对2020年太湖流域性洪水的分析与思考

2021-08-13 02:58
水资源开发与管理 2021年7期
关键词:太湖流域太湖防洪

刘 涛 叶 婷 沈 浩

(1.江苏省灌溉总渠管理处,江苏 淮安 223200;2.江苏省淮沭新河管理处,江苏 淮安 223005)

2020年,我国洪涝灾害总体呈现“三升两降”的特点,即受灾人数上升、直接经济损失上升、转移群众上升,死亡失踪人数下降、倒塌房屋数目下降。地处长江中下游地区的江苏,已实现了“有大水,无大灾”的目标,面对2020年严峻的汛期,防汛抗洪工作取得了胜利。但在退水后,针对洪水的特点、过程进行回顾和总结,同时对洪水产生的原因进行全面地分析,并反思在应对洪水的过程中,客观存在的困难和所采取的应对措施的不足之处,可为今后的工作提供借鉴,达到举一反三的效果,从而为人民群众生命财产安全提供更好的保障。

1 太湖流域概况

太湖流域面积3.69万km2,地处长江三角洲的南翼,北依长江,南濒杭州湾,东临东海,西以茅山、天目山为界,行政区划分属三省一市即“江苏省、浙江省、上海市和安徽省”。河道总长约12万km,河道密度达3.3km/km2[1]。江苏省太湖地区位于流域的中、北部,流域面积1.92万km2,包括苏州市、无锡市、常州市全域和镇江市的一部分,是江苏省经济最发达、现代化程度最高的区域,也是防洪除涝最为关注的地区之一,历来是江苏省防汛抗旱的重点区域。江苏太湖流域分为太湖湖西、武澄锡虞、阳澄淀泖等区域性流域。

太湖流域现有75处沿长江口门,水量交换频繁,多年平均引长江水量为62.6亿m3,排长江水量为49.3亿m3。流域内河网如织,湖泊棋布,是我国著名的平原河网区,流域平原地面高程大部为3.0~3.5m(吴淞高程,镇江基面),约50%以上面积的地面高程在汛期洪水位以下[2]。流域水面面积达5551km2,水面率为15%。流域河道水面比降小,平均坡降约1/100000;水流流速缓慢,汛期一般仅为0.3~0.5m/s;河网尾闾受潮汐顶托影响,流向表现为往复流。

2 洪水成因分析

2020年太湖流域6月9日入梅,入梅时间较常年偏早4天;7月21日出梅,较常年偏晚13天;梅雨期43天,较常年偏多17天。2020年汛期,太湖流域发生超标准洪水,分析此次太湖超标洪水成因,有以下几点。

2.1 强降雨

2020年江苏省太湖流域面雨量986.6mm,较常年同期偏多45%。降雨时空分布不均。时间上,降雨多集中在6—7月,面雨量717.8mm,占汛期降雨量的73%,7月降雨量达389.7mm,位列历史第1位;空间上,武澄锡虞区和阳澄淀泖区雨量超过了1000mm,见表1。据统计,江苏太湖地区梅雨总量640.6mm,较常年同期偏多2.8倍,降雨总量仅次于1991年(657.2mm),列历史第2位;梅雨期降雨日数高达38天,为历史最多;最大30天降雨位列1951年以来第3。强降雨是造成本次洪水的最主要原因。

表1 太湖流域各分区及东南诸河降雨量 单位:mm

多次强降雨导致太湖水位6月28日首次超警戒水位,太湖发生2020年1号洪水。7月17日超保证水位4.65m,7月21日水位涨至最高4.79m,与1991年并列历史第3位。太湖水位持续超警戒水位48天,位列历史第2位;超保证水位9天,位列历史第4位。流域河网21条河流35站超警戒水位,25站超保证水位,苏南运河苏州段最高水位列历史第2。流域骨干河道100%超警戒水位,83%超保证水位。具体数据见表2。

表2 太湖流域主要控制站水情 单位:m

2.2 下垫面的巨大变化

城市化进程加快,造成了不透水面积的增加,湿地和耕地面积减少,导致产汇流条件发生变化,也就是说,下垫面的巨大变化改变了区域产汇流条件,间接导致了运河汛期高水位频发。据研究,相同降雨条件下,下垫面自然状态下的地表产流仅有5%,而不透水面积达到50%,地表产流可以增加到30%以上[3]。2000—2010年,江苏太湖流域建设用地面积增加了90.29%,1997—2012年,江苏省太湖地区建设用地面积(不透水)增加了2430.64km2,这客观上增大了径流系数,导致洪水总量增多,水位上涨速度加快、洪峰流量增大、洪水位抬高。

2.3 防洪调度难度大

江苏省太湖地区洪水主要出路为北排入江和南排太湖,流域洪水出路不足,目前太湖流域仅有望虞河、太浦河两条主要行洪通道,上游入湖河道已全面拓浚,暴雨后入湖流量加大,水位上涨迅速,且易持续高水位[4]。太湖流域,区域和城市防洪排涝调度协调难度增大,尤其苏南运河沿线区域水系复杂,工程众多,既涉及流域、区域和城市防洪排涝等多层面调度,又涉及防洪与供水、排涝、航运、水环境等多方面联合调度。

2.4 区域防洪排涝能力不足

二轮治太规划工程中望虞河拓浚工程、太浦河后续工程和吴淞江(江苏段)整治工程仍在前期工作阶段,洪水外排出路仍显不足,导致太湖洪水位易涨难消,加之周边河网水位偏高,如后期遭遇台风,将给太湖防汛带来更大压力。沿江口门低潮抢排,高潮时泵站抽排,但受到2020年汛期长江洪水影响,江边潮位居高不下,新沟河江边枢纽汛期泵站排水6.14亿m3,占总排水量的63.6%,基本以泵站强排为主,强排能力有限,制约了通江河道排水效益的发挥。区域规划中新建江边泵站仅有锡澄运河定波枢纽在实施中,新老桃花港、走马塘、十一圩港、浏河、白茆塘等江边泵站仍在进行前期工作,区域河道仍未按照区域规划规模进行治理,通江河道设计排水能力仍未达到区域规划要求,造成洪水外排能力不足,增加了太湖地区防洪压力。

3 存在的问题

3.1 防洪体系上仍有薄弱环节

水利工程是防洪的重要基础。目前,江苏省太湖流域防洪体系仍然存在薄弱环节,太湖大堤尚未全面达到流域100年一遇防洪标准,局部堤段在汛期持续高水位和风浪作用的影响下出现险情,部分环太湖口门防洪标准不足,危及周边防洪安全。望虞河、太浦河汛期持续高水位、大流量行洪,不利于水利工程的安全运行,堤防、挡墙存在多处险工隐患。苏南运河沿线堤防未全线达到规划防洪标准,沿线堤防及口门建筑物有待加固和改造。镇江市城市洪水外排能力需进一步提高,武进、金坛和溧阳等市(区)城市建成区的低洼片区防洪圈未完全封闭,汛期高水位时易发生淹涝险情,造成较大的经济损失,严重制约地方经济发展。且丘陵山区中小型水库建设运行时间长,工程运行存在隐患,难以有效发挥洪水调蓄作用。

3.2 已建工程调度上尚未完全实现统一

图1 2020年汛期新沟河江边枢纽排水量

近年来,江苏省太湖地区先后实施了新沟河、新孟河等流域性工程,已建工程在2020年汛期发挥了巨大的作用。据统计,新沟河江边枢纽自2020年6月28日起,投入全力排水运行,汛期累计排水达9.65亿m3,有效缓解了太湖及沿江地区防汛压力。但遥观枢纽、西直湖港闸站枢纽等其他新沟河主要节点工程仍未按照工程设计调度原则进行统一调度,在武进港、雅浦港等入湖口门未打开情况下,直武地区涝水未通过直湖港和武进港及时外排,造成常州运河以南直武地区等局部区域不同程度受淹,对人民的生活和财产安全造成了一定的影响。

4 建 议

4.1 加快水利工程薄弱环节建设

经过几十年的建设,江苏省太湖地区已基本建成较完善的防灾减灾工程体系,但与区域防洪规划目标要求仍有一定差距。建议在现状防洪减灾体系基础上,聚焦薄弱环节,按照统筹规划、突出重点、因地制宜、科学治理的原则,集中力量加快运河堤防达标建设,区域骨干河道、中小河流治理,城市防洪排涝能力以及低洼片区建设等,集中力量补齐补强防汛短板,全面提升水旱灾害防御能力。

4.2 加快入江、入海等外排通道建设

2020年汛期防洪实践表明,在长江高水位顶托、太湖高水位挤压的不利情况下,现有工程措施排水能力仍显不足。建议按照流域防洪规划和江苏省区域水利规划,加快实施望虞河扩大、太浦河整治和吴淞江(江苏段)流域、区域骨干河道治理,新增沿江口门排涝动力,扩大太湖洪水和区域洪水外排能力,进一步增强流域、区域防洪排涝能力,提高流域、区域防洪排涝标准。

吴淞江工程按流域防洪100年一遇、区域除涝20年一遇标准设计,新川沙河段作为吴淞江工程(上海段约69km)第一阶段项目已开工,标志着吴淞江工程进入全面实施阶段。吴淞江工程建成后,增加太湖洪水外排出路,大力缓解太湖防洪压力,将从根本上改变上海市北部地区缺乏骨干排江通道、涝水排不出的被动局面。

4.3 实施流域、区域和城市统一调度

2020年调度实践表明,实施精准调度,合适的时间给洪水找到合适的路线、去处是防汛抗洪的正确选择。流域上充分利用太浦闸、望亭水利枢纽和沿长江口门、沿杭州湾南排工程等骨干工程排洪,全力降低太湖及周边河网水位。区域上充分利用太湖地区沿江闸站全力排水,自排和抽排联合运行切换,切实降低河湖水位,加强直湖港和武进港两港统一调度。加快常州运河以南直武地区洪涝水外排,协调好流域、区域洪水安排,适时打开淀浦闸,利用连通黄浦江的拦路港、红旗塘、淀浦河,进一步畅通淀泖区外排出路。构建流域、区域相互协调的一体化洪涝调度运用体系,可有效减轻洪涝灾害损失。

4.4 完善预案,有效防范超标洪水风险

2020年我国气象水文年景总体偏差,极端事件偏多,涝重于旱,根据这一预测情况,水利部部署了大江大河超标洪水防御预案编制任务,而《太湖流域超标洪水防御预案》的编制为2020年太湖流域性洪水提供了极其重要的应对措施。为贯彻防灾减灾新理念,适应江河流域洪水新特点,根据我国经济社会发展总体布局和区域发展功能定位,分级分类完善了防洪标准,明确了不同标准洪水的防洪思路和举措,提出了超标准洪水防御预案和防范化解应对策略,以此强化洪涝灾害社会风险管控。

5 结 语

太湖地区是江苏省经济最发达的地区,一旦发生洪灾,损失巨大,可以说是淹不起的。造成2020年太湖流域性洪水的原因有很多,除本文中已分析的几种洪水成因外,还存在运河航道升级、加快水流下泄、生态环境调水、水源地保护等因素,需要进一步加以探究。

在以后的防洪调度工作中,随着“智慧水利”的发展,应更多地采用人工智能、大数据、分布式模拟等技术对洪水进行更加精准的预测和调度,充分发挥水利工程的防灾、减灾、兴利综合效益,在保障人民群众生命财产安全的同时,更好、更高效地服务社会经济发展,努力做到人水和谐。

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