孙逾越,何 露
(湖州市东西苕溪管理所,浙江 湖州 313000)
东西苕溪位于太湖流域西南山丘区,地处杭嘉湖平原西部的浙江省杭州市与湖州市境内,是浙江省八大水系中唯一入湖的河流。东苕溪发源于天目山南市岭,干流长143.00km,总流域面积2 267km2,主流流经余杭瓶窑、德清城关后汇入导流港,再经湖州环城河、长兜港后注入太湖。西苕溪发源于天目山北麓,干流长150.00km,总流域面积2 274km2,河道流经安吉安城、梅溪、长兴胥仓港口后分为二支,其中主流经湖州塘口、霅水桥、旄儿港、长兜港注入太湖,次流经长兴胥仓港、杨家浦港注入太湖。东西苕溪是苕溪流域与太湖水体交换的重要河流水系,是太湖的重要水源地[1]。苕溪的水系见图1。
图1 东西苕溪的水系图
东西苕溪流域的城乡防洪能力低,一遇暴雨,河湖水位猛涨,对国民经济发展构成严重威胁,并造成重大经济损失,是浙江省洪涝灾害严重和频发的河流之一,尤其是东苕溪上游的山洪,会直接威胁杭嘉湖东部平原的防洪安全。1991年5—7月,太湖流域发生特大洪涝灾害,湖州遭受重大梅汛洪涝,受淹面积达117 626.67hm2,受灾人口190.16万人,死亡8人,直接经济损失达5.22亿元。东西苕溪在6月15日、17日、20日,连续出现3次洪峰,太湖水位剧涨,超警戒水位75d,超危急水位29d,平均降水达576mm。1999年春末夏初,太湖流域发生了建国以来继1954年和1991年洪水后又一次的全流域特大洪水,流域1d、3d、15d、30d降雨量分别达71,149,355,396,617mm,均超历史记录。7月8日,太湖最高洪水位达3.24m (1985国家高程基准,下同),超过防洪设计水位2.88m的持续时间达1个月。100a一遇的特大洪水造成湖州市受淹面积达141 726.67hm2,受灾人口208万人,直接经济损失达65.77亿元[2]。
1.3.1 导流港拓浚和大堤加高工程
东苕溪导流港湖州段自德清交界处至城西大桥,全长28.16km。1993年和1994年冬天,德清和吴兴2县结合东大堤加高加固工程,对局部河段进行了水下疏浚,河道底宽达到30.00~65.00m,河底高程-1.84m,局部高程-3.30m[2]。
“99630”洪水暴露了导流港防洪的一些问题,故在导流港东大堤加宽加固工程中,对河道设计断面作相应的调整,即德清大闸至埭溪口,河底宽为63.00m,河底高程为-3.00m;埭溪出口至杭长桥,河底宽60.00m,河底高程-5.34m;拓浚土方1 040.00万m3(含1996年已疏浚的250万m3);开挖石方量14.70万m3。2003年底,基本完成水下土方疏浚,2005年工程全部竣工。导流港东大堤按100a一遇洪水设防,顶高7.00~8.00m,堤宽40.00m,河道泄洪能力550m3/s。2007年 “罗莎”台风洪水中实测的城西大桥流量为624m3/s。
1.3.2 旄儿港拓浚工程二期[2]
白雀塘桥至霅水桥,总长7.95km。根据工程要求,旄儿港的底宽拓宽至75.00m,底高程仍维持在-2.84m,其中石方段河底高程开挖至-5.34m,河道底宽为70.00~75.00m,该工程1991年冬天开工,1992年底基本完工,先后完成土方量284.55万m3,石方量11.06万m3。经拓宽后的旄儿港的设计行洪能力为600.00~650.00m3/s,2009年 “莫拉克”台风洪水期间实测的最大流量已达786 m3/s[2]。
1.3.3 长兜港拓浚工程
白雀塘桥至太湖口,全长6.44km。自1998年至2001年5月底,共拓浚水下土方260.00万m3,河底高程由-2.84m浚深至-5.35m,浚深后相应河底宽139.00~150.00m,设计宣泄洪水能力为1 670m3/s[2]。
2.1.1 河道淤积测量
根据沿线石矿的分布,分为矿区与非矿区,矿区断面加密测量,每300~500m设置1个测量断面;非矿区约700~1 000m及以上设置1个断面;采用广州中海达公司生产的GNSS双频型接收机和拓普康GTS-225全站仪采集断面点平面坐标和高程数据,再用南方CASS7.1软件整理出的数据生成断面图。
2.1.2 石矿尾砂含量数据采集
根据湖州市水政监察支队与湖州市水文站联合进行的东西苕溪沿岸水冲石矿用水及排沙的随机抽样调查,确定石矿尾砂含量。
2.2.1 淤积概况
对2011—2103年的河道淤积测量成果进行统计分析,东苕溪导流港、环城河、长兜港、旄儿港等河道的淤积总量分别是:2011年1 089.27万 m3,2012年1 184.31万m3,2013年1 202.98万 m3。
(1)导流东大堤德清县交界处至碧浪湖口 (里程桩号13+000—37+000m)总长24.00km,平均淤积深度2.19m,河道淤积量688.46万m3,占导流港拓浚工程施工疏浚量 (634.43万m3)的108%。其中淤积最严重段发生在导流港K16+000—K16+600m (埭溪砖瓦厂),现平均河底淤积高度为3.12m。
(2)环城河杭长桥至城北大桥总长5.34km,河道宽度在100~110m,淤积较均匀,平均淤积深度1.21m,淤积总量70.77万m3,占环城河拓浚工程批准概算工程量(87.66万 m3,浙水建 [1998]587号)的80.7%。
(3)旄儿港白雀塘桥至霅水桥总长7.95km,河道宽度105m,平均淤积深度2.04m,其中,白雀塘桥与凤凰桥2个断面的淤深度在1.30m左右,属自然淤积;腊山桥下游70.00m处,淤积比较严重,淤积深度达1.78m。河道淤积总量133.18万m3,占旄儿港二期拓浚工程施工量173.33万m3的77%。
(4)长兜港白雀塘桥至太湖口,全长6.44km,河道宽度200~220m,平均淤积深度1.90m,其中,日月大桥上游40.00m处与沿于湾大桥下游60.00m处,淤积较均匀,淤积深度1.31~1.78m;长兜港大桥下游50.00m处,淤积量突变,淤积断面面积587.1m2,平均淤积深度达2.80m;河道淤积总量270.57万m3,占长兜港二期拓浚工程批准概算工程量 (296m3)的91.4%。
2.2.2 河道纵向底高程的沿程变化及淤积数据统计
根据各河段的淤积现状,河道纵向底高程的沿程变化见图2~5。
图2 东苕溪导流港河道纵向底高程沿程变化图
图3 环城河河道纵向底高程沿程变化图
图4 长兜港河道纵向底高程沿程变化图
图5 旄儿港河道纵向底高程沿程变化图
对各河段的淤积量和淤积深度进行统计,结果见表1。
表1 河道淤积统计表
2.3.1 矿产开采
东西苕溪沿线水冲石矿尾砂直接偷排入河道是河道淤积的直接原因。自2000年起,上海等周边的大中型城市对建材石料的需求量越来越大,且出于清洁生产、环境保护的需要,要求石子在制造过程进行冲洗,由此发生了的大量石矿尾砂直接偷排入河道中的情况。2001年11月,湖州市水政监察支队与湖州市水文站联合展开了东西苕溪沿岸水冲石矿用水及排沙的随机抽样调查,东西苕溪各调查5家矿企。经调查监测,石子用水量为12 342m3/万t,排泥沙量460t。由实测断面分析可知,淤积量大及年淤积增量大的地方都在矿区周围。2013年前,东苕溪有27家石矿企业,年产量2 065万t,依据调查数据进行测算,尾砂排量94.99万t/a,淤积量约43万m3/a,占年淤积量的75.7%。
2.3.2 船舶航行
东西苕溪沿线石矿众多,石料主要靠水路运输。东苕溪平均每天通行船只达500多艘,西苕溪平均每天通航船只达200多艘,且在运输过程中普遍超限超载,船舶运输吨位500~800t,船舶吃水深度超2.00m。超负荷、频繁通行的船只加深了船形波的波及深度与频率,是造成水土流失的主要原因之一。
2.3.3 水土流失
东西苕溪上游的支流源短流急,是浙江省的暴雨中心。山区面积约占80%,山区坡度大,人类活动 (开垦、水利、水电、交通等工程建设)破坏地面植被,造成水土流失。
东苕溪西岸未整治,防洪堤为土堤;西苕溪未集中整治,两岸大多数防洪堤是土堤,且存在大量坡度25°以上的坡地种植白茶,水土保持能力较差,遭遇较大暴雨时,大量泥土进入河道。
浙江省第5次应用卫星遥感实测的水土流失普查成果表明,东苕溪湖州市的水土流失面积为44.88km2,占东苕溪流域总面积的0.198%,预测东苕溪湖州市的年流失量为18.56万t,其中湖州市本级年流失估算量8.2万t,占年淤积总量的14.4%
(1)河道的严重淤积造成行洪过水断面面积的大幅度减小,影响河道的行洪能力,危害防洪安全。
(2)河道的严重淤积,使干旱和枯水季节太湖回水通道不畅,引、补水量大幅度减少,引太济旱的能力严重降低。
(3)河道的严重淤积致使东排水量大幅度减少,“黄金水道”长湖申线、导流港的运航水位降低,严重恶化了通航条件,堵航情况时有发生。
(4)河道的严重淤积降低了水体的承载能力和流动性,水体的自然净化能力、纳污能力降低,对水环境的改善带来严重制约。
(5)河道的严重淤积影响了水工程的正常运行。导流港沿线鲶鱼口水闸、青山水闸、吴沈门水闸闸室及上下游的淤积深度达2.00m多,闸门无法正常关闭,严重影响防洪安全与工程效益的发挥。
针对东西苕溪 (东苕溪导流港、环城河、长兜港、旄儿港)河道的淤积现状,防淤、减淤迫在眉捷,结合多年工程实践,建议从以下几方面着手,加大治理力度。
(1)进一步加大矿产治理力度。转变理念,从 “用绿水青山换金山银山”转变到 “绿水青山就是金山银山”的可持续发展理念上来,进一步加大矿山整治力度,关闭生产工艺落后的小矿产企业,对获批开采的矿产企业加强监管,实行石矿尾砂零排放,从源头上控制水冲石矿排放。
(2)结合 “五水共治”,尽快实施国家发改委批复的“清水入湖”工程,对东苕溪导流港西岸及西苕溪两岸进行护砌,种植林带植被,防止冲刷及水土流失,涵养水源。
(3)进一步落实河长制度,建立长效管理机制。一是对河道淤积情况每年定期检测,分析测量成果;二是落实清淤资金,根据河道淤积情况,不定期进行河道疏浚;三是建立水文泥沙检测制度,对河道进行全年动态管理,分析水样,探讨泥沙变化规律,收集有关原始数据,为分析河道淤积成因、防淤、减淤提供基础性资料。
东西苕溪 (东苕溪导流港、环城河、长兜港、旄儿港)河道的严重淤积,危害了防洪安全、降低了抗旱能力、制约了水环境的改善、影响了水工程的安全运行及航运。要深刻认识 “五水共治”的重要意义,按照浙江省委省政府的决策部署, “水”、“岸”并举,相关部门联合进行系统治理,为促进经济社会和人的全面发展创造良好水环境。要搞好科学规划,坚持尽力而为、量力而行、分期实施、持之以恒。
[1]卢七召.东西苕溪入湖河道的变迁与水文情势变化分析 [J].浙江水利科技,2011(5):6-9.
[2]湖州市江河水利志编篡委员会.湖州市水利志 [M].湖州:中国大百科全书出版社,1995.