王重工
(上海勘测设计研究院,200434,上海)
关于太浦闸设置套闸必要性及其尺度确定的分析
王重工
(上海勘测设计研究院,200434,上海)
太浦闸;通航任务;套闸;通航水位;套闸尺寸
太浦闸位于江苏省吴江市,地处东太湖以东,西距太浦河口约2 km,是太湖环湖大堤的重要口门控制建筑物,也是太浦河进口的控制建筑物。
2000年11月,在对太浦闸进行安全鉴定后,将其定为三类闸,因此必须尽快进行除险加固。经过多年论证与多方磋商协调,最终确定太浦闸除险加固的规模为闸孔净宽120 m,闸槛高程-1.5 m,设计流量为784 m3/s,校核流量为931 m3/s。闸室采用开敞式,10孔单孔净宽12 m,为两孔一联布置的整体结构。期间,为了方便水运船只通行和旅游船只观光,提升太湖浦江源国家水利风景区 “太浦河——太湖”风景旅游线品质,丰富吴江水城旅游的特色,江苏省吴江市人民政府多次以政府文件形式请求太湖流域管理局在太浦闸除险加固工程中增设船闸。最终,太湖流域管理局同意在兼顾流域防洪引水和满足地方发展需求、太浦闸设置通航设施及相关后续工作不影响太浦闸除险加固工程正常实施情况下,开展太浦闸设置通航设施技术方案深化设计研究。
在原太湖流域规划中,太浦闸主要任务为防洪、泄洪和供水,并无通航任务,因此对太浦闸设置通航设施的必要性论证十分必要。
1.是发展环太湖旅游业的需要
太湖是工程所在地区最大的旅游资源,不仅太湖水上旅游得天独厚,沿岸还分布着众多人文、自然景观。近年环湖观光旅游大道的建设更是把更多的人文景观引入至环太湖一线,为发掘环太湖旅游资源创造条件。吴江市位于太湖之滨,可谓是近水楼台,因此近年吴江市加大力度发展旅游业,努力建设成为以太湖山水、吴地文化为特征的旅游休闲胜地和适宜人居创业的现代化新城区。其旅游业发展总体规划中的重要内容是通过建设覆盖太浦闸两岸七都、横扇两镇区的湖滨生态湿地型温泉旅游度假村以及众多相关项目,打造“太浦河直通太湖水上游线”。因此在太浦闸增设通航功能,对发展环太湖旅游业、打通太湖与太浦河“清水走廊”之间水上通道具有重要意义。
2.是发展太湖渔业经济的需要
吴江市水产资源丰富,以松陵、东太湖为主体主要养殖有太湖白鱼、南美对虾、罗氏沼虾、青虾、塘鳢鱼、加州鲈鱼、鳜鱼、甲鱼等,发达的水产养殖业为地区经济作出了巨大贡献,形成“一镇一品、一区一品、一线一品、一村一品”的区域化特色,“吴江水产”品牌凸现。根据2011年太湖渔业管理委员会统计资料,在东太湖湖区从事养殖及捕捞的户数分别为1 105户和323户,共有船只3 525艘,养殖户比较集中的主要有七都镇渔业社区、横扇镇渔业社区和吴江开发区江陵社区,其中七都、横扇镇的渔业社区养殖户数占到吴江市养殖户数的一半以上。
经调查,2011年太湖渔业生产中运输饵料等数量34 430 t,运输维修渔网、鱼簖等生产性器材2 000 t,运输苗种、成蟹920t。经测算因太浦闸不能通航而绕道船只所增加的渔业及农业运输成本为214万元。
3.是增设防汛物资应急通道、进一步确保太湖及太浦闸两岸地区防洪安全的需要
吴江市地处太湖下游,地势低洼,按太湖流域水利分区,以太浦河为界,南部属杭嘉湖区,北部为阳澄淀泖区,平均地面高程为2.2~3.5m,大部分地面位于洪水位之下,靠设置圩区解决防洪问题。全市共有圩区128个,1 800 km圩区堤防里除了环太湖47 km堤防和太浦河80 km(贯通60 km)能通行车辆外,其他大部分为农村圩区堤防,圩区防汛物资运输主要靠航运解决,一旦汛情发生,防汛物资需经船只倒运后方能到达现场。吴江防汛抢险物资特别是砂石料供应主要由太湖上游的湖州供应,要绕道頔塘进入吴江南部,如果节制闸设置通航套闸,运输船只从湖州出发,经太湖通过节制闸直接进入太浦河,可以在短时间内到达吴江的每个乡镇。
1.最高、最低通航水位的确定
太浦闸以太湖西山站作为太湖平均水位的代表站,该站离东太湖入口东茭嘴17 km。太浦闸上游约250 m北岸处设有闸上水位站,闸下300 m北岸处设有闸下水位站,平望水文站位于闸下约13 km北岸处。
太湖多年平均水位3.11 m,历史最高洪水位4.97 m,防洪警戒水位为3.50 m,旬控制低水位(远期)2.80 m,历史最低水位1.78 m。按太湖流域防洪规划,根据流域河网水力计算成果,考虑流域工程现状、近期与远期、上游与下游承受能力等因素,太湖100年一遇设计洪水位为4.80 m,300年一遇设计洪水位为5.50 m。太湖水位调度线见图1。
太浦河闸上、闸下多年平均年最高水位分别为3.88 m及3.56 m,闸下历史最低水位为2.24 m。
根据太湖流域实施 “引江济太”以来2002—2011年太浦闸上、下游逐日水位资料统计,太浦闸上、闸下多年历时保证率统计成果如表1。
表1 太浦闸上、闸下多年历时保证率统计表
参照内河通航标准,Ⅵ、Ⅶ航道的最高通航水位洪水重现期为5年一遇,此时闸上下水位分别为4.29 m和3.89 m。但对太浦闸来说,必须确保太浦闸防洪、泄洪和供水,再考虑通航安全,以确定地区通航特征水位。太湖流域每年从4月1日至9月30日为汛期,其中4月1日至6月15日为前汛期,6月16日至7月20日为主汛期,7月21日至9月30日为后汛期,10月1日至翌年3月15日为非汛期。根据太湖防洪控制水位调度线,在4月1至6月15日的前汛期,为保证太湖的调洪库容,防洪控制水位已调降至3.10 m;在6月16日至7月20日的主汛期,太湖流域以梅雨为主,即使太浦闸不断排洪,太湖水位也会逐渐抬高,防洪控制水位亦从3.10 m相应抬高至3.50 m,为了确保太浦闸的防洪任务,套闸要根据汛情按太浦闸的实际调度情况择机通航;7月21日至翌年3月15日为后汛期和非汛期,一般出现洪涝灾害的几率和影响程度远小于梅雨季,即使有台风亦不会对太湖整体防洪安全造成太大影响,考虑到雨洪资源的利用,控制水位为3.50 m,该段时间对套闸通航比较有利也比较安全;3月16日至3月31日为汛前期,此段时间腾出库容为防洪做准备,控制水位由3.50 m逐步降至3.10 m,由于太浦闸需进行较大流量的控泄,会对船只的安全造成影响,所以套闸须像主汛期一样根据太浦闸的调度择机通航。因此,经研究后以太湖防洪调度控制水位作为太浦闸最高通航水位,取太浦闸套闸最高通航水位 3.10~3.50 m,具体情况详见表2。
按内河通航标准,Ⅴ~Ⅶ级航道的最低通航水位采用多年历时保证率90%~95%水位。太浦闸上下水位多年历时保证率90%~95%水位分别为闸上2.89和2.82 m,闸下2.67 m和2.60 m。取太浦闸套闸最低通航水位2.60 m,该水位低于太湖引水调度线,与太浦闸的供调水没有矛盾。
太浦闸套闸以太湖防洪调度控制水位作为太浦闸最高通航水位,满足太浦闸的泄洪和供水,也保障了通航安全。
2.套闸尺度的确定
根据太浦闸的前期研究和太浦闸实施规模,套闸的净宽应与太浦闸其他闸孔一致,即套闸按净宽12 m进行设计。为了节省投资和受制于空间限制,套闸不再单独设置,而是利用太浦闸的边孔变更为套闸,由于左岸靠近亭子港套闸,影响到太浦闸套闸的布置,综合考虑套闸布置在右岸。
太浦闸套闸主要供当地水上旅游、水产养殖及运输防汛物资的船只通行。据调研,目前苏州市最大的游轮宽8.2 m,长38 m;养殖户配备的大船规模一般宽3~4 m,长8~10 m,作业小船一般规模宽度1~2 m,长4~5 m,高度不超过2 m;水政监察船一般尺寸为长12.8~17.6 m,宽3.0~3.5 m,受到太浦闸规模的局限,套闸净宽必须为12 m。从上述调查来看,基本可以满足地水上旅游、水产养殖及运输防汛物资船只的需要,因此套闸设计以旅游船为典型船型,即旅游船可限制宽度不超过10 m,长度不超过40 m。
TV697
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:1000-1123(2016)06-0036-02
2015-12-02
王重工,高级工程师。