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《北京水務(wù)雜志》2014年第二期

1氣候背景

統(tǒng)計(jì)全市105個雨量站，利用泰森多邊形法計(jì)算出2012年冬季（2012年11月1日—2013年2月28日，下同）北京市降水量，詳見表1。從表1可以看到11月4日單日降水量異常偏大，遠(yuǎn)超北京有氣象記錄以來22.9mm的同期極值。2012冬季北京共有19場降雪，降水量總計(jì)82.8mm，為多年同期平均降水量的4.6倍；初雪也較常年平均偏早25d，于2012年11月4日迎來冬季首場降雪。根據(jù)北京入冬以來氣象條件，考慮到水體特性，確定2012年12月10日—2013年3月10日為2012—2013年防凌防凍期。

2管理措施

京密引水為北環(huán)水系冬季的主要水源，當(dāng)水體經(jīng)上游長河、轉(zhuǎn)河、沿北護(hù)城河自西向東流動時，一部分經(jīng)鐵靈閘、德勝閘和三海閘后流入內(nèi)城河湖；一部分通過松林閘流向下游安定閘、東直門閘及其他水文管理站，詳見圖1。2012年冬季，北京氣溫較低，北環(huán)水系不但面臨著絕大多數(shù)城市河湖冬季業(yè)務(wù)所受到的影響，還因冬季內(nèi)城北海滑冰場的開設(shè)，肩負(fù)著保持北海水量供給，維持冰層厚度，確保出游市民的生命財(cái)產(chǎn)安全的任務(wù)。結(jié)合冬季對城市河湖業(yè)務(wù)的影響，考慮北環(huán)水系業(yè)務(wù)特點(diǎn)，主要有以下幾點(diǎn)應(yīng)對措施。（1）冬季降水量的觀測采用人工測量方式。虹吸式自記雨量計(jì)停用后，采用20cm口徑SDM6型雨量筒直接承接降雨、降雪，待完全融化為液態(tài)后，用與之配套的雨量筒量取讀數(shù)即可。需要注意，為避免玻璃量杯的炸裂，禁止使用熱水幫助降雪融化。（2）冬季輸水采取冰蓋下輸水方式。各河段制定不同的冬季輸水運(yùn)行水位，以期在河道冰封期來臨前，在一定水位提前形成冰蓋，以避免出現(xiàn)因冰蓋高程過低或過高，影響正常供輸水或河道水工建筑受損的情況。各閘站水尺周圍安裝防凍泵并結(jié)合人工打冰，防止周圍水體結(jié)冰或水尺凍脹。（3）確保水環(huán)境安全。提前對水生植物及泵站等水質(zhì)改善工程進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，維持轉(zhuǎn)河水位46.20m（采用絕對基面，下同），確保水生植物在冬眠期安全存活，并靈活掌握泵站啟閉時間，保證設(shè)備冬季正常運(yùn)行。（4）閘門、庫區(qū)防冰凍措施。采用人工破冰和QY15-26-2.2型潛水泵連接管路破冰相結(jié)合的方法。采用潛水泵為閘門庫區(qū)防冰時，將潛水泵與布設(shè)在水面下0.5~1.0m處直徑25~40mm的給水管路相連，抽取溫度較高的下層水，噴射至水面，達(dá)到清除水面冰層的目的。（5）維持內(nèi)城北海水位。為保證北海滑冰場能在2012年12月26日達(dá)到開業(yè)所需冰層厚度15cm要求，從12月17日采取以鐵靈閘開度調(diào)節(jié)為主，松林閘、德勝閘及三海閘等3閘門調(diào)節(jié)為輔的方式進(jìn)行調(diào)度。期間為保證中南二海及天安門玉帶河水位，加大了德勝閘門開度，加提三海閘木疊梁兩塊，最終保持鐵靈閘0.3m3/s的進(jìn)水流量不變。（6）增報(bào)水情。各水文閘站除每日上報(bào)所管轄范圍內(nèi)河湖水位、水溫外，中心站松林閘加報(bào)每日最高、最低、早8點(diǎn)氣溫以及北海水溫和冰厚。

3運(yùn)行情況

經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，冬季管理措施有效地保證了供輸水業(yè)務(wù)和水工建筑物等設(shè)備的安全運(yùn)行，至冬季工作結(jié)束，沒有發(fā)生因冰凍導(dǎo)致建筑物受損的情況。統(tǒng)計(jì)2012年12月26日—2013年2月16日北海滑冰場運(yùn)營期內(nèi)有關(guān)運(yùn)行數(shù)據(jù)，分析水流調(diào)配方案及管理措施的有效性，數(shù)據(jù)詳見表3、表4。從表3、表4可以看到，在滿足北海滑冰場運(yùn)營條件的同時，各水文閘站及內(nèi)城河湖的實(shí)際運(yùn)行水位均在不同程度上達(dá)到了冬季保障水位的要求。值得注意是，由于松林閘上游水位的高低，關(guān)系到轉(zhuǎn)河水生植物能否安全過冬，因此，盡管表3中松林閘冬季保障運(yùn)行水位46.20m可以在±0.10m范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，但還是以大于46.20m為宜。在表3的第4、5列和表4的第5、6列，分別列出了對不同時間長度序列統(tǒng)計(jì)出的水位數(shù)據(jù)。通過對比，北護(hù)城河上各水文閘站較長時間序列的實(shí)際平均運(yùn)行水位較短時間序列均有小幅度升高，而內(nèi)城河湖則正好相反。這主要因?yàn)樵?013年2月16日后，北海滑冰場結(jié)束了運(yùn)營，因此不再需要調(diào)配北護(hù)城河的水量以維持滑冰場正常運(yùn)行，這一變化有效地反映了中心站松林閘對水流流量的調(diào)配，并與所需河湖水位調(diào)整的預(yù)期結(jié)果一致。

內(nèi)城中，除北海由于開設(shè)滑冰場有冬季運(yùn)行保障水位的要求外，其他湖泊實(shí)際運(yùn)行水位均以設(shè)計(jì)水位的標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)則。表4中，統(tǒng)計(jì)了4個內(nèi)城湖泊不同時期的實(shí)際平均運(yùn)行水位，結(jié)果表明，除兩海外，后海、前海及北海在2012年12月26日—2013年2月16日期間，平均運(yùn)行水位均低于其設(shè)計(jì)時的正常運(yùn)行水位，特別是北海冬季的保證水位43.40m小于設(shè)計(jì)時的正常水位。分析原因，這主要是由于北京冬季降水量和河道來水量均相應(yīng)減少，造成河湖總體較為缺水有關(guān)。此外，前期運(yùn)行水位較高，如果后期因?yàn)椴豢杀苊庠颍ㄈ绻こ淌┕ぁ⑸嫌蝸硭疁p少）導(dǎo)致內(nèi)城水位下降后不能及時補(bǔ)給，就易出現(xiàn)塌冰、冰面破裂的現(xiàn)象。因此，從冰面穩(wěn)定的安全角度考慮，后海、前海的實(shí)際運(yùn)行水位和水流調(diào)度方案合理。

4結(jié)論

2012年冬季防凌防凍工作已經(jīng)結(jié)束，順利地完成了北環(huán)水系冬季的運(yùn)行任務(wù)，確保了城市河湖供輸水和水環(huán)境的安全，可對城市河湖冬季運(yùn)行和管理提供一定的參考。值得注意的是，當(dāng)閘門為木疊梁式閘門結(jié)構(gòu)時，在水面形成較厚冰層不宜人操作控制閘門前，需盡早確定閘門開度。

作者：閆悅新單位：北京市城市河湖管理處