梁溪河防洪排涝调度的实践与思考

(江苏省无锡市水利工程管理中心，江苏 无锡 214023)

梁溪河又名梁清溪，是无锡地区年代最为久远的天然河流之一，被誉为无锡的母亲河，主要位于滨湖区与梁溪区境内，是无锡重要的骨干河道之一。梁溪河南起太湖梅梁湾，北至无锡环城古运河，总长约8km，连接了太湖、五里湖、京杭大运河和无锡城区水系，是无锡城区主要的引排水通道，为保障无锡城区的防洪安全发挥了极为重要的作用。

1 梁溪河防汛排涝现状

梁溪河以京杭大运河为界，分为南、北两段。北段从京杭大运河河口至环城古运河河口，防洪排涝标准都较高，防汛压力不大。南段从京杭大运河口至太湖入湖口，是无锡锡惠山麓以南到五里湖北岸整个片区(以下简称为梁溪河片区)的主要排涝通道，本文所指梁溪河主要是该段(见图1)。梁溪河片区内河道大多与梁溪河相交，主要包括骂蠡港、西新河、东新河、小渲河等[1]。整个片区汇水面积约60km2，来水包括北部锡惠山麓的山洪、梁溪河以南至五里湖北岸片区的涝水(由于向五里湖排涝受限，五里湖北侧河道涝水主要排往梁溪河)，通过南北向河道汇集到梁溪河，再通过梁溪河外排到京杭大运河或太湖。

为充分发挥梁溪河排涝、泄洪和改善水环境的作用，1991年在梁溪河入湖口建成了犊山防洪控制工程，由两座节制闸(净宽分别为20m、16m)和1座船闸组成，主要作用是防太湖洪水以及排城区涝水。2004年，在犊山防洪控制工程东侧建成了梅梁湖泵站枢纽工程，包括1座流量50m3/s泵站和4座双孔净宽16m的节制闸，主要作用是引水改善太湖梅梁湖、五里湖以及无锡城区河道的水环境[2]。2006年，在无锡运东片城市防洪工程建设中，在梁溪河与京杭大运河交汇处建成了仙蠡桥水利枢纽，工程由南、北枢纽和穿运地涵组成，分列于京杭大运河两侧梁溪河上，其中北枢纽由1座流量75m3/s泵站和1座净宽16m的节制闸组成，南枢纽为1座双孔每孔净宽20m的节制闸，穿运地涵连接南北枢纽，沟通了梁溪河南、北两段水系，设计流量30m3/s，主要作用是将水质较好的太湖水引入城区河道，改善城区河道水环境。

根据无锡市防汛调度预案，当无锡站水位低于4.4m时，仙蠡桥南枢纽开启节制闸，梁溪河涝水向京杭大运河自流排除；当无锡站水位超过4.4m，并有持续上涨趋势时，仙蠡桥南枢纽关闭双孔节制闸，防止京杭大运河高水位侵入梁溪河周边低洼片区，同时开启犊山防洪工程节制闸，有节制地向太湖泄洪，保障片区防洪安全[3]。但若遭遇京杭大运河与太湖同时处于高水位时，梁溪河涝水必将出现两头受阻、没有出路的严峻形势。此外，根据2020年统计数据，梁溪河片区常住人口约30万，有滨湖区政府等重要机关、4A级景区蠡园、商业综合体万达广场以及无锡重要的新城区——蠡湖新城。无论从区域发展地位还是现状情况看，梁溪河片区的防汛安全都十分重要，不容出现差错。因此，在现有水利工程体系和水系的情况下，为破解梁溪河片区防汛排涝困局，调度模式的优化就显得尤为重要。本文以2020年典型工况为例，探讨如何优化调度，保障梁溪河片区防汛安全。

图1 梁溪河片区

2 2020年梅雨期梁溪河防洪排涝调度

2020年无锡市梅雨期呈现出入梅早、出梅晚、梅雨期长、梅雨量大、梅雨量分布不均的特点，多项指标历年罕见。6月10日，无锡正式入梅，随后迎来了长达42天的超长梅雨期，梅雨期间累计雨日39天，全市累计年平均降雨量711.4mm，是多年平均梅雨量的2.88倍，位列1954年以来的第2位，5个单站的梅雨量均超历史记录，其中无锡站达878.8mm。

2.1 降雨及各河湖水位情况

入梅后，无锡市经历了多轮强降雨，7月10—20日，又出现连续11天降雨，日均降雨量28.8mm，累计降雨量达316.8mm。强降雨和连续降雨导致无锡主要河湖水位快速上涨，并陆续超警戒。6月15日，京杭大运河无锡站水位超过警戒水位；7月6日起，持续超保证水位；7月20日，最高至5.05m，超过警戒水位1.15m。与此同时，太湖水位于6月28日超警戒水位；7月17日，超保证水位；7月21日，涨至最高水位4.79m，超警戒水位0.99m，位列历史高水位第3位(见图2)。京杭大运河及太湖的持续高水位，导致梁溪河片区涝水出路受阻，梁溪河水位最高上涨至4.71m，给片区防汛带来了巨大的压力。为解决梁溪河片区涝水出路问题，无锡市防指统筹考虑，通过综合利用城市防洪工程，联合调度多个泵站及穿运地涵共同运行，降低梁溪河水位，缓解梁溪河片区防汛压力。

图2 梅雨期降雨量与水位过程线

2.2 联合调度过程

7月13日8时，当大运河无锡站水位达4.34m时，根据预案，仙蠡桥南枢纽关闭双孔节制闸，梁溪河向京杭大运河排水受阻。7月13日19时，由于持续降雨，太湖水位达到4.54m，梁溪河向太湖排水受阻，13日19时，梁溪河水位已上涨至4.13m，防汛压力很大。而此时，城市防洪大包围通过全力抢排，水位已降至3.31m(南门水位)。无锡市防指经过综合考虑，决定开启仙蠡桥水利枢纽穿运地涵，引梁溪河水入城市防洪大包围，通过增加仙蠡桥、利民桥等枢纽泵站排涝流量的方式来降低梁溪河水位。7月13日晚，仙蠡桥穿运地涵先开启1孔，将梁溪河涝水引入仙蠡桥北枢纽内河口，再开启仙蠡桥北枢纽泵站1台机组，排入京杭大运河。经过近12h的调排试验，梁溪河水位上涨趋势得到有效控制，城市防洪大包围水位情况平稳，14日7时，无锡市防指再次调度仙蠡桥地涵增开两孔，北枢纽增开1台机组，经过35h运行，通过穿运地涵排涝246.38万m3，有效缓解了梁溪河片区防汛压力。

2.3 联合调度效果

根据统计，通过7月13—15日的连续运行，梁溪河水位由4.37m降至3.51m，效果十分显著。7月17日起的强降雨过程中，市防指再次调度仙蠡桥枢纽泵站和利民桥枢纽泵站与穿运地涵联合运行，再次有效遏制了梁溪河水位上涨，至7月24日，联合运行共计排除梁溪河片区涝水近1200万m3，梁溪河水位始终控制在安全范围内，有力地保障了梁溪河片区的防洪安全。联合调度运行情况见表1。

表1 联合调度运行情况统计

3 待解决问题

3.1 穿运地涵的过流能力问题

仙蠡桥水利枢纽穿运地涵设计过水能力为30m3/s(设计水位差为0.2m)，梁溪河片区汇水面积约60km2，按照3h降雨量50mm计算，需要排除涝水约300万m3，通过穿运地涵排除约需要27h，在汇水过程中，梁溪河水位仍将不可避免地上涨，当基础水位高时，梁溪河片区防汛压力仍将十分严峻。因此，调度上可以适当增大梁溪河南段一侧与城市防洪大包围内的水位差，在确保穿运地涵安全的前提下，尽可能提升穿运地涵的过流能力，尽快排除涝水。运行泵站也尽可能使用仙蠡桥泵站，利用泵站进水的水位坡降，增大水位差。

3.2 梁溪河水体中的蓝藻问题

梁溪河是太湖安全度夏的重要通道，梅梁湖泵站长期抽引含有蓝藻的太湖水进入梁溪河，再由梁溪河排入京杭大运河。梅雨时节，由于温度适宜，梁溪河水体中已经含有一定浓度的蓝藻，此时通过穿运地涵排涝时，水体中的蓝藻也会随涝水进入城市防洪大包围内主城区河道，一旦遇到适宜的气象条件，就会爆发性地繁殖，甚至可能出现蓝藻集中暴发。因此，调度上可以考虑在梅雨期结束后立即对城市防洪大包围进行调水，通过引入外围水质较好的水体进入主城区，并通过仙蠡桥、利民桥等泵站排出，持续运行2～3天，稀释河水中的蓝藻，降低蓝藻密度，避免造成集中暴发。

3.3 梁溪河片区排涝能力问题

目前，在太湖和京杭大运河均处于高水位时，梁溪河片区的排涝只能依靠穿运地涵，涝水出路单一，排涝手段单一，这在防洪安全保障上存在一定的风险，一旦降雨量超过地涵过流能力，或者城市防洪大包围内水位由于其他情况必须抬高，就会造成梁溪河片区涝水无法及时排出，必将导致梁溪河片区防汛安全出现问题。因此，提升梁溪河片区整体排涝能力十分重要，规划上可以考虑在大运河沿线如曹王泾、张巷浜等河道上适当增加排涝泵站，提升整个片区排涝能力。此外，还可以考虑利用五里湖作为城市湖泊的调蓄作用，在片区河道水质条件允许的前提下，适当抬高五里湖水位，存蓄涝水，缓解防汛压力。

4 结 语

在太湖、京杭大运河同时高水位的工况下，通过利用城市防洪工程泵站、穿运地涵、节制闸联合调度，梁溪河水位得到了有效控制，确保了梁溪河片区的防汛安全。近年来，随着极端天气的增多，梁溪河的防洪排涝形势发生了很大的变化，传统的调度模式已逐渐不能适应新的工况，而城市化的进程又加剧了这一变化。因此，我们必须未雨绸缪、统筹考虑，按照防大汛、抗大险的标准做好防汛工作，进一步加强探索和创新，科学调度，确保防汛安全。