望虞河扩大方案研究

王桂风，李灿灿，宋丽花

（江苏省太湖水利规划设计研究院有限公司，215128，苏州）

望虞河扩大方案研究

王桂风，李灿灿，宋丽花

（江苏省太湖水利规划设计研究院有限公司，215128，苏州）

望虞河是太湖流域唯一的“引江济太”调水通道，对流域防洪、水资源配置和水环境保护具有举足轻重的地位。为使望虞河扩大工程更符合实际，规划方案更具操作性，重点开展现状工程过流能力分析、工程拓浚方案、扩大等效方案研究，实现既完成望虞河工程任务，又节约土地、减少拆迁、节约投资的目标。

望虞河；引江济太；扩大；过流能力；等效方案；节约

望虞河工程是沟通太湖和长江的流域性骨干河道，是太湖流域主要泄洪河道之一，也是太湖流域唯一的“引江济太”调水通道，同时兼有排涝、航运等综合功能，途经苏州市的相城区、常熟市和无锡市的无锡新区、锡山区，全长62.3 km。工程自建成以来累计排水195.4亿m3，引水252亿m3，在太湖流域防灾减灾、调引长江水入太湖增加水资源量和改善水环境等方面做出了巨大贡献。鉴于望虞河的重要性，国务院批复的太湖流域综合规划、防洪规划，明确需实施望虞河扩大工程。然而望虞河扩大方案，涉及长江铁黄沙整治、常熟枢纽迁建、望亭立交扩大，以及沪宁城际高铁、京沪高铁和京沪铁路桥改建，也会涉及沿线大量征地拆迁等一系列难点问题，实施难度大。

为使望虞河扩大工程更符合实际，规划方案更具操作性，充分发挥已建工程引排能力，通过开展前期研究进一步论证望虞河扩大的必要性、工程方案和规模，优化工程布局和设计，达到既实现望虞河工程任务，又节约土地、减少拆迁、节约投资的目标。以太湖流域综合规划、太湖流域防洪规划为依据，按照望虞河承担的工程任务，重点开展现状工程过流能力分析、已建工程联合调度运行效果、工程拓浚方案、扩大等效方案研究，为望虞河扩大工程建设的必要性、可行性提供一定技术支撑。

一、技术研究手段

1.河网模型

采用流域与区域防洪规划中常用且比较成熟的、由河海大学程文辉教授等研发的水文水动力学模型进行模拟计算，该模型经水利部及国家有关科技部门鉴定论证，认为是太湖流域可推行的水利计算模型。模型计算范围为整个太湖流域，面积36 895 km2。计算整套模型分为降雨产汇流和河网动力模型两部分。

降雨产汇流模型主要根据降雨、蒸发和下垫面情况，针对流域不同分区的产水特点，按平原区、湖西丘陵区及浙西山区等分别设计产汇流模型，推算分区产水量，根据分区产水量和下垫面情况推算出流域设计洪水过程。同时，其山丘区产水过程作为Hohy2模型的水量边界条件，圩内外排净雨深、圩外净雨深和水面净雨深等作为平原区的上边界条件。

河网动力模型为一维河网非恒定流水动力数学模型，根据水流运动方程、河道及建筑物概化和边界条件的模拟，计算河网水流运动过程。其中河网一维非恒定流动基本方程组为圣维南方程组。

2.计算年型和统计时段

一是防洪计算年型和统计时段。通过计算分析，在“99南部”100年一遇雨型下，太湖计算洪水位最高。因此，在分析望虞河扩大方案时选择“99南部”100年一遇设计洪水，统计时段为6月7日—7月6日。

二是供水计算年型和统计时段。采用太湖流域水资源综合规划中的1971年实测降雨过程，保证率为90%。供水计算年型统计时段为1月1日—12月31日。

二、现状过流能力分析

根据调研及望虞河多年行洪、供水情况表明，由于引江济太期间水流的冲淤作用、湖荡抽槽段及河湖连接段的束窄作用等，影响了望虞河的过流能力。因此，拟对望虞河进行现状过流能力分析，主要是河道淤积段及湖荡段的过流能力分析，找出影响过流能力的河段，对望虞河实际泄洪能力进行复核。

1.河道淤积影响分析

（1）实测断面分析

望虞河现状河底高程一般为-3.0 m，河底宽度72～94 m。根据江苏省工程勘测研究院的《望虞河测量调查报告》（2013年）资料，将望虞河实测断面与20世纪90年代中后期竣工断面进行对比，经分析，望虞河河道淤积长度25.3 km，占河道总长的41%，淤积深度0.1～1.2 m，最大淤积发生在入太湖口，其中淤积深度大于0.2 m的河道段有0+000～4+400（平均淤积0.32 m）、18+420～20+470（平均淤积0.4 m）、31+100～42+100（平均淤积0.2 m），三段总长17.45 km，占河道总长的28%。从河道淤积分布统计来看，入湖口、铁路桥、鹅真荡、向阳大桥、义虞桥的河底高程明显高于竣工断面河道底高程，淤积较严重。

（2）过流能力分析

为了分析河道淤积段对望虞河过水能力的影响，以流域现状工情为计算基础，对比望虞河淤积前后的水位变化，分析淤积河段对望虞河的阻水影响。

表1 望虞河淤积河段清淤前后各代表站点水位对比

图1 望虞河淤积河段清淤前后水位过程对比图

表2 望虞河淤积河段清淤前后各代表站点流量对比表

由表1、2和图1、2可见，由于在太湖口～沪宁铁路北、鹅真荡南出口段、向阳大桥～义虞桥等三段河道有淤积，望亭立交、琳桥、漕湖、鹅真荡等处河道排洪流量受到一定影响，导致望虞河沿线水位壅高，其中太湖水位较清淤后壅高0.4 cm，壅高主要在望亭立交～锡北运河段，幅度为0.1～0.9 cm，这些河段存在一定的阻水现象。通过望虞河清淤整治，可以降低望虞河局部段水位壅高，增大河道过流能力，有利于排水通畅。

图2 望虞河淤积河段清淤前后流量过程对比

2.湖荡段影响分析

1991年太湖流域发生大洪水后，望虞河按照总体规划方案进行了拓竣，作为既排泄太湖洪水又兼顾排泄地区涝水的洪涝混排河道。总体规划方案提出，望虞河按1954年型洪水设计，5—7月承泄太湖洪水23.1亿m3，设计行洪流量450 m3/s。

望虞河于1996年汛后基本完成，根据1996、1997、1998年水文测验资料分析，当闸下水位4.2m时，望虞河可以下泄470m3/s，超过设计的450m3/s，实际过流能力达到设计要求，见表3。

根据1999年9月8日—10日连续48小时测验资料分析，望虞河湖荡段实测各处的过流模数K值除漕湖段外，均接近或达到了设计要求。

由分析成果可见，现状望虞河的湖荡段，鹅真荡及嘉陵荡段满足设计过流要求，漕湖束窄段对望虞河泄洪有一定影响，过流模数达不到设计要求，存在一定程度的阻水，与河道过流能力不匹配。

三、河道拓浚方向研究

1.已有控制保留区

根据实地调研，按照流域规划拟定的方案，常熟市政府发文，明确在常熟境内望虞河东岸划定50 m控制线，西岸预留120 m；无锡新区、锡山区在城市总体规划中明确西岸距离望虞河100 m以内为控制区，禁止开发。

2.制约因素分析

根据实地测量和初步分析，依据沿河两岸企事业单位、集镇的分布情况，分析望虞河河道进一步扩大的制约因素：

①沿线跨河高等级桥梁。望虞河现状有S83无锡支线高速公路桥、G312国道公路桥、沪宁铁路桥、沪宁城际高铁桥、G2沪宁高速公路桥、京沪高铁桥、204国道公路桥、S38沿江高速公路桥等8座高等级跨河桥梁，尤其是沪宁城际高铁桥、京沪高铁桥，河道实施难度较大。

②河道向东扩大的制约因素。望虞河东岸有企业101家，房屋688户，高压铁塔14座，公墓、陵园6处，其中大中型企业较多，还涉及新建的别墅区。

③河道向西扩大的制约因素。望虞河西岸涉及企业83家，房屋508户，高压铁塔9座，公墓1处，主要集中张桥集镇段、虞山镇区段，其中大中型企业较多，也涉及新建的别墅区。

表3 望虞河湖荡段实测与设计过流模数对比成果

表4 组合方案汇总

综上，对望虞河扩大沿线涉及征地拆迁的初步分析，无论是实施东拓还是西拓方案，两岸均有较大的制约点。因此，在研究望虞河扩大工程的前期工作中，有必要对其扩大方案进行深化研究，优化工程方案，既达到扩大望虞河规模等效效果，又能减轻对两岸地区的影响。

表5 遇“99南部”100年一遇设计洪水组合方案防洪效益水利计算成果

四、扩大等效方案研究

1.防洪效益

根据《太湖流域防洪规划》，望虞河扩大工程规划按防御流域100年一遇洪水的标准进行建设，规划规模为河道底宽扩大60 m，望亭立交过水面积增加200 m2、常熟水利枢纽节制闸扩大56 m、泵站增加120 m3/s，遇“99南部”100年一遇设计洪水，望虞河可实现的防洪效益为：造峰期6月7日—7月6日望虞河承泄太湖洪水6.4亿m3，太湖水位4.76 m。

若望虞河按照现状规模不扩大，从调度优化方面研究，望虞河行洪水位由4.5 m抬高至4.7 m，从工程措施方面研究，进行河道断面优化，即在高程0.0 m处打桩扩挖，江边节制闸规模由48 m扩大至104 m，江边泵站规模由180 m3/s扩大至300 m3/s，河道由-3 m挖深至-4 m，铁路桥束窄段底宽由74 m挖宽至80m，及望亭立交规模由400 m2扩大至600 m2，以达到望虞河扩大60 m的等效防洪效果为原则，形成组合方案，如表4、5。

分析可知，欲达到扩大望虞河底宽60 m时的规划防洪效益，综合一和综合二水位、水量均无法满足预期目标，而望虞河“以深代宽”挖至-4 m，综合三、综合四及综合五能基本达到或达到太湖水位降至4.76 m的效果，可见望虞河挖深对增加流域防洪效益贡献较大。对比综合三方案与综合四方案，望亭立交规模由400 m2增加至600 m2，立交上下游水位差由14 cm下降至8 cm，效果明显。但各方案中仅综合五出湖水量不小于6.4亿m3，且太湖水位4.73 m，可达到《太湖流域防洪规划》的规划目标；综合四出湖水量6.2亿m3，与6.4亿m3接近，太湖水位4.74 m，比规划目标中“太湖水位4.76 m”降低2 cm；综合三虽然太湖水位4.75 m，达到规划水位目标，但出湖水量仅5.8亿m3，较规划水量目标高出0.6亿m3，差距略大。

可见，综合四基本能达到望虞河扩大等效替代，且从经济角度、可操作性等方面考虑，推荐综合四为望虞河泄洪替代最佳方案。

2.供水效益

据泄洪替代方案研究中推荐的综合四方案，即在流域防洪规划工情调整的基础上，望虞河抬高行洪水位至4.7 m，河道采用断面优化即高程0.0 m处打桩，河底高程挖深至-4 m，江边节制闸扩大至104 m，泵站扩大至300 m3/s，望亭立交扩大至600 m2，同时挖潜铁路桥束窄段。专题通过对流域遇枯水年（P=90%，1971年型）下水力计算，复核推荐替代方案的供水效果，如表6。

分析可知，遇枯水年 （P=90%，1971年型），推荐替代方案与流域规划工情相比，望虞河引江水量少0.35亿m3，入湖水量少0.26亿m3，东岸引望虞河水量少0.06亿m3，降幅均在0.7%以内。推荐替代方案太湖、陈墅和琳桥最低旬平均水位较规划方案均基本持平，上升幅度均在1 cm以内；无锡和相城水位较基础方案亦基本持平，下降幅度均在0.5 cm以内。

综上所述，望虞河扩大替代推荐方案（综合四）从供水方面来看，与规划方案相当，能够基本达到望虞河扩大60 m的等效供水效果。

五、结 语

望虞河地处经济发达的太湖流域，沿线两岸经济发展迅速，沿线企事业单位和集镇密集，涉及苏州市相城区、常熟市和无锡市新区、锡山区两市四区。根据望虞河1/2000地形图以及实地查勘，分析了河道进一步扩大的主要制约因素，初步结论是河道无论是向东拓浚还是向西拓浚均有较多的制约因素，实施难度较大。 因此，有必要在流域规划初拟的拓浚规模上进行专题研究，通过不同方案比较分析，在达到规划基本要求的前提下，尽量减轻对两岸地区的影响。

A study on options for widening of Wangyu River

W
ang Guifeng,Li Cancan,Song Lihua

As the only water diversion channel of Taihu Basin,Wangyu River has played a significant role in flood control,water allocation and environment protection.Studies are made especially on discharge capacity of the river,options of river dredging and widening so that Wangyu River Scheme may comply with actual conditions and feasible planning be made.The study is aimed at saving land and financial resources and reducing relocation and resettlement.

Wangyu River;water diversion from Yangtze to Taihu;widening;discharge capacity;equivalent solution;saving

TV697

：B

：1000-1123（2016）06-0017-04

2016-01-13

王桂风，工程师，主要从事水文水资源规划研究。