时间

2021年分别在汛期、非汛期对北泖泾沿黄浦江水闸引水和排水时进行水量调查，具体测验时间和主要闸门调度时间见表1（淀浦河东闸只排不引）。

表1 测验和主要闸门调度时间表

4.分析方法

4.1 最小二乘法

4.2 水量平衡计算

进行河道水量平衡分析计算主要有以下几个计算要素：上游径流量，下游径流量，上下游区间进出水量及降水量与蒸发量，基于以上计算要素，水量平衡计算可由以下计算公式导出表示。

式中，W为上游径流量，W为上下游区间进出水量，W为降水量和蒸发量，鉴于监测技术手段不足，该项研究资料不够完善，本文中未考虑，W为误差项，W为下游径流量。

5.计算结果

5.1 相关性关系

根据调查数据统计得到北泖泾各断面之间涨(落)潮时间差，对各H-ADCP断面监测数据进行时间修正，对以下3组对照测站(断面)的同一测验时刻的瞬时流量进行回归分析，并建立一次回归关系或二次回归关系：

①陪昆路与北泖泾-黄浦江断面：Q1=0.4091Q2-1.0799，Q1：北泖泾-黄浦江断面瞬时流量，Q2：陪昆路瞬时流量。

②旗忠与北泖泾-淀浦河断面：Q1=-0.0609Q2-0.5214，Q1：北泖泾-淀浦河断面瞬时流量，Q2：旗忠瞬时流量。

③淀浦河东闸（闸外）与北泖泾-淀浦河断面：由上表推出Q1=-1.2786Q2+18.833，Q1：北泖泾-淀浦河断面瞬时流量，Q2：淀浦河东闸（闸外）瞬时流量。

5.2 水量关系计算

分别计算调查期内，北泖泾水闸引排水时段各断面总潮量，得出结果见图2-5。

图2 4月23日调查断面总潮量分布图

图3 8月10日调查断面总潮量分布图

图4 9月17日调查断面总潮量分布图

图5 9月26日调查断面总潮量分布图

5.3 水量平衡计算

基于理论分析和各调查断面的实测数据，分析河道各断面进出水量关系，以北泖泾水闸断面引排水总量为基数统计百分比，制作水量平衡分布图，见图6-9（-为流入北泖泾，+为流出北泖泾，北泖泾向南为下游）。

图6 4月23日北泖泾水量平衡分布图

图7 8月10日北泖泾水量平衡分布图

图8 9月17日北泖泾水量平衡分布图

图9 9月26日北泖泾水量平衡分布图

6.结论

（1）淀浦河东闸（闸外）、陪昆路和旗忠等3个H-ADCP断面与北泖泾-黄浦江、北泖泾-淀浦河断面有弱相关性。

（2）北泖泾黄浦江水闸排水期间，总体方向是自北向南排入黄浦江，但是北泖泾-砖新河北断面以北是向北排入淀浦河；引水期间，自南向北一直能引入淀浦河。

（3）通过水量平衡计算，可以清晰地得出调查期间各断面水量分配占比和流向关系，为水资源和水质改善调度提供参考。