梁溪河防洪排澇調度的實踐與思考

(江蘇省無錫市水利工程管理中心，江蘇 無錫 214023)

梁溪河又名梁清溪，是無錫地區年代最為久遠的天然河流之一，被譽為無錫的母親河，主要位于濱湖區與梁溪區境內，是無錫重要的骨干河道之一。梁溪河南起太湖梅梁灣，北至無錫環城古運河，總長約8km，連接了太湖、五里湖、京杭大運河和無錫城區水系，是無錫城區主要的引排水通道，為保障無錫城區的防洪安全發揮了極為重要的作用。

1 梁溪河防汛排澇現狀

梁溪河以京杭大運河為界，分為南、北兩段。北段從京杭大運河河口至環城古運河河口，防洪排澇標準都較高，防汛壓力不大。南段從京杭大運河口至太湖入湖口，是無錫錫惠山麓以南到五里湖北岸整個片區(以下簡稱為梁溪河片區)的主要排澇通道，本文所指梁溪河主要是該段(見圖1)。梁溪河片區內河道大多與梁溪河相交，主要包括罵蠡港、西新河、東新河、小渲河等[1]。整個片區匯水面積約60km2，來水包括北部錫惠山麓的山洪、梁溪河以南至五里湖北岸片區的澇水(由于向五里湖排澇受限，五里湖北側河道澇水主要排往梁溪河)，通過南北向河道匯集到梁溪河，再通過梁溪河外排到京杭大運河或太湖。

為充分發揮梁溪河排澇、泄洪和改善水環境的作用，1991年在梁溪河入湖口建成了犢山防洪控制工程，由兩座節制閘(凈寬分別為20m、16m)和1座船閘組成，主要作用是防太湖洪水以及排城區澇水。2004年，在犢山防洪控制工程東側建成了梅梁湖泵站樞紐工程，包括1座流量50m3/s泵站和4座雙孔凈寬16m的節制閘，主要作用是引水改善太湖梅梁湖、五里湖以及無錫城區河道的水環境[2]。2006年，在無錫運東片城市防洪工程建設中，在梁溪河與京杭大運河交匯處建成了仙蠡橋水利樞紐，工程由南、北樞紐和穿運地涵組成，分列于京杭大運河兩側梁溪河上，其中北樞紐由1座流量75m3/s泵站和1座凈寬16m的節制閘組成，南樞紐為1座雙孔每孔凈寬20m的節制閘，穿運地涵連接南北樞紐，溝通了梁溪河南、北兩段水系，設計流量30m3/s，主要作用是將水質較好的太湖水引入城區河道，改善城區河道水環境。

根據無錫市防汛調度預案，當無錫站水位低于4.4m時，仙蠡橋南樞紐開啟節制閘，梁溪河澇水向京杭大運河自流排除；當無錫站水位超過4.4m，并有持續上漲趨勢時，仙蠡橋南樞紐關閉雙孔節制閘，防止京杭大運河高水位侵入梁溪河周邊低洼片區，同時開啟犢山防洪工程節制閘，有節制地向太湖泄洪，保障片區防洪安全[3]。但若遭遇京杭大運河與太湖同時處于高水位時，梁溪河澇水必將出現兩頭受阻、沒有出路的嚴峻形勢。此外，根據2020年統計數據，梁溪河片區常住人口約30萬，有濱湖區政府等重要機關、4A級景區蠡園、商業綜合體萬達廣場以及無錫重要的新城區——蠡湖新城。無論從區域發展地位還是現狀情況看，梁溪河片區的防汛安全都十分重要，不容出現差錯。因此，在現有水利工程體系和水系的情況下，為破解梁溪河片區防汛排澇困局，調度模式的優化就顯得尤為重要。本文以2020年典型工況為例，探討如何優化調度，保障梁溪河片區防汛安全。

圖1 梁溪河片區

2 2020年梅雨期梁溪河防洪排澇調度

2020年無錫市梅雨期呈現出入梅早、出梅晚、梅雨期長、梅雨量大、梅雨量分布不均的特點，多項指標歷年罕見。6月10日，無錫正式入梅，隨后迎來了長達42天的超長梅雨期，梅雨期間累計雨日39天，全市累計年平均降雨量711.4mm，是多年平均梅雨量的2.88倍，位列1954年以來的第2位，5個單站的梅雨量均超歷史記錄，其中無錫站達878.8mm。

2.1 降雨及各河湖水位情況

入梅后，無錫市經歷了多輪強降雨，7月10—20日，又出現連續11天降雨，日均降雨量28.8mm，累計降雨量達316.8mm。強降雨和連續降雨導致無錫主要河湖水位快速上漲，并陸續超警戒。6月15日，京杭大運河無錫站水位超過警戒水位；7月6日起，持續超保證水位；7月20日，最高至5.05m，超過警戒水位1.15m。與此同時，太湖水位于6月28日超警戒水位；7月17日，超保證水位；7月21日，漲至最高水位4.79m，超警戒水位0.99m，位列歷史高水位第3位(見圖2)。京杭大運河及太湖的持續高水位，導致梁溪河片區澇水出路受阻，梁溪河水位最高上漲至4.71m，給片區防汛帶來了巨大的壓力。為解決梁溪河片區澇水出路問題，無錫市防指統籌考慮，通過綜合利用城市防洪工程，聯合調度多個泵站及穿運地涵共同運行，降低梁溪河水位，緩解梁溪河片區防汛壓力。

圖2 梅雨期降雨量與水位過程線

2.2 聯合調度過程

7月13日8時，當大運河無錫站水位達4.34m時，根據預案，仙蠡橋南樞紐關閉雙孔節制閘，梁溪河向京杭大運河排水受阻。7月13日19時，由于持續降雨，太湖水位達到4.54m，梁溪河向太湖排水受阻，13日19時，梁溪河水位已上漲至4.13m，防汛壓力很大。而此時，城市防洪大包圍通過全力搶排，水位已降至3.31m(南門水位)。無錫市防指經過綜合考慮，決定開啟仙蠡橋水利樞紐穿運地涵，引梁溪河水入城市防洪大包圍，通過增加仙蠡橋、利民橋等樞紐泵站排澇流量的方式來降低梁溪河水位。7月13日晚，仙蠡橋穿運地涵先開啟1孔，將梁溪河澇水引入仙蠡橋北樞紐內河口，再開啟仙蠡橋北樞紐泵站1臺機組，排入京杭大運河。經過近12h的調排試驗，梁溪河水位上漲趨勢得到有效控制，城市防洪大包圍水位情況平穩，14日7時，無錫市防指再次調度仙蠡橋地涵增開兩孔，北樞紐增開1臺機組，經過35h運行，通過穿運地涵排澇246.38萬m3，有效緩解了梁溪河片區防汛壓力。

2.3 聯合調度效果

根據統計，通過7月13—15日的連續運行，梁溪河水位由4.37m降至3.51m，效果十分顯著。7月17日起的強降雨過程中，市防指再次調度仙蠡橋樞紐泵站和利民橋樞紐泵站與穿運地涵聯合運行，再次有效遏制了梁溪河水位上漲，至7月24日，聯合運行共計排除梁溪河片區澇水近1200萬m3，梁溪河水位始終控制在安全范圍內，有力地保障了梁溪河片區的防洪安全。聯合調度運行情況見表1。

表1 聯合調度運行情況統計

3 待解決問題

3.1 穿運地涵的過流能力問題

仙蠡橋水利樞紐穿運地涵設計過水能力為30m3/s(設計水位差為0.2m)，梁溪河片區匯水面積約60km2，按照3h降雨量50mm計算，需要排除澇水約300萬m3，通過穿運地涵排除約需要27h，在匯水過程中，梁溪河水位仍將不可避免地上漲，當基礎水位高時，梁溪河片區防汛壓力仍將十分嚴峻。因此，調度上可以適當增大梁溪河南段一側與城市防洪大包圍內的水位差，在確保穿運地涵安全的前提下，盡可能提升穿運地涵的過流能力，盡快排除澇水。運行泵站也盡可能使用仙蠡橋泵站，利用泵站進水的水位坡降，增大水位差。

3.2 梁溪河水體中的藍藻問題

梁溪河是太湖安全度夏的重要通道，梅梁湖泵站長期抽引含有藍藻的太湖水進入梁溪河，再由梁溪河排入京杭大運河。梅雨時節，由于溫度適宜，梁溪河水體中已經含有一定濃度的藍藻，此時通過穿運地涵排澇時，水體中的藍藻也會隨澇水進入城市防洪大包圍內主城區河道，一旦遇到適宜的氣象條件，就會爆發性地繁殖，甚至可能出現藍藻集中暴發。因此，調度上可以考慮在梅雨期結束后立即對城市防洪大包圍進行調水，通過引入外圍水質較好的水體進入主城區，并通過仙蠡橋、利民橋等泵站排出，持續運行2～3天，稀釋河水中的藍藻，降低藍藻密度，避免造成集中暴發。

3.3 梁溪河片區排澇能力問題

目前，在太湖和京杭大運河均處于高水位時，梁溪河片區的排澇只能依靠穿運地涵，澇水出路單一，排澇手段單一，這在防洪安全保障上存在一定的風險，一旦降雨量超過地涵過流能力，或者城市防洪大包圍內水位由于其他情況必須抬高，就會造成梁溪河片區澇水無法及時排出，必將導致梁溪河片區防汛安全出現問題。因此，提升梁溪河片區整體排澇能力十分重要，規劃上可以考慮在大運河沿線如曹王涇、張巷浜等河道上適當增加排澇泵站，提升整個片區排澇能力。此外，還可以考慮利用五里湖作為城市湖泊的調蓄作用，在片區河道水質條件允許的前提下，適當抬高五里湖水位，存蓄澇水，緩解防汛壓力。

4 結 語

在太湖、京杭大運河同時高水位的工況下，通過利用城市防洪工程泵站、穿運地涵、節制閘聯合調度，梁溪河水位得到了有效控制，確保了梁溪河片區的防汛安全。近年來，隨著極端天氣的增多，梁溪河的防洪排澇形勢發生了很大的變化，傳統的調度模式已逐漸不能適應新的工況，而城市化的進程又加劇了這一變化。因此，我們必須未雨綢繆、統籌考慮，按照防大汛、抗大險的標準做好防汛工作，進一步加強探索和創新，科學調度，確保防汛安全。