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2.1 流域工程体系

2.1.1 水利工程体系

本书根据《太湖流域综合治理总体规划方案》《太湖流域综合规划》等重要治太规划确定的流域重点治理工程推进与实施进展、区域骨干工程以及相关引排水工程建设实施情况,综合确定采用的工程体系。

1991年江淮大水之后,根据国务院关于进一步治理淮河和太湖的决定,按照原国家计委批复的《太湖流域综合治理总体规划方案》,太湖流域先后实施完成了望虞河、太浦河、环湖大堤、杭嘉湖南排后续、湖西引排、武澄锡引排、东西苕溪防洪、杭嘉湖北排通道、红旗塘、扩大拦路港泖河及斜塘、黄浦江上游干流防洪等11项综合治理骨干工程建设,即流域一轮治太11项骨干工程。流域一轮治太11项骨干工程与流域内的其他水利工程,共同构成了太湖流域北向长江引排、东出黄浦江供排、南排杭州湾并且利用太湖调蓄的防洪与水资源调控工程体系。同时,考虑到《太湖流域水环境综合治理总体方案》《太湖流域防洪规划》《太湖流域水资源综合规划》《太湖流域综合规划》等二轮治太规划确定的重点治理工程中(图2.1-1),部分与流域区域水资源联合调度关系密切的工程已建设完成或开工建设,如新孟河延伸拓浚工程、新沟河延伸拓浚工程、望虞河后续工程、太嘉河工程等,此次一并纳入工程体系。

本书水资源联合调度研究采用的工程体系,具体包括:流域一轮治太11项骨干工程,已建成或基本建成的走马塘拓浚延伸工程、新沟河延伸拓浚工程、太嘉河工程、杭嘉湖地区环湖河道整治工程、苕溪清水入湖河道整治工程、扩大杭嘉湖南排工程、平湖塘延伸拓浚工程,已开工建设的新孟河延伸拓浚工程、望虞河西岸控制工程等流域性治理骨干工程,已建成的苏州市七浦塘拓浚整治工程、西塘河引水工程、常熟市海洋泾引排综合整治工程等区域性治理骨干工程,杨林塘、京杭运河“四改三”等航道整治工程,以及苏州、无锡、常州、嘉兴、湖州等城市大包围工程。

流域、区域骨干工程在太湖流域水量调控、水资源配置过程中发挥了重要作用,是流域水利工程体系联合调度的关键所在。流域现有骨干工程已形成相对成熟的调度方案,即现行的《太湖流域洪水与水量调度方案》,区域骨干工程也遵循着各区域制定的调度原则,发挥了较好的工程效益。因此,本书重点针对新孟河、新沟河、望虞河西岸控制工程等新建工程开展调度研究,同时考虑到流域区域水资源调度新需求,结合望虞河、太浦河等流域现有骨干工程优化,开展面向防洪、供水、水环境安全不同调度目标的联合调度技术研究,以及保障水安全的水利工程体系联合调度技术方案研究。

图2.1-1 太湖流域二轮治太规划工程布局示意图

2.1.2 主要水利工程

1.环湖大堤及环湖口门

环湖大堤工程是1987年原国家计委批复的《太湖流域综合治理总体规划方案》规划建设的流域骨干工程之一,目前已实施完成。环湖大堤北以直湖港口、南以长兜港口为界,其以东部分称为“东段”,以西部分称为“西段”。按照“东控西敞”的原则,东段大堤口门全部控制,西段基本敞开。大堤总长282km,其中江苏段217km、浙江段65km。按照1954年型洪水设计,原防洪设计水位4.66m,东段为2级堤防,顶高程7.0m;西段为3级堤防,顶高程7.0m、上设0.8m高挡浪墙,堤顶宽5~6m。

《太湖流域综合规划》《太湖流域防洪规划》《太湖流域水环境综合治理总体方案(2013年修编)》等提出实施环湖大堤后续工程,规划按防御流域100年一遇洪水标准设计,按1999年实况洪水位复核。东段堤防级别暂定为2级,西段堤防级别暂定为3级,重点堤段可适当提高等级。堤顶高程维持原设计7.0~7.8m不变,部分堤段采取消浪或允许越浪的工程措施。

目前,环湖大堤大部分堤段已结合环湖道路建设、东太湖综合整治、退田(渔)环湖等工程建设,达到《太湖流域综合规划》确定的工程设计标准。

2.沿江引排工程

流域沿江共有口门18座,合计宽度512.6m,泵站合计抽水流量1150m 3 /s,合计最大引水流量4603.4m 3 /s,排水4507m 3 /s。

湖西区由东向西丘陵高地与平原相间,湖西引排工程充分利用原有通江河道进行拓浚,干河总长248km,底宽6~110m,底高0.5~-1.0m,沿江共有口门6座,合计排水能力1690m 3 /s,引水能力1390m 3 /s。遇1954年型流域性洪水,湖西引排工程可排当地洪水11.3亿m 3 入江,同时减少入湖水量6亿m 3 ;遇干旱年,可引长江水入太湖,是流域主要的引江供水工程之一。

武澄锡虞区引排工程干河总长72km,底宽15~35m,底高程0.0~-1.0m,沿江口门6座,合计排水能力477.4m 3 /s,引水能力516m 3 /s。通过兴建沿江枢纽、拓浚入江河道,并在湖西高片遇武澄锡低片间修建控制建筑物形成西控制线,从而与环太湖控制线、望虞河西控制线一起形成防洪排涝体系。

阳澄淀泖区区内河道纵横,湖泊众多,发达的沿江水系是阳澄区的主要排水通道,有常浒河、白茆塘、七浦塘、杨林塘、浏河等通江骨干引排河道以及浒浦闸、白茆闸、七浦闸、杨林闸、浏河闸等沿江口门工程,排涝流量2061m 3 /s,引水流量2226m 3 /s。

3.望虞河工程

望虞河是沟通太湖和长江的流域骨干排洪河道,又是流域重要的将长江水源直接引入太湖的“引江济太”通道,南起太湖边的沙墩口,北至长江狄泾口,全部在江苏省内,全长62.3km。望虞河底宽72~90m,河底高程-3.0m。

望虞河工程主要包括常熟水利枢纽、望亭水利枢纽以及河道两侧配套涵闸等。其中,常熟水利枢纽泵站设计流量180m 3 /s,节制闸设计流量375m 3 /s;望亭水利枢纽为“上槽下洞”立交的工程结构型式,涵洞设计流量为400m 3 /s;望虞河东岸支河已全部设控,西岸大部分口门敞开。遇1954年型洪水(50年一遇),望虞河工程5—7月承泄太湖洪水23.1亿m 3 ,占太湖外排水量的51%;遇干旱年引长江水入太湖水量28亿m 3

4.太浦河工程

太浦河是承泄太湖洪水和区域涝水的流域性骨干河道,也是向上海市等下游地区供水的主要河道,具有防洪、除涝、改善水环境和航运条件等综合效益。太浦河西起东太湖边的苏州市吴江区庙港镇时家港,东至上海市青浦区南大港入泖河接黄浦江,河道全长57.6km。

太浦闸为太浦河上的重要控制建筑物,设计流量580m 3 /s,校核流量864m 3 /s,太浦河泵站设计流量300m 3 /s。目前,太浦河两岸除京杭运河南、北岸未控制,以及南岸芦墟以西尚有9个口门未实施控制外,其他口门已全部控制。

5.新孟河工程

新孟河延伸拓浚工程是《太湖流域水环境综合治理总体方案》《太湖流域防洪规划》《太湖流域水资源综合规划》确定的具有防洪、排涝、水资源配置、水生态改善和航运等综合效益的骨干工程,也是列入国家172项节水供水重大水利工程、长江经济带建设的重点项目。工程北起长江,沿现有新孟河拓浚至京杭运河,通过立交过京杭运河后,新开河道向南延伸至北干河,拓浚北干河连接长荡湖和滆湖,拓浚太滆运河、漕桥河入太湖,河道全长116.47km。新孟河河床上口宽度128~150m,底部宽度为70m。新孟河干河控制建筑物主要包括界牌水利枢纽和奔牛水利枢纽。同时,对京杭运河以北段两侧支河口门、太滆运河北侧的支河口门实施有效控制,其中,太滆运河与锡溧漕河改道段交汇处北侧兴建前黄水利枢纽、在太滆运河的北侧武宜运河上兴建牛塘水利枢纽。主要控制建筑物情况如下。

(1)界牌水利枢纽。位于新孟河向北延伸段入江口处的浦河和小夹江之间,是新孟河延伸拓浚工程的重要控制性建筑物之一,工程由节制闸、泵站、船闸和上下游引河组成,其中,节制闸底宽80m,闸槛底高程-3.0m;泵站规模为引排双向300m 3 /s。界牌水利枢纽主要功能为引水、排涝、挡洪及通航等。

(2)奔牛水利枢纽。主要由京杭运河立交地涵、船闸、节制闸、上下游引河及孟九桥组成。京杭运河立交地涵设计过水面积为618m 2

(3)支河口门建筑物。沿线支河口门敞开227处,封堵13处,维持现有控制12处,支河新改建口门控制建筑物27座。新改建的27座口门控制建筑物中,前黄水利枢纽、牛塘水利枢纽为主要支河口门控制建筑物,其余为一般支河口门控制建筑物,共计25座。

6.新沟河工程

新沟河延伸拓浚工程既是《太湖流域水环境综合治理总体方案》安排的近期治理引排工程项目,也是《太湖流域防洪规划》中需实施流域洪水北排长江的重点工程之一。在区域污染源难以在短期内彻底治理的情况下,实施新沟河延伸拓浚工程后,可有效控制直武地区入湖口门,减少梅梁湖外源污染入湖,结合区域防洪除涝,将直武地区由现状入湖改为北排,还可通过新沟河外排梅梁湖水体,提高梅梁湖湖区水动力条件,遇水污染突发事件时应急调长江水入湖。新沟河延伸拓浚工程全长97.47km,武进段总长47.97km,沿线涉及横山桥、遥观等6个乡镇,主要建设内容包括建设遥观南、北枢纽、采菱港节制闸,整治武进港、三山港、漕河,新建、改建18座跨河桥梁等。

(1)河道工程。河道工程北起长江,利用现有的新沟河拓浚至石堰,分成东、西两支。东支利用现有的漕河—五牧河拓浚至规划京沪高速铁路处,平地开河立交穿京杭运河与锡溧漕河改道段(北直湖港即京杭运河—锡溧漕河段)形成两河三堤即西直湖港,立交穿锡溧漕河接利用南直湖港段(锡溧漕河—太湖段)入太湖;西支利用已有的三山港拓浚至京杭运河,疏浚武进港至太湖。

(2)江边枢纽。江边枢纽位于新沟河入长江口处,距长江约400m。工程由节制闸和泵站各一座组成。节制闸主要功能为排水(流域100年一遇洪水北排入江、区域洪涝水入江以及改善太湖等水环境排水入江)、挡潮、应急引水(向太湖梅梁湖等湖湾送长江水)需要;泵站是排水遇长江高潮位或引水遇长江低潮位,利用泵站抽排或抽引满足新沟河承担的工程任务。节制闸规模总净宽48m,泵站规模为180m 3 /s。

(3)西直湖港北枢纽。西直湖港北枢纽位于新沟河延伸段五牧河与京杭运河高等级航道(规划Ⅲ级)交汇处,为减轻京杭运河压力,满足新沟河与梁溪河(梅梁湖泵站)交替外排梅梁湖水、直武地区水流调向的要求,以及满足新沟河应急引长江水补充梅梁湖的要求,减轻对京杭运河高等级航道和沪宁铁路的影响,五牧河穿京杭运河采用立交形式,立交地涵尺寸为75m 2

(4)西直湖港闸站枢纽。西直湖港闸站枢纽由泵站和节制闸组成,其中泵站的主要功能是抽排梅梁湖和直武地区的水和应急向梅梁湖抽送长江水,泵站规模为90m 3 /s;节制闸的主要功能是在不需要泵站进行抽引、排水时,利用节制闸引、排水,减少工程年运行费,同时在地区遭遇5年一遇以上洪水时,汇集西岸涝水南排入太湖。

(5)西直湖港南枢纽。西直湖港南枢纽位于新沟河延伸段西直湖港与锡溧漕河高等级航道(规划Ⅲ级)交汇处,工程由立交地涵、节制闸和船闸组成。为满足新沟河与梁溪河(梅梁湖泵站)交替外排梅梁湖水减轻京杭运河压力、直武地区5年一遇及其以下降雨径流由南排调向北排,以及应急引长江水和减轻对锡溧漕河高等级航道的影响,西直湖港穿锡溧漕河采用立交地涵,立交地涵尺寸为134m 2

(6)遥观南枢纽。遥观南枢纽位于新沟河延伸段武进港河道上,工程由泵站、节制闸和船闸组成。泵站的主要功能是满足直武地区遭遇5年一遇及其以下降雨其水流由南排入太湖通过抽排改变其流向北排入长江,泵站规模为60m 3 /s;节制闸主要在直武地区遭遇5年一遇以上洪水,满足京杭运河分泄洪水南排入太湖的需要,即维持现有京杭运河高水分泄武进港的功能。

(7)遥观北枢纽。遥观北枢纽位于新沟河延伸段三山港河道上,工程由泵站、节制闸组成。泵站的主要功能为遥观南枢纽(武进港)接力泵站,及时将遥观南枢纽(武进港)抽排入运河水量北排长江,减轻京杭运河上、下游压力,泵站规模为80m 3 /s;节制闸功能是维持现有三山港与京杭运河相通的功能,减少泵站的运行费,在地区遭遇5年一遇以上洪水,满足京杭运河高水通过三山港自排入江,减轻太湖的防洪压力。

(8)采菱港节制闸。采菱港节制闸位于采菱港入京杭运河河道上,为防止武进港泵站抽排直武地区5年一遇及其以下降雨径流时京杭运河高水通过采菱港进入,造成武进港抽排京杭运河高水形成“短路”,抽不到直武地区的涝水;并在直武地区遭遇5年一遇以上洪水时,满足京杭运河分泄洪水南排入太湖的需要,维持现有京杭运河高水分泄采菱港的功能,减轻京杭运河上、下游防洪压力。闸孔总净宽12m。

7.南排工程

(1)杭嘉湖南排工程。杭嘉湖南排工程是浙江省杭嘉湖地区的主要排涝骨干工程,遇1954年型洪水可排涝水入杭州湾22.4亿m 3 。杭嘉湖南排工程干河总长180.4km,主要包括长山河、海盐塘、盐官下河、盐官上河 4 条主要排水河道(疏浚河道总长122.4km),长山闸、南台头闸、盐官下河枢纽、盐官上河闸4座出海口枢纽工程及河道沿岸配套建筑物等。4座出海枢纽排涝闸总净宽144m,其中,盐官下河枢纽另设排涝流量200m 3 /s的泵站1座。

(2)扩大杭嘉湖南排工程。扩大杭嘉湖南排工程的建设任务是增加太湖流域水环境容量,促进杭嘉湖东部平原河网水体流动,提高向杭州湾排水能力,改善流域和杭嘉湖东部平原水环境;提高流域和区域防洪排涝和水资源配置能力,兼顾航运等综合利用。工程位于浙江省杭嘉湖东部平原,由长山河排水泵站、南台头排水泵站(包括南台头干河防冲加固工程)、三堡排水泵站、八堡排水泵站、长山河延伸拓浚工程、长水塘整治工程、洛塘河整治工程、盐官下河延伸拓浚工程等组成。 9K377lUTu7nF8CAviF2P1vNVJchHCznUX+N+2puViT0nD4cjUC2fNLt1zG/CsKrJ

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