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《北京水務雜志》2014年第二期

1氣候背景

統計全市105個雨量站，利用泰森多邊形法計算出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

京密引水為北環水系冬季的主要水源，當水體經上游長河、轉河、沿北護城河自西向東流動時，一部分經鐵靈閘、德勝閘和三海閘后流入內城河湖；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，北環水系不但面臨著絕大多數城市河湖冬季業務所受到的影響，還因冬季內城北海滑冰場的開設，肩負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產安全的任務。結合冬季對城市河湖業務的影響，考慮北環水系業務特點，主要有以下幾點應對措施。（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，待完全融化為液態后，用與之配套的雨量筒量取讀數即可。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合人工打冰，防止周圍水體結冰或水尺凍脹。（3）確保水環境安全。提前對水生植物及泵站等水質改善工程進行養護，維持轉河水位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，保證設備冬季正常運行。（4）閘門、庫區防冰凍措施。采用人工破冰和QY15-26-2.2型潛水泵連接管路破冰相結合的方法。采用潛水泵為閘門庫區防冰時，將潛水泵與布設在水面下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，達到清除水面冰層的目的。（5）維持內城北海水位。為保證北海滑冰場能在2012年12月26日達到開業所需冰層厚度15cm要求，從12月17日采取以鐵靈閘開度調節為主，松林閘、德勝閘及三海閘等3閘門調節為輔的方式進行調度。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的進水流量不變。（6）增報水情。各水文閘站除每日上報所管轄范圍內河湖水位、水溫外，中心站松林閘加報每日最高、最低、早8點氣溫以及北海水溫和冰厚。

3運行情況

經實際生產驗證，冬季管理措施有效地保證了供輸水業務和水工建筑物等設備的安全運行，至冬季工作結束，沒有發生因冰凍導致建筑物受損的情況。統計2012年12月26日—2013年2月16日北海滑冰場運營期內有關運行數據，分析水流調配方案及管理措施的有效性，數據詳見表3、表4。從表3、表4可以看到，在滿足北海滑冰場運營條件的同時，各水文閘站及內城河湖的實際運行水位均在不同程度上達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，關系到轉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行水位46.20m可以在±0.10m范圍內調節，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計出的水位數據。通過對比，北護城河上各水文閘站較長時間序列的實際平均運行水位較短時間序列均有小幅度升高，而內城河湖則正好相反。這主要因為在2013年2月16日后，北海滑冰場結束了運營，因此不再需要調配北護城河的水量以維持滑冰場正常運行，這一變化有效地反映了中心站松林閘對水流流量的調配，并與所需河湖水位調整的預期結果一致。

內城中，除北海由于開設滑冰場有冬季運行保障水位的要求外，其他湖泊實際運行水位均以設計水位的標準為準則。表4中，統計了4個內城湖泊不同時期的實際平均運行水位，結果表明，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，平均運行水位均低于其設計時的正常運行水位，特別是北海冬季的保證水位43.40m小于設計時的正常水位。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減少，造成河湖總體較為缺水有關。此外，前期運行水位較高，如果后期因為不可避免原因（如工程施工、上游來水減少）導致內城水位下降后不能及時補給，就易出現塌冰、冰面破裂的現象。因此，從冰面穩定的安全角度考慮，后海、前海的實際運行水位和水流調度方案合理。

4結論

2012年冬季防凌防凍工作已經結束，順利地完成了北環水系冬季的運行任務，確保了城市河湖供輸水和水環境的安全，可對城市河湖冬季運行和管理提供一定的參考。值得注意的是，當閘門為木疊梁式閘門結構時，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