淮河入江水道芦苇与行洪水位分析
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摘要：根据入江水道金湖段建成后的行洪实况，阐述苇草对入江水道金湖段行洪能力能力的影响，分析入江水道出现“中流量高水位大防汛”的原因。分析淮河入江水道金湖段过流状况，为防汛工作提供相应的流量、水位等重要参数，为淮河入江水道金湖段的整治、管理提供参考依据，同时检验河床滩地“以耕代清”的效果，协调解决滩地经济开发与防洪间的矛盾等问题。
关键词：淮河入江水道；苇草；行洪水位
淮河入江水道是淮河下游洪泽湖的主要泄水通道，从三河闸，经淮安、扬州2市10县（市、区），至三江营汇入长江，全长157.2km。淮河上、中游15.8万km2的来水汇入洪泽湖，经洪泽湖调蓄后，通过5个出口入江或入海，其中以入江水道为主，入海为辅，伺机入沂。入江水道沿途分为上、中、下三段。上段自三河闸至金湖改道段高邮湖入口，全长57.8 km；中段自高邮湖至邵伯湖，长约57.6 km；下段自邵伯湖至三江营入长江，长约41.8km。
淮河入江水道金湖段建成于1970年，全长31 km，宽3 km，西自三河衡阳滩，向东到漫水公路折往南经闵桥施尖入高邮湖，两岸防洪圩堤68.5km，设计行洪流量12000m3/s。该行洪道以束堤漫滩行洪为主，承泄淮河上中游80%以上的来水，具有直接保护沿线两岸1200多万亩耕地和1100多万人民生命财产安全的作用。因此，淮河入江水道的行洪能力对淮河下游地区的防洪保安有着举足轻重的意义。
1存在的主要问题及原因
入江水道（上段）金湖段从建成后的行洪实况来看，入江水道（上段）金湖段行洪能力达不到原设计标准，出现了“中流量高水位大防汛”的严峻状况，给防汛工作带来了重大的影响。入江水道刚建成时，除三河段滩地长满芦苇外，金沟改道段基本没有芦苇。1971年行洪时实测，行洪能力基本接近于设计标准。随着芦苇的生长逐年蔓延，金沟改道段也长满了茂密的芦苇，三河段和金沟改道段滩地上芦苇总面积达4万多亩。1991年主汛期时，三河闸下泄3000m3/s时，金湖站水位达9.88米，相当于设计4000m3/s的水位，下泄5000m3/s时，金湖站水位达10.62米，相当于设计6500m3/s的水位。到1996年情况就更为严重，由于当时未采取有效的灭苇措施，该年5、6月份入江水道滩地上芦苇茂密，三河闸下泄3000m3/s时，金湖站水位达9.94米，下泄5000m3/s时，金湖站水位已高达11.0米；2003年在三河闸下泄8300m3/s流量时，金湖水位达到11.96m，与行洪12000 m3/s流量时的设计水位仅差0.18m，即区间水位比设计抬高了0.5～0.6m，相当于减小行洪流量2000 m3/s左右。因此，三河段和金沟改道段滩地上4万多亩阻水芦苇，是直接导致入江水道行洪水位全面抬高，行洪能力下降1000~2000m3/s的主要原因。
为恢复河道行洪能力，九十年代初，省市每年都安排大量经费对滩地芦苇实施耕翻和化学除草，但效果并不明显，同时对水质也有一定影响。近年来，工程管理单位在入江水道（上段）金湖段推行了“以耕代清”的清除阻水芦苇的方式，即对平整且高出正常水位1米以上的滩地，采取“以耕作代清障”的方式对外承包种植，汛后对滩地进行耕翻，播种适宜在滩地上生长的小麦，第二年汛前收割掉，以达到抑制芦苇生长的目的。实践证明，“药物灭苇”和“以耕代清”都能有效清除芦苇，使入江水道行洪能力有一定的恢复，但由于“药物灭苇”对水环境有一定的影响，现在已基本不用。经过多年的治理，入江水道滩地芦苇的生长得到有效的控制，入江水道工程防洪能力有了一定程度提高，但还远未达到根治要求。
2芦苇与行洪水位分析
2009年-2010年金湖县水务局和扬州大学对淮河入江水道金湖段进行了过流水工模型试验与防洪安全分析研究。分析采用控制流量和下游进入高邮湖入口处水位的方法，量测了淮河入江水道（上段）金湖段，滩地无苇草、滩地苇草现状、滩地长满苇草三种工况，研究四种特征流量（三河闸下中渡过流量）6000 m3/s、8000 m3/s、10000 m3/s、12000 m3/s时的水位流量关系。
2.1 分析方法和分析工况
2.1.1分析方法与分析资料的选用
a分析方法
分析试验采用了控制流量和下游高邮湖入口处（庙沟）水位，然后量测其它站点水位的方法进行试验。在工况的测试顺序上，采用先做滩地无苇草工况，再做滩地苇草现状工况，最后做滩地长满苇草工况。水位据设计资料和历年实测水位流量资料确定对应于四个特征流量的高邮湖入口（庙沟）处水位。
b分析资料的选用
试验中水位流量资料根据该河道多个年份的实测资料；图形资料用2006年的卫星图，并现场调查对比标记，然后通过其对模型地形、植被状况进行校验。
2.1.2滩地无苇草工况
根据滩地无苇草工况试验成果，得出淮河入江水道上段（金湖段）滩地无苇草状态下，过流可以满足设计要求，通过最大设计流量12000m3/s时，金湖水位为11.13米，水位小于设计水位1m。但无苇草工况是一种工程管理的最佳状态，在实际工程中获得这样的过流条件难度较大，因此，该工况可以作为河道管理的目标，不能以此过流状态评价过流安全等问题。
2.1.3 滩地苇草现状工况
在滩地苇草现状模拟好的基础上按四个特征流量和对应的下游庙沟水位分别进行了过流试验，量测了各流量对应的15个站点水位。
根据分析结果，滩地苇草现状工况，各站点水位在6000m3/s至8000 m3/s时增速较快，分析认为过流6000 m3/s以下时，水流以东、西偏泓过流为主，滩地过流为辅；过流6000 m3/s至8000 m3/s时，水流转为东、西偏泓和滩地共同过流为主， 这时由于滩地苇草等阻力较大，水位上升较快；过流8000 m3/s至12000 m3/s时，苇草淹没，过流断面水面宽度也有一定增加，所以水位上升速度平缓。金湖站水位在10000 m3/s流量过流时达12.24m，超出过流12000 m3/s时的设计水位0.1m；过流12000 m3/s时水位达12.49m，超出设计水位0.35m。
综上所述，滩地苇草现状工况，部分站点水位在大流量时超出设计最高水位，滩地苇草清理工作要继续加强，确保苇草对过流产生的影响在安全范围内，以保证目前状态下淮河入江水道（上段）金湖段过流在最大设计过流量时，最高水位不超过设计最高水位。
2.1.4 滩地长满苇草工况
滩地长满苇草工况，是假定在滩地苇草现状工况的基础上，由于管理等原因，造成滩地长满苇草。试验中在滩地苇草现状工况的基础上，在淮河入江水道上段金湖段滩地上种植满模拟苇草，然后在此基础上进行试验研究。
在滩地长满苇草工况，金湖站水位在8000 m3/s过流时达12.84m，10000 m3/s过流时达13.03m，12000 m3/s过流时达13.45m，分别超过过流12000 m3/s时的设计水位0.7m、0.89m、1.31m。该工况下，苇草的阻力使得水位上升较大，淮河入江水道（上段）金湖段过流能力大大降低，不能通过设计流量，需要清理滩地阻水苇草。
滩地全苇草工况，淮河入江水道（上段）金湖段两侧一些站点小流量水位就达到设计流量12000 m3/s的设计水位。要使淮河入江水道（上段）金湖段过流满足设计要求，必须加大清理滩地苇草的力度，保证淮河入江水道（上段）金湖段不因苇草阻力而影响行洪，确保两岸人民生命财产安全。
2.2 苇草不同生长区域对过流水位影响的试验
为了研究苇草生长在不同区域对入江水道（上段）金湖段过流水位的影响，把苇草生长区域分为两部分，一部分为下游，包含大墩岭和改道段，其余部分为上游。对这两部分分别生长和不生长苇草进行了试验。为了进一步分析苇草生长区域不同对水位影响的情况，将4个特征流量下不同苇草生长区域相同庙沟水位沿程站点的水位进行了对比，同时绘制了苇草不同生长区域东、西侧站点水位线的对比图。
分析发现，苇草生长在大墩岭、和改道段区域（下游），对过流影响较大，过流12000m3/s时，苇草分别生长在下游区域和上游区域，金湖站水位相差0.62m；过流10000m3/s时，苇草分别生长在下游区域和上游区域，金湖站水位相差0.70m；过流8000m3/s时，苇草分别生长在下游区域和上游区域，金湖站水位相差0.62m；过流6000m3/s时，苇草分别生长在下游区域和上游区域，金湖站水位相差0.55m。并且过流8000m3/s、6000m3/s时仅下游区域生长苇草的现状下，金湖站水位超出对应的设计水位（见表2.9）。因而清理苇草应当优先清理区域是：大墩岭和改道段。
2.3分析
根据试验资料，对淮河入江水道各流量在三种试验工况下对应的水位线分别进行分析，以过流12000 m3/s时对应的东、西侧站点水位线为例进行分析。
淮河入江水道水位在滩地无苇草工况时最低，在滩地全苇草工况时水位最高。西侧从北新沟到高邮湖，东侧从先锋洞到高邮湖，三工况下水位变化不大，也就是说，这一段受苇草影响较小，这是由于这一段，苇草主要集中在河道两侧，中间过流水面较宽，和高邮湖水面相连；西侧从金湖站到北新沟，东侧从金湖站到先锋洞，三工况下水位变化很大，尤其苇草现状和全苇时，最大水位差达2.42m。另一方面如果苇草在现状情况下，进一步加强治理，可以进一步降低河道水位，按试验数据可以金湖站降低水位0.7m左右。因而淮河入江水道（上段）金湖段过流受滩地苇草的影响较大，全苇状态可以抬高河道水位2m左右，苇草等阻水障碍的清除工作直接影响淮河入江水道（上段）金湖段泄洪安全。
再以金湖站水位在三种工况下的水位～流量关系分析，站点水位在无苇草工况下最低，随流量增加平缓上升。在滩地苇草现状和全苇草状态下水位随流量增加开始上升较快，后趋向平缓，这主要是苇草影响产生的。同时可以看出滩地全苇草工况，金湖站水位在试验流量下全部超过12m；滩地苇草现状工况流量9700 m3/s时，水位上升至12.15m，超过该站12000 m3/s过流时的设计水位12.14m。这些都说明苇草对淮河入江水道（上段）金湖段过流影响很大。
3结语
淮河入江水道（上段）金湖段滩地苇草在目前状态，在通过设计中小流量时，金湖站水位已超出该站过流时的设计水位；在滩地长满苇草后，该行洪通道通过设计流量时水位会超出对应站点设计水位，其中金湖站通过12000 m3/s设计流量时水位超出2m左右；在滩地无苇草工况，淮河入江水道（上段）金湖段可以通过设计最大流量，但治理苇草的难度较大，该工况可以作为河道管理的目标，不能以此过流状态评价过流安全等问题。
滩地苇草致使淮河入江水道金湖段各站点水位在流量6000 m3/s～8000 m3/s左右时，上升速度较快，防洪中要加以重视。
通过分析，清理苇草时要优先清除大墩岭向下的改道段苇草，这段苇草对水位影响较大。针对滩地苇草现状，不能安全通过设计最大流量，要加大根治苇草工作力度的同时，尽可能的再采取其他工程措施增加淮河入江水道（上段）金湖段行洪能力。在 “以耕代清”后，一些不能耕种的滩地、浅水水域仍有大量苇草，应加强这部分苇草的清理。
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