刘龙彬

(江西省九江市水利科学研究所，江西 九江 332000)

0 引 言

九江城区北滨长江，东临鄱阳湖，西接赛城湖，城区三面临水，湖塘密布，具有丰富的天然水资源和河湖水面景观资源。但因城区地势低洼，既需抵御外洪的威胁，又要防御内涝的侵扰。

八里湖是九江市城区最重要的通江湖泊，是城区的重点防洪区，搞好湖区的洪水调度，是保护湖区周边人民生命财产安全及社会经济发展的需要，也是提升湖区生态环境和文化生活水平的需要。

1 八里湖概况

1.1 基本情况

八里湖为浅水通江湖泊，纳九江市柴桑区沙河及城区十里河来水，流域面积273 km2。

在湖区北面通江河口建有排涝闸(站)。排涝闸过水净宽3.00 m×5.00 m，底板高程12.50 m(吴淞，下同)，平板钢闸门采用电动卷扬启闭机启闭，设计最大过流能力460 m3/s。八里湖排涝站共装机3台，总装机容量3×1 000 kW，设计起排水位为18.50 m，单机设计抽排流量15.7 m3/s，闸站排水直入长江。

在湖区东北侧建有向阳西堤引水闸。引水闸为平板钢结构闸门，单孔，过流净宽1.70 m，闸底板高程12.58 m，与市城区甘棠湖补水工程龙开故道(人工补水渠)相连。龙开故道上建有直排长江的官牌夹排涝站，共装机8台，总装机容量2 920 kW(6×400 kW+2×260 kW)，设计排涝流量18.7 m3/s。

目前，八里湖周边圩堤已按50年一遇设计洪水标准进行加固，堤防均为3级，设计水位为20.85 m，堤顶高程23.00 m。

湖区排涝闸运行条件为外江水位低于内湖水位时，八里湖湖区洪水可通过排涝闸自排入江，预降湖区水位至控制水位(汛期为汛限水位，非汛期为正常水位)。

1.2 现状洪水调度方案

八里湖目前运行的洪水调度方案还是1997年江西省九江市水利科学研究所编制的[1]。是依据八里湖堤防抗洪能力和不淹南浔铁路路肩高程确定，泵站起排水位18.50 m，正常蓄水位18.38m，最高控制水位20.85 m。即八里湖洪水调度方案按长江水位18.50 m控制：当长江水位高于18.50 m时，开机抽排；当长江水位低于18.50 m时，八里湖水位控制在18.38 m以内，并根据台风等气象预报成果，通过闸排或电排，实施预先降低湖水位计划，保障湖区防洪安全。

1.3 现状调度方案存在的问题

由于近几年城区骨干道路、桥梁、公园等基础设施建设，挤占了部分湖区蓄水容积，使湖区调蓄能力有所下降，按现有规则调度方案，在遇到设计标准洪水时，可能会出现湖区最高水位超过控制水位20.85 m的情况。

另外，由于湖区水环境功能的变化，导致了湖区周边排涝闸(站)的运行工况发生了变化。如为了保障城市景观用水功能，增设了向阳西堤引水闸从八里湖引水，通过龙开故道给城区甘棠湖、南湖进行补水，保障两湖及补水渠水环境景观用水。

经多年运行，现有的排涝设施老化，有的已不能按调度规则正常有效运行。如八里湖排涝闸闸门：当闸前后水位差低于3.30 m时，闸门可依靠自重关闭，高于3.30 m时，闸门需增加配重方可关闭；当闸前后水位差高于6.90 m时，开启闸门所需启门力超过现状启闭机容量，闸门无法开启。由于湖洪一般早于长江洪水，所以，每年4～7月湖洪来临，长江水位较低，可打开排涝闸泄洪，但排涝闸门在完成排水后，却往往因内外水位差过大而难以关闭。并且因泵站的设计起排水位设定为18.50 m，当外江水位高于内湖水位，且内湖水位低于泵站起排水位18.50 m时，泵站不能实施抽排。这时在预报湖区即将发生大洪水时，现状方案无法实施内湖水位预降措施。

由于目前八里湖运用的还是1997年制定的湖洪水调度方案，现状很多的外在边界条件已发生变化，现有的湖洪水调度方案已经无法满足现状的要求。因此，重新制定八里湖洪水调度规则迫在眉睫。

2 汛期限制水位的确定

汛期限制水位的高低，直接影响到设计洪水来临情况下湖区的最高水位的高低，因此，八里湖洪水调度规则的确定，是在充分利用现有防洪设施的情况下，怎样通过合理调度，确保湖区防汛安全，即湖区最高水位控制在允许最高水位20.85 m以内。

2.1 边界条件的重新确定

由于调度方案存在诸多条件约束，为了在现状条件下能科学的进行洪水调度，满足现状防洪需要，部分调洪边界条件需要重新确定。

(1)水位～湖容关系。由于八里湖湖容被挤占，需重新确定水位～湖容关系。2014年10月江西省九江市水利规划设计院在编制《九江市城市水生态文明建设规划》时对八里湖湖区进行了重新测量[2]，具体情况见表1。

表1 八里湖“水位～面积～容积”成果表

(2)湖区排涝闸运行条件。原有的八里湖洪水调度方案中未考虑向阳西堤引水闸的防洪调度作用，因湖区运行边界条件的变化，为了充分利用湖区已有工程的效用，保障湖区防洪安全，需将向阳西堤引水闸、官牌夹排涝站统一纳入湖区防洪联合调度体系进行调度。运行条件为：当外江水位低于湖水位且水位差小于3.30 m时，采用八里湖排涝闸自排入江，当内外水位差大于3.30 m时，采用向阳西堤引水闸提前预降湖区水位，通过官牌夹排涝站抽排入江。

(3)降雨及径流资料。八里湖流域内无实测径流资料，拟采用径流系数法由逐日降雨资料推求。径流系数根据市赤湖、赛城湖两湖的观测试验成果选用(见表2)。

表2 径流系数选用成果表

日降雨量以九江水文站实测成果为代表，选用九江水文站1954～2016年共63年长系列实测逐日降水资料。

(4)外江(长江)水位资料。外江(排涝闸出口长江)水位资料以九江站实测水位为代表，考虑与降水量资料系列的一致性，选用九江水位站实测逐日平均水位资料系列也为1954～2016年共63年长系列。

2.2 调洪计算

2.2.1 设计典型年的确定

2002年9月 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院编制的《九江市城市防洪治涝工程日元贷款项目初步设计报告》中计算历年系列中以1998年计算水位最高[3]，1969年居第二，1954年居第三，按经验频率确定50年一遇洪水位(1998年)为计算水位(这里的50年一遇洪水指的是湖洪、江洪、暴雨综合相遇的情况)。

本次根据1954～2016年的逐日降雨资料和长江实测水位资料进行重新复核计算，在2002年以后虽然也出现大水年份，但在这些年份中长江水位高时，湖区暴雨量少，计算结果仍以1998年计算水位最高，1969年居第二，1954年居第三。因此，50年一遇洪水的设计典型年本次仍选用1998年。

2.2.2 调洪演算

根据设计典型年1998年九江水文站实测逐日降水资料和九江水位站实测逐日平均水位资料，在以上约束条件下取不同汛期限制水位进行逐日试算，求得汛期最高水位达到20.85 m时的相应汛限水位，详见表3。

表3 八里湖防洪排涝复核演算成果表

由表3可以看出，按现状方案(起排水位18.50 m、正常蓄水位18.38 m)进行调度运行，在湖容被部分挤占的情况下，其最高湖水位达21.23 m，高于设计洪水位20.85 m，不能满足防洪安全要求；但是，按新的试算结果，在汛期，考虑新增的防洪工程联合运行，将汛期限制水位确定为17.88m时其最高水位低于设计洪水位，能满足防洪要求。

2.3 预降预排措施分析

当预报八里湖流域超标准暴雨将至，可实施湖区水位预降措施。

通过对九江水文站系列实测日降雨量进行频率分析计算，其百年一遇日降雨量为279 mm，300年一遇为323 mm，500年一遇为343 mm。根据排涝分析计算，当预报湖区将出现100年一遇降雨时，预报预排水位为17.25 m，预见期0.48天；当预报湖区将出现300年一遇降雨时，预报预排水位为16.59 m，预见期2.84天；当预报湖区将出现500年一遇降雨时，预报预排水位为16.28 m，预见期3.91天。

3 结 论

随着社会经济的发展，市政基础设施建设挤占湖泊调蓄水面情况时有发生，但随之带来的影响却是加大区域防汛压力，提高排涝保安费用。如何科学合理的对湖区进行相应的保护和利用是我们所面临的应该深思的问题。我们应该将工程措施和非工程措施有效的结合，对湖区所有的水工建筑物进行规划，并制定合理的调度方式，让每个建筑物都充分发挥其功能，来满足人们对河湖生态景观的日益提升的要求。