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2021 年太湖流域洪水调度实践与思考

2023-01-04钱傲然

中国水利 2022年9期
关键词:太湖流域防洪太湖

金 科,钱傲然,张 昊

(1.水利部太湖流域管理局,200434,上海;2.太湖流域管理局水文局(信息中心),200434,上海)

太湖流域位于长三角区域一体化发展和长江经济带发展两大国家战略交汇点,以占全国不到0.4%的面积养育了全国4%的人口,创造了全国近10%的GDP。 太湖流域以太湖为中心,平原洼地交错,河道坡降较小,下游河网受感潮影响水流往复,流域排水难度大,太湖水位易涨难消。 目前流域区域协同的水利工程调度,是防范洪涝灾害、改善水资源与水环境条件、发挥工程减灾兴利综合效益的关键手段,对保障流域区域“四水”(水灾害、水资源、水生态、水环境)安全具有重要作用。

2021 年,太湖流域先后遭遇了梅雨、“烟花”台风强降雨、盛夏连阴雨袭击,防汛形势严峻复杂。水利部太湖流域管理局(以下简称“太湖局”)坚决贯彻习近平总书记有关重要指示批示精神,在水利部的正确领导和流域江苏、浙江和上海水利(水务)部门鼎力支持下,始终坚持调度工作“全流域一盘棋”,以太湖和河网水位调控为核心,用好“四预”措施,依托多目标统筹的流域区域协同调度,助力打赢洪水防御攻坚战,成功守牢流域防洪安全底线。

一、洪水调度工作及成效

1.“预”字当先,提前预降太湖水位

汛前,太湖局聚焦流域“四水”安全,强化多目标统筹协调调度,提前预降太湖水位,成功在入汛(5 月1 日)前将太湖水位降至防洪控制水位(3.10 m)以下,为防御可能出现的太湖洪水腾出了充足库容, 同时也为春季太湖水草萌芽生长提供了适宜水位条件。 此外,预泄的太湖水有效改善了太浦河下游水源地水质,保障了冬春季供水安全。 入梅前,抓住流域降雨偏少的有利时机,不断加大望虞河、太浦河等的排水力度,调度太浦闸、望亭水利枢纽按照最大泄洪能力全力泄水, 最大程度降低太湖水位,为迎梅度汛做好准备。

2.严密防范,有效预防梅雨洪水

太湖流域6 月10 日入梅,较常年偏早3 天;7 月11 日出梅,较常年偏晚3 天。 梅雨期31 天,较常年偏长6 天。梅雨量231.4 mm,接近常年梅雨量。 梅雨期雨强偏弱, 单日降雨量达到大雨级别的仅1 天,为28.4 mm(7 月8 日)。

基于梅雨容易导致流域性洪水的历史经验,入梅后,太湖局毫不松懈,始终把流域防洪安全摆在突出位置,科学调度太浦闸、望亭水利枢纽,持续大流量泄水,全力降低防洪风险。梅雨期间,太浦闸、望亭水利枢纽合计泄水6.49 亿m3,相当于太湖0.28 m 蓄水量;太湖最高水位3.58 m(7 月10日),低于太湖警戒水位(3.80 m),为防御后期可能发生的台风暴雨洪水留出了调蓄库容。

3.科学调度,成功抗御“烟花”台风暴雨

7 月23—27 日“烟花”台风影响期间,太湖流域累计雨量达216.1 mm,仅次于1962 年台风“艾美”降雨量,加之流域恰逢天文大潮,太湖水位从3.46 m 涨至过程最高水位4.20 m,超过警戒水位0.40 m, 涨幅位列有记录以来台风降雨导致太湖水位涨幅第二位; 地区河网水位普遍超警超保,33 个站点水位超过有记录以来最高值,流域防汛工作面临严峻考验。

“烟花”台风生成之初,太湖局以预报降雨过程为基础,预演流域骨干水利工程不同调度方式下的太湖和地区河网水位变化过程及地区淹涝情况,为流域骨干工程调度决策提供支撑。 通过预演,提前预判认为在“烟花”台风影响下,太湖将发生超警洪水,但不会发生超标准洪水(即太湖水位将低于4.65 m 保证水位), 但地区河网水位将大面积超警超保,部分站点水位可能超过有记录以来的极值,部分低洼地区会出现淹涝。 基于预演结果,太湖局研究制定了《防御“烟花”台风暴雨洪水方案》,分阶段系统安排流域主要工程调度等各项防御措施,并滚动更新防御方案。 此外太湖局密切关注流域防汛最吃紧的重点区域, 保持与省市水利厅(局)、 水库管理单位等密切联系,及时通报预演结果,并通过一线工作组进行点对点的防御指导。

台风影响前,太湖局按最不利情况考虑, 抢抓台风到来前的空档期,全力预降太湖及地区河网水位,为防御台风暴雨洪水腾出调蓄库容。 提前启用望虞河常熟水利枢纽,闸泵联合全力排水; 在确保工程安全的前提下,调度启用刚完成试运行的新孟河界牌水利枢纽实施闸泵联合排水。 流域内江苏省、浙江省、上海市加强“外圈”(流域周边沿江、沿海、沿杭州湾口门)排水,通过城市大包围、圩区等工程及时预降内河水位,为台风降雨腾出调蓄空间。

台风影响期间,太湖局督促“外圈”持续全力排水;调度“内圈”(环太湖口门)先后关闭太浦闸、望亭水利枢纽等口门, 充分发挥太湖拦蓄作用,缓解下游地区风、暴、潮、洪“四碰头”的极端不利局面,减轻其防洪压力; 支持江苏省开启蠡河水利枢纽,通过望虞河排泄江南运河洪水。 上海市开启蕰西闸、淀西闸,协助排泄上游江苏省淀泖地区洪水。 浙江省开启东导流东岸口门, 减少入太湖洪水。各地科学调度圩区工程及时限排甚至停排,有效协同流域,控制外河水位持续上涨。

台风降雨结束后, 在区域河网水位普遍下降、 防洪风险明显降低的情况下,太湖局及时调度太浦闸、望亭水利枢纽全力排水, 江苏省主动开启环太湖瓜泾口、 胥口等水利枢纽参与排水,有关地区通过沿长江、杭州湾闸泵加强排水,尽快降低太湖及河网水位。

4.统筹兼顾,力保流域防洪供水双安全

8 月中旬,受冷暖空气共同影响,太湖流域遭遇类似“倒黄梅”盛夏连阴雨,8 月10—16 日流域面平均降雨154.7 mm,太湖水位止落回涨,最高水位涨至4.17 m, 区域河网水位再次超警超保,流域防汛再次遭受严峻考验。

盛夏连阴雨期间,太湖局在协同各省市利用“外圈”口门全力排水的基础上,根据流域降雨南部大于北部的特点,维持北部望虞河全力排泄太湖洪水,同时统筹好流域防洪与区域排涝, 错峰调度太浦闸, 一周发出4道调度令, 充分发挥太浦河行洪、排涝等综合效益。 在预报将发生强降雨的情况下,应江苏省防指请求,协调上海市水务局提前开启蕰藻浜西闸,帮助江苏省淀泖地区预降河湖水位。8 月下旬, 太浦河下游水质异常事件处置期间,太湖局在确保流域防洪安全的前提下,根据水质变化精细调度太浦闸下泄流量,有效保障太浦河下游水源地供水安全。

5.未雨绸缪,防御“灿都”台风强降雨

9 月中旬“灿都”台风擦过太湖流域,流域面临风、暴、潮“三碰头”风险,“外圈”闸门乃至位于潮区界的太浦闸排水均受到风暴潮的影响。

太湖局总结吸收防御 “烟花”台风的成功经验,科学确定“灿都”台风调度工作思路。 台风来临前,太湖局提前调度常熟水利枢纽闸泵联合全力排水; 随着台风逐渐向流域逼近,风雨影响增大,督促“外圈”有关工程全力排水, 并压减太浦闸排水流量,为下游地区排涝创造有利条件;台风影响逐渐减弱后,将常熟水利枢纽调整为节制闸全力排水。

据统计,2021 年太浦闸累计排水22.38 亿m3,望亭水利枢纽排水15.61亿m3,常熟水利枢纽排水25.01 亿m3。太浦河、望虞河累计排水量37.99亿m3,相当于腾出太湖1.6 m 蓄水量,充分发挥了骨干水利工程效益, 确保了在多场强降雨冲击下流域防洪安全。

二、调度工作中存在的困难

2021 年,太湖局以流域区域协同调度为重要抓手, 夯实各项防御措施,取得了防御台风洪水的重大胜利,但也暴露出一些实际困难和问题。

1.流域防洪工程体系仍不够完善

水利工程是水旱灾害防御的重要基础,在调控洪水、抵御灾害方面发挥着重要作用。2016 年流域大洪水之后,流域各地进行了大规模水利工程建设,新沟河延伸拓浚工程、长山河泵站、南台头泵站等工程先后建成并在2021 年洪水防御工作中发挥了重要作用,但流域、区域防洪工程体系仍需进一步完善。 一方面,现状太湖洪水外排通道仅有太浦河、望虞河两个,太湖水位易涨难消。例如,“烟花”台风降雨造成太湖水位涨至4.20 m(8 月2 日)后,尽管太浦闸、望亭水利枢纽及时全力泄水,但至8 月10 日太湖水位仍然高达3.88 m(超警0.08 m),导致遭遇8 月10 日起的155 mm 盛夏连阴雨后,太湖水位再次涨至4.17 m,至9 月4 日才降至警戒水位以下,累计超警时间长达40 天。 另一方面,流域中部地区(淀泖地区、嘉北地区等)防洪战线长、洪水出路不足;受天文潮、风暴潮共同影响,部分未建泵站的沿江沿海口门排水受到明显制约。

2.“四水”安全交织,多目标统筹协调难度大

太湖流域汇集长三角地区多个重要城市,防洪保护对象众多,为人民守住安全底线责任重大;新阶段人民群众对优质水资源、健康水生态、宜居水环境的需求愈发凸显。 流域“四水” 安全交织, 统筹保障难度较大。例如,8 月下旬太浦河下游出现水质异常时,太湖水位高达4.11 m,超出警戒水位0.31 m,且此时流域仍处于台汛期,后期台风降雨情况存在不确定性,太浦闸调度需统筹兼顾防洪和供水安全,存在较大难度。

3.“四预”支撑能力有待加强

从预报方面看,太湖流域河网水系密布,水情规律复杂,水位变化敏感, 加之台风降雨不确定性较大,气象和水文预报的精准性仍需要不断提高。 例如,“烟花”台风于7 月18 日在西北太平洋洋面上生成,初期预报台风登陆福建沿海,对太湖流域影响较小,与实际情况差距较大。 从预演方面看, 流域现有水利模型和信息系统已基本能实现洪水演进模拟,但在计算速度、模拟精度、展示方式等方面仍有不足,且数字孪生太湖建设处于起步阶段, 预演能力仍需不断提高。例如,目前下垫面资料和监测等基础数据不足, 影响了河网代表站水位预报精度。从预案方面看,不同的工况、降雨组合层出不穷,需要进一步细化完善防御措施,查漏补缺,不断贴近实战要求,为防御工作提供科学借鉴。

三、调度能力提升思路

1.加快推进流域防洪骨干工程建设

加快实施完成吴淞江、太浦河后续、望虞河拓浚、杭嘉湖南排新通道等工程。 有序推进新规划的流域防洪骨干工程和重点区域防洪治理工程建设。 完善流域、城市和区域三个层次相协调的防洪格局,增加流域洪水出路,从根本上解决防洪调度手段不足的问题。

2.用好多目标统筹调度协调机制

充分发挥太湖流域调度协调组办公室和流域防总办公室作用,积极听取流域内相关地方、部门不同调度诉求,加强协商协同,凝聚各方共识,寻求调度最优解,最大限度满足各方诉求;以《太湖流域洪水与水量调度方案》修订为重点,深化“四水”安全关键问题研究, 开展调度监督检查,增强多目标统筹协调调度能力。

3.积极谋划数字孪生流域建设

以时不我待、 只争朝夕的紧迫感, 加快推进数字孪生太湖建设,逐步建成交互映射、同升共长的数字孪生流域,不断完善“透彻感知、全面互联、深度挖掘、智慧应用、泛在服务”的智慧太湖,实现“四预”功能一体化、 全链条的场景化模拟与展示,提升太湖流域防汛调度智慧化水平。

四、结 语

太湖流域位于长三角经济发展的核心区域,“四水”安全保障工作与水利工程调度工作密切相关,开展多目标统筹的流域区域协同调度工作意义重大,但仍面临一些亟须解决的问题,流域调度工作任重道远。 要全面落实习近平总书记 “两个坚持、三个转变”防灾减灾救灾理念,强化风险管理和底线思维,进一步提高多目标统筹协调调度水平,全面提升流域“四水” 安全保障能力, 为长江经济带、长三角一体化发展等国家战略实施提供坚实的水利基础支撑。 ■

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