维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第３期江苏水利 淇泽湖水位变化特征分祈 １ 引言 洪泽湖是淮河水系中重要的调 蓄湖泊，也是作为淮河下游关键性的 调蓄控制工程．其正常蓄水位为 １３．Ｏｍ（废黄河基面，下同），相应蓄水 面积为１ ６９８．７ｋｍｚ．相应库容为 ３０．１１亿ｍ （面积和容积根据１９９２年 实测地形资料计算）。 洪泽湖的水位是淮河流域防汛 防旱调度上的一个极其重要的参数． 其变化主要受两大因素相互制约．一 是天然来水量，二是人工调控。洪泽 湖水位变化则是自然和人工调控相 互作用的结果。本文主要从历史角度 来分析洪泽湖水位变化发展趋势，为 水利、航运和渔业等相关部门提供参 考。 ２洪泽湖水位代表站资料情况 蒋坝水位站作为洪泽湖的水位 代表站，解放前就开始观测，是江苏 省水位观测系列最长的代表站之一。■匿臃唰皇 据江苏省水文数据库逐日平均水位 查询，其系列资料是１９１４—１９３７年． １９５０年一现今．１９３８～１９４９年停测．至 ２００４年。共有７９年资料。本文以蒋 坝站水位资料代表洪泽湖水位进行 分析。 ３洪泽湖水位年际变化特征 根据１９１４年一２００４年（１９３８年 １９４９年缺）蒋坝站逐日平均水位资料 及年特征水位资料统计。见图１，由图 １看：（１）年平均水位，１９５４年前，年 平均水位在１２．Ｏｍ以内，而１９５４年 后，其年平均水位主要集中于１２．０～ １３，Ｏｍ之间。（２）年最高水位，１９５４年 前，有２次出现１５．Ｏｍ以上的高水 位，一是１９２１年的１６．ＯＯｍ。另一是 １９３１年的１６．２５ｍ：１９５４年至今也发 闻余华黄利亚 罗俐雅 生过流域性大洪水，一是１９５４年．其 综上所述，洪泽湖水位年际变幅 年最高水位为１５．２３ｍ。另一次是发生 越来越小，最高水位的控制越来越呈 在近期的２００３年，其年最高水位是 下降趋势，而最低水位呈上升趋势， １４．３８ｍ，远低于以前的大洪水年份水 年平均水位总体呈稳中略升的格局。 位。（３）年最低水位，１９５４年前，有３ ４洪泽湖水位年内变化特征 次最低水位，分别是１９１７年、１９５１ ４．１ １９５４年前水位变化特征 年、１９５２年，其年最低水位分别为 １９５４年洪泽湖水位变化与上中 ９．０３ｍ、８．８０ｍ、８．８１ｍ，１９５４年以后．有 游来水量变化基本一致，１ ５月水位 ３次出现低于１０，５０ｍ的水位．分别是 逐步上升，７—９月为淮河流域主汛 １９６６年、１９７８年、２００１年，其年最低 期，水位达到最高峰（见图２中１９１４— 水位分别为９．６７ｍ、１０．２７ｍ、１０．４７ｍ。 １９５３年多年平均水位过程线），多年 水Ｉ６．５０ 位１６．Ｏ０ （ｍ）１５ ５０ ｌ６ ｏｏ １４．５０ Ｉ４．００ ｌ３．５０ ｌ３．００ ｌ２．５０ ｌ２．００ ｌ１．５０ ｌ１．００ ｌ０．６０ ｌ０．００ ９．５０ ９．００ ８．５０ ９１４ １９１９ １９２４ Ｉ９２９ １∞４ １９３９ １９州１９４９ １９５４ Ｉｇ５９ １０６４ Ｉ９６９ １９７４ １９７９ ｌ９ｅ４ Ｉ９８０ １０９４ １９。９ ２００４ 时问（年） 图１ 洪泽湖１９１４～２００４年特征水位变化过程图 水 位 （ｍ） ∞ ∞年 １９８ｏ １９８９一 ！！ ｈ ～ ——面 ：：＝ 八 ≯ ： ． １９５４—１９６９／ 厂—＼ ＼ ，．． 衅 ＼ ．Ｖ ＼、～ ．－ 图２洪泽湖不同年代多年平均水位年变化过程线图 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第３期江苏水利 平均水位在ｌ１．５ｍ之内，除６月份因 小于１９５４年，使得最高水位都控制 ５中１９５１年水位过程线可知．１—６月 洪泽湖周边地区是用水高峰期，水位 在１４．５０ｍ以下．汛后１９９１年水位在 水位仅在９．Ｏ一１０．Ｏｍ之间，２月出现 有所下降外，其它月份的水位变化与 １２．５ｍ．而２００３年水位则能保持在 年最低水位仅为８．８７ｍ，主汛期６—８ 淮河流域来水量变化基本一致，见图 １３．５ｍ左右。以上分析可知，随着人们 月水位逐步抬升，最高水位仅有 ３。 对洪泽湖调控能力的加强，大水年主 １０．９８ｍ．汛后水位逐步回落至最低 ９．Ｏｍ：再由图５中１９７８年和２００１年 水位过程线来看，两条水位过程线变 化趋势基本一致．汛前水位较高，分 别达到１３．Ｏｍ和１３．５ｍ左右，１９７８年 ６月下旬出现年最低水位１水位ｍ ０．２７ｍ， ２００１年７月下旬出现年最低水位 Ｈ 坩 坞 ∞ ∞ 舯 ∞ 砷 ∞ １０．４７ｍ．主汛期由于上游来量较少， 最高水位仅在ｌ１．５０ｍ左右，汛后水 位也只在１１．Ｏｍ左右。以上分析可 知．随着人们对洪泽湖调控能力的加 强．特别干旱年洪泽湖最低水位也将 图３淮河吴家渡站１９５０—２０００年多年平均流量过程图 越来越得到提高，由过去的９．０ｍ以 下提高到现在的１０．５ｍ左右。 ４．２ １９５４年以来水位变化特征 汛期最高水位将越来越受到约束，而 ６结语 １９５４以来的年内水位变化基本 非汛期的蓄水位将得到进一步的提 洪泽湖的水位涉及到防洪、灌 上与淮河流域来水量变化出现不一 高。 溉、航运和渔业等方方面面。从防洪 致性．表现在主汛期水位逐步稳定在 ５．２典型干旱年水位变化特征 角度来看．由于水利工程的加强，在 １２．５ｍ上下，而非汛期水位有逐步抬 选取１９５１年、１９７８年和２００１年 同等来水量条件下，洪泽湖主汛期最 高的趋势。上世纪６ｏ、７０年代的水位 作为历史典型干旱年（见图５），由图 高洪水位的控制会越来越低，根据 在１２．５ｍ以内，到了８０、９０年代，非 汛期水位进一步抬高到１３．Ｏｍ上下， １９５４年 ／ 而年内最低平均水位一般出现在６ 月下旬．这是因为６月中下旬是整个 ２ｏｏ３，， 洪泽湖地区水稻用水高峰期，６月下 、 ． ～ 旬洪泽湖水位会出现急剧下降的趋 势．而随后的７月份因淮河流域降雨 １９９套１ 隼＼Ｊ｛ 。＼ ｒ＿ － 』 ． … 量增多，上中游来水量加大，使得７ ＼Ｊ ． ｔ 。 。 月水位出现急速上涨，期间受人Ｔ调 ｒ— － Ｊ 控的影响，二河闸、三河闸等Ｉ＝Ｉ门相 ｊ 应开闸泄洪．使得洪泽湖主汛期水位 １月 ２月 ３月 ４月 ５月 ６月 ７月８月 ９月 ｌ０月 儿月 ｌ２月 低于非汛期水位，见图２。 时Ｉ可（月） ５洪泽湖典型年水位变化特征 图４洪泽湖蒋坝站典型大水年水位变化过程图 ５．１典型大水年水位变化特征 选取１９５４、１９９１、２００３年作为历 永ｌ５．０Ｏ 史典型大水年（见图４），由图４中 １４．００ ～ｍ， 厂 １９５４年水位过程线看，１９５４年１ ６ １３．００ ２００１年 。。一 月水位基本上稳定在１１．５ｍ上下．７ 月份由于淮河来水急增，所以水位猛 １２．００ ＼ 。 涨，至８月１６日，水位达到最高峰 Ｉｌ‘Ｏ０ ＼… ．厂 ． ．１５．２３ｍ。９月后，水位逐步下降，汛后 ＿ 八： ～ １０．Ｏ０ （１０—１２月，下同）水位逐步降至 ＼ 一 ９．００ 、 １２．Ｏｍ以下：再由图４中的１９９１年和 １９５１芷 ２００３年水位过程线看．由于受人工调 控的影响。洪泽湖１～６月水位大部分 保持在１３．Ｏｍ以上，而７￣８月虽然出 图５洪泽湖蒋坝站典型干旱年水位变化过程图 现上游来水急增，由于人工调控能力 的加强，再加上这两个年份的来水量 （下转第３０页） ｎ 儿 挖 挖 ∞ ∞ 舳 ∞ 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年第３期江苏水利 ２．自动运行 来的偏差。 ｓ＋１Ｏ一自动调谐过程标志； 进入自动运行状态，控制系统首 ３．微分控制 Ｓ＋Ｉ １一ｓ＋２９一ＰＩＤ处理过程用。 先检测水管的压力．当压力低于设定 微分控制的输出量与微分常数 ＦＰＯ的ＨＤ指令提供了两类工 值时，起动辅助泵进行补水。在设定 和输入量的导数成正比：Ｍｏ＝ －譬。作模式选择．分别对方向选择和积分 的时问内，水管压力能够达到设定 Ⅱ 模式选择进行设置后可以使ＰＩＤ指 值，则停止辅助泵运行，此时认为水 微分控制的优点是其在控制中的滞 令工作在相应的工作模式。 管压力下降是由于管道系统漏水或 后效应，但当有干扰噪音输入时，微 工作模式的选择在首地址ｓ中 小量用水造成．主泵不运行。起动辅 分控制将会输出不良的结果，所以一 设置，同时通过设置ｓ中的标志还可 助泵后．在设定时间内若管道压力不 般不会单独使用微分控制。 以控制系统进行自动调谐，以获得 能达到设定值，则辅助泵停止运行， ４．ＰＩＤ控制 ＰＩＤ参数，利用这个功能可以加快系 同时使被控制系统标识为Ａ的主泵 ＰＩＤ控制就是比例控制、积分控 统调试的速度。 变频起动。２台主泵轮流标识为Ａ，可 制和微分控制的组合，选择适当的参 ４各项操作和功能的实现 以避免在小用水量时，１台频繁起动 数可以使之处于最佳Ｔ作状态。 在控制柜的面板上设置了开关． 而另１台长时间不运行。 ３．７．２ ＰＩＤ调节实现 实现手动／自动切换、手动状态下１ ３．７ ＰＩＤ调节的实现 松下电丁ＦＰ０系列ＰＬＣ提供了 泵、２ 泵、附属小泵（即３ ）的运行和 ３．７．１ ＰＩＤ调节原理 ＰＩＤ运算功能，指令为Ｆ３５５，其参数 停止。同时在面板上还设置了状态指 在温度、压力、液位等使用反馈 设置灵活，使用方便。Ｆ３５５指令的调 示灯，以显示各种运行状态。 的控制中，ＰＩＤ控制是一种被广泛使 用方法为： 各种参数的设置，如工作压力， 用的控制方法。ＰＩＤ控制是比例控 ｌ ＲＯ 卜～［Ｆ３５５ ＰＩＤ，Ｓ］其中， ＨＤ参数等．通过人机界面进行。同 制、积分控制和微分控制三种控制的 时通过人机界面可以查询、显示各种 组合，有多种组合形式。 Ｒ０为执行ＰＩＤ指令的触发信号。ｓ为 １．比例控制 ＰＩＤ指令参数设置和执行指令所需 参数及设备的工作状态。 比例控制产生一个正比于输入 内存区域的首地址。分配如下： ５变频恒压供水系统的应用 在完成变频恒压供水灌溉系统 量的输出量：ＭＶ＝Ｋｐ・ｅ。比例控制的 ｓ＿＿控制模式； 的基础上，设计了每户１只水表箱， 输出量的大小与比例系数 相关， ｓ＋１一设定值； 输出量为常数．且偏差保持不变。 Ｓ＋２—反馈值： 内设水表、阀门、弯头各１只．另配水 ２．积分控制 ｓ＋３一输出值； 管接头１套。农户接水方便，灌水器 ｓ＋４一输出上限设定： 具选择多样．用水计量．节水基地管 积分控制的输出量正比与输入 量的积分时间和积分常数 的倒 ｓ＋５一输出下限设定； 理方可按水表读数收取水费．确保运 １ ｒ ｓ＋６一比例增益常数Ｋｐ： 行费用及时到位。 数： ＝ 』ｅＪｉ 。将积分控制与比例 ｓ＋７一积分时间常数 ； （作者单位：常熟市水利局常熟 控制或比例微分控制组合使用，可以 ｓ＋８一微分时间常数 ； 市水利推广站 常熟市水利勘测设 消除比例控制或比例微分控制所带 Ｓ＋９—控制周期； 计院有限公司 ２１５５００） 噬 ： ‘ ￡ 篁 （上接第２８页）２００３年有关洪水资料 多种措施，最低水位为１０．４７ｍ。 方案可知，洪泽湖汛期限制水位，在 分析。２００３年洪泽湖最大３０ｄ洪水量 从洪泽湖非汛期的蓄水位来看， 主汛期为１２．５ｍ．后汛期可视来水情 为４１７．１亿ｍ ，重现期达２９年一遇， 洪泽湖的蓄水位虽然一直在争论之 况按１２．５至１３．０ｍ控制．随着洪泽湖 由于加大了洪泽湖的排泄量．如首次 中，但总体上是在抬高的．基本上是 和南水北调工程的进一步规划落实， 起用了人海水道泄洪等．使其最高水 在１２．５—１３，５ｍ上下．洪泽湖的蓄水位 洪泽湖在非汛期目标蓄水位将抬高 位仅为１４．３８ｍ。 之所以一直在抬高．一方面是由于洪 到１３．５ｍ。 再从防旱角度来看。洪泽湖最低 泽湖地区的工农业用水量在逐步增 （作者单位：江苏省水文水资源 水位的控制也会逐步抬高，特干旱年 加，另一方面是洪泽湖的水利工程措 勘测局２１００２９） 份的最低水位一般控制在１０．５０ｍ以 施也在不断增强。由国家防汛抗旱总 上，２００１年特干旱年份，由于采取了 指挥部９Ｏ年代未制定的洪泽湖调度