史益鲜
(太湖流域管理局苏州管理局,江苏 苏州 215011)
2020年,太湖流域6月9日入梅,7月21日出梅,梅雨期长达42天,较常年偏多17天;梅雨量583.8mm,为多年平均梅雨量的2.42倍。太湖入梅水位3.16m,出梅水位4.78m,梅雨期水位涨幅162cm。受梅雨影响,6月28日,太湖水位涨至3.80m,达到警戒水位,太湖发生2020年第1号洪水;7月17日,太湖水位涨至4.65m,达到保证水位,太湖流域发生超标洪水。7月21日,太湖最高水位达到4.79m,与1991年并列历史第三高水位。
在防御超标洪水的过程中,望亭水利枢纽作为太湖重要口门控制建筑物,严格执行太湖局调度指令,强化工程巡视检查和值班值守,精细精准运行工程,充分发挥工程效益,为打赢太湖超标洪水防御阻击战提供了坚实保障。望亭水利枢纽在防御超标洪水运行中,也存在着一些问题和薄弱环节,需要进一步总结和思考。
望亭水利枢纽是水利部太湖流域管理局直管的水利工程,位于苏州市相城区望亭镇以西,望虞河与京杭大运河相交处,距离望虞河入太湖口2.2km,是望虞河上的重要控制建筑物,对太湖流域防洪、排涝、引水和航运发挥着重要作用。工程于1992年10月开工建设,1994年1月基本建成,2010年12月—2012年3月实施了上部结构及闸门系统更新改造。望亭水利枢纽工程平面布置图见图1。
图1 望亭水利枢纽工程平面布置
工程为2级水工建筑物,采用“上槽下洞”立交布置方式,上部为钢筋混凝土矩形槽,槽宽60m,底高程-1.7m;下部为矩形涵洞,共9孔,每孔7.0m×6.5m(宽×高),设计流量400m3/s。上游管口设9扇平面钢闸门,配9台固定卷扬式启闭机。8号、9号孔常年开启为望亭电厂供冷却水,由隔水墙和下游取水口3孔节制闸将冷却水与望虞河水隔开。
望亭水利枢纽作为太湖重要的外排洪水通道,在2020年太湖超标洪水防御阻击战中,发挥了主力军作用,工程效益十分显著。工程自6月19日开闸排水,至8月24日太湖低于防洪控制水位关闸,共开闸运行67天,累计排泄洪水13.75亿m3,相当于降低太湖水位59cm,日平均流量238m3/s,工程防洪效益得到充分发挥。
望亭水利枢纽是太湖流域主要泄洪通道望虞河上的重要控制工程,也是目前流域引江济太水资源调度引水入湖的唯一通道。2016年太湖流域特大洪水期间,望亭水利枢纽承担了40%太湖洪水的外排。受区域降雨、江南运河沿线城市排涝等因素影响,2015年以来江南运河无锡段水位连续3年创历史新高,太湖防总先后8次同意开启望亭水利枢纽西侧的蠡河船闸分泄运河洪水,迅速缓解了苏南运河沿线紧张汛情,有效保障了运河沿线区域、城市的防洪安全。随着苏州市、无锡市、常州市新一轮城市防洪规划的实施和运河沿线排涝范围的不断扩大,调度开启蠡河船闸分泄运河洪水的概率将越来越高,随之带来的望虞河高水位往往造成望亭水利枢纽出现较大的反向水位差,在排洪运行期间导致太湖洪水无法排出,存在行洪压力。蠡河枢纽工程平面布置见图2。
图2 蠡河枢纽工程平面布置
2020年7月6日,蠡河枢纽节制闸开启,分泄苏南运河洪水入望虞河,望亭水利枢纽随之关闭,暂停排泄太湖洪水。
望亭水利枢纽取水口隔水墙于1994年建造,为悬臂式钢筋混凝土结构,设计高程4.00m。2002年进行加高处理,先拆除10cm盖顶,然后植筋浇筑50cm混凝土,实际增高40cm。由于望亭水利枢纽所在区域整体沉降约50cm,因此当前隔水墙实际高程在3.90m左右,当太湖发生超标洪水时,隔水墙往往会被水淹没。
2020年7月5日,望亭水利枢纽下游水位达到3.90m,下游隔水墙被水淹没,至8月12日,下游水位降至3.90m以下,隔水墙被水淹没时间达到39天;近年来,由于江南运河无锡段水位不断升高,蠡河船闸分泄运河洪水后,将望亭水利枢纽下游水位抬高,加上受厄尔尼诺现象影响,近年来台风多发且风力较大,常常导致望亭水利枢纽出现较大的反向水位差,即隔水墙内外出现较大的水位差,对悬臂式隔水墙的安全运行带来挑战,需要严密监视。
望虞河南起太湖边沙墩口,北至耿泾口入长江,是太湖连通长江的通道,是太湖流域排洪的关键性工程,同时也是当前流域唯一的引水通道,全长60.80km,地势为西高东低,西岸多为敞开口门,东岸均建有口门建筑物,太湖口由望亭水利枢纽控制,长江口由常熟水利枢纽控制。望虞河工程平面布置见图3,常熟水利枢纽工程平面布置见图4。
图3 望虞河工程平面示意图
图4 常熟水利枢纽工程平面布置
望亭水利枢纽排泄太湖洪水时,需要先打开常熟水利枢纽,降低望虞河水位。常熟水利枢纽为闸泵工程,节制闸设计流量375m3/s,泵站规模流量180m3/s,当长江口涨潮时,需关闭节制闸,开启泵站排水,排水能力有限。
当流域发生超标洪水时,区域水位往往也很高,望虞河东岸口门基本处于关闭状态,无法分泄洪水;望虞河西岸敞开,水自流入望虞河,抬高了望虞河水位。且按照《太湖超标准洪水应急处理预案》和2020年批复的《太湖超标洪水应急调度方案》,望亭水利枢纽全力排洪时要统筹兼顾到下游琳桥等站点不超过规定水位,这对望亭水利枢纽排洪产生一定影响。
2020年,苏南运河望亭(大)站点最高水位达到4.94m,接近历史最高水位5.07m,超过保证水位0.64m,蠡河枢纽节制闸6月、7月两次开启,分泄运河洪水,过高的运河水位,对太湖流域的行洪造成了一定影响。苏南各市要加强预测预报,提前预降内河水位,避免在主汛期集中排水造成运河水位壅高;要充分利用内河河网调蓄能力,错峰排泄内河洪水,避免短时间集中向运河排水;要统筹调度好新沟河、走马塘等区域性排涝工程,充分挖掘潜能,有效降低地区水位,减轻苏南运河行洪压力;要统筹兼顾上下游、左右岸,合理控制运河水位,着力避免将运河变成一条悬河。
保证工程的运行安全是保障工程防洪效益的根本前提,确保工程的运行安全,就需要充分把握工程存在的薄弱环节。望亭水利枢纽严格按照《水闸技术管理规程》《望亭水利枢纽技术管理实施细则》规定,认真开展日常检查、定期检查和专项检查,并形成检查报告,每月开展隐患排查,发现隐患及时上报,并按照闭环管理的要求及时整改;望亭水利枢纽还按照《水闸安全鉴定管理办法》等规定,按时开展工程安全鉴定和水下检查,并对水下检查发现的闸底板、翼墙、排架混凝土掏蚀等问题,采用新材料、新技术、新工艺进行水下混凝土修复,有效消除安全隐患;此外,针对工程的结构稳定安全、防渗安全、泄流量安全、控制运行安全等方面,望亭水利枢纽管理所联合设计院,开展了望亭水利枢纽运行安全复核,充分摸清工程底数,确保工程运行安全。
防洪工作实行全面规划、统筹兼顾、预防为主、综合治理、局部利益服从全局利益的原则。太湖超标洪水防御阻击战的胜利,离不开流域与区域,离不开太浦河、望虞河沿线各单位、各口门、各工程的沟通协调、统筹兼顾、支持配合。
要充分利用已建成的太湖流域水资源监控与保护预警系统,利用“智慧太湖”的建设成果和新时代科技手段,统筹掌握望虞河沿线各水利设施运行状态,发挥水利设施管理统一的行业特色,形成“智慧防汛”的时代科技特色。一是加强滚动监测预报预警,提升预报的精细化水平,为科学调度提供支撑,推进预报调度一体化发展;二是精心组织调度运用,充分发挥工程效益,沿线各水利工程要加强联动联调、协同配合,统筹考虑防洪整体大局,在太湖局统一指导下,努力实现各水利工程“管理一块屏”联动联调;三是强化指导监督检查,以《太湖超标洪水应急调度方案》和《太湖超标洪水作战图册》为依据,派出督查组以“四不两直”方式开展巡堤查险和沿线水利工程运行情况督查,压紧压实防汛责任,督促各管理单位克服厌战情绪,迅速整改问题,落实防御措施,保障流域的防洪安全。
望亭水利枢纽要加强工程控制运用,以标准化、精细化严格要求自己,不折不扣地执行好太湖局的调度指令。要认真学习研究《太湖流域洪水与水量调度方案》《太湖超标准洪水应急处理预案》《太湖超标洪水应急调度方案》等文件,深刻领会调度指令背后的依据和含义,保障工程的效益得到充分发挥。
太湖流域地处长江三角洲南翼,人口密集、经济发达、综合实力强,具有极为重要的战略地位。太湖局直管工程,承担着防洪保安的重任,守护好流域的“三个安全”,责任重大,使命光荣。驻守望亭水利枢纽一线的党员,要团结带领其他群众做好工程运行、管理、维护,树立流域水利工作的责任感、荣誉感和使命感,带头学在工程一线、做在工程一线、冲在工程一线,以党员的过硬能力和担当作为,让党旗高高飘扬在工程桥头堡上。
近年来,我国气象年景总体偏差,如何防御超标洪水成为了一个重要的课题。望亭水利枢纽认真总结2020年防御超标洪水运行管理的经验,进一步精细控制、保障安全、统筹协调、挖掘潜力,为太湖流域的经济和社会发展提供坚实保障,助力长江三角洲区域一体化发展迈上新台阶。