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盐铁塘常熟段河道存在问题及治理对策

2024-02-29赵程程杨协成任婷婷

水利技术监督 2024年2期
关键词:常熟市防洪片区

赵程程,杨协成,董 宇,任婷婷,景 璐

(1.常熟市水利工程建设管理中心,江苏 常熟 215500;2.常熟市水务局,江苏 常熟 215500;3.淮安市水利勘测设计研究院有限公司,江苏 淮安 223005;4.南京市江宁区水务局,江苏 南京 211112;5.南京市江宁区禄口街道水务管理服务站,江苏 南京 210000)

1 工程区概况

1.1 地理位置

常熟市位于苏州北部,属太湖流域,东邻太仓市,南接昆山市,西连锡山区和江阴市,西北与张家港市接壤,北濒长江,与南通市隔江相望。常熟市属长江三角洲冲积平原,整体地势由西北向东南倾斜。盐铁塘是阳澄区和滨江区的分界线,汇流区跨阳澄区和滨江区2个水利分区。盐铁塘常熟段即盐铁塘(耿泾塘~常浒河段)。盐铁塘为区域性引排骨干河道,西起无锡市江阴城北,东至上海市黄渡入吴淞江,全长95km,承担着区域排水、引水和航运等主要功能。其中,盐铁塘常熟段西起耿泾塘,向东南至与太仓市交界处,长27km,是东西向骨干排水和调节河道的组成段。沿线涉及海虞、梅李、董浜、支塘等乡镇,汇流面积约200km2。本次拟建的常熟市盐铁塘整治段南起常浒河,北至耿泾塘,长约8.41km,大部分位于梅李镇。

1.2 洪涝灾害

长历时梅雨和短历时台风暴雨是本区域的灾害性降水。历史上常熟市的自然灾害多数为洪灾,如2016年入梅后出现强降雨过程,京杭运河望亭、枫桥站最高水位超过历史极值,太湖平均水位最高达4.86m,常熟城北片中包括盐铁塘、耿泾塘沿线的低洼片受灾严重。常熟市处于太湖和区域洪水入长江的通道上,上游洪水及长江台风海潮均对本市造成极大威胁;随着区域城乡一体化的迅速发展,本区域下垫面变化巨大,短历时暴雨形成的内涝尚未解决;区域骨干河道白茆塘尚未有效整治,片区骨干河道耿泾塘、区域调节河道盐铁塘尚有一段未整治,部分市级和镇级引排河道淤浅,整体防洪排涝能力与区域规划治理标准还有一定的距离;当前常熟市工业化、城镇化、农业现代化水平不断提高,经济发展形势对防洪除涝提出更高的要求,因此,本区洪涝灾害治理任务仍然艰巨。

2 存在问题与治理必要性分析

2.1 存在问题

2.1.1沿岸局部地势低,存在防洪隐患

盐铁塘两岸均为半高地,不设防,大部分地面地势较高,但盐铁塘南岸局部临河房屋地势低,如振兴路桥北南岸(1+650附近)、华联路两侧(2+800~3+100附近)、八字大桥北侧南岸(3+345附近),地面高程3.60~4.20m之间,河岸无挡墙,在盐铁塘高水位行洪时,此处易受淹,房屋、厂房质量较差,经不起洪水长时间浸泡和冲刷,成为盐铁塘整治段的防洪薄弱环节,存在防洪隐患。

2.1.2 河道淤积严重,过水能力衰减

盐铁塘是常熟东北片区横向骨干排水河道,沟通各大通江河道。常浒河~太仓交界段河道已整治,疏浚底高程0.00m,耿泾塘~常浒河段多年未进行全面疏浚整治。现状河底普遍淤浅严重,特别是镇区段,淤积厚度一般在1.0m以上,最大淤积1.8m,致使过水面积减小,河道流速小,水体滞留不前,严重影响了盐铁塘的行洪排涝能力。

2.1.3 河坡冲刷强烈,加剧岸坡侵蚀

盐铁塘整治段河道长度为8.41km,其岸线总长度约16.47km。现状沿岸仅有5km岸线建有挡墙,另有约11.47km岸线无挡墙。整治段河道两岸绝大部分无驳岸,为自然土坡,且无支挡工程。由于排水任务重,加之河坡土质为砂土,土粒结构松散,未防护的河坡受水流、雨水冲刷侵蚀影响,岸坡陡峭,部分河边植物倾倒、植被根系裸露,水土流失较严重,从而加剧河道淤积,影响河道水体流动性,制约河道过水能力。

2.2 治理必要性分析

2.2.1 整治河道薄弱环节,消除防洪隐患

盐铁塘整治段沿河两岸均为自排区,不设置堤防,沿河大部分地面高程较高,但南岸也存在局部低洼片,局部临河厂房地势低,厂房无基础或基础差,存在防洪隐患,汛期水位较高时,低洼片区会短历时上水。沿线低洼段建设挡墙,高于设计洪水位,形成防洪屏障,对于墙后低于4.50m高程的低洼片,墙后建设土平台,保护后侧低洼片,减少盐铁塘行洪时带来的防洪隐患,保障盐铁塘沿线人民生命财产安全,是十分必要的。

2.2.2 恢复过水断面,改善引排能力

盐铁塘是常熟东北片区横向骨干排水河道,常浒河南段已于2013年完成整治,治理后河面宽18~38m、底高程0.0m。南段河道整治后,虽过水能力增加,但由于盐铁塘(耿泾塘~常浒河段)多年未整治,河道淤积严重,岸坡坍塌,河道过水断面缩小,致使整段河道作为片区骨干引排河道的功能不能全面发挥。常浒河北段已实现全河治理,可全面恢复和提升该河道的引排能力,有效增加北部片区的排水出路,达到片区的防洪自保的目标。同时可提高片区水调节能力,增加片区水系动力,调节各大通江河道的引排江水量,改善整个片区的引排水能力。

2.2.3 增强横向连通,升级防洪格局

本次整治段位于耿泾塘和常浒河之间,随着望虞河东岸的长期控制和常浒河以西建港路的分隔,使此片区成为相对封闭的片区。虽然近年来对片区内通江河道海洋泾、耿泾塘进行了整治,片区排江能力有明显提高。但由于常熟市东北片开发建设的加快,片区下垫面发生了巨大的变化,调蓄水面持续减少,不透水面积不断扩大,致使地表径流系数加大,洪水峰量增大。随着区域外来洪水量的增加、内部暴雨径流条件的改变,加上片区规划水系不够完善,导致区域防洪压力明显增大,区域洪水外排能力不足,片区的防洪排涝形势依然严峻。整治完成后将完善片区东西向水系,增强横向连通,串联耿泾塘、海洋泾、常浒河等通江河道,有利于片区洪水外排,改善区域防洪格局,为提高常熟市防洪标准创造有利条件。

2.2.4落实规划,促进地方社会经济协调发展的需要

盐铁塘是常熟引排体系的重要组成部分,通过整治本段盐铁塘,恢复河道过水断面、修筑防护河岸、连同已整治段,提高整体防洪除涝能力,发挥盐铁塘的整体引排和调节效益。对盐铁塘常熟段(耿泾塘~常浒河段)进行整治,将促进和提高常熟东北片区防洪稳定、生态环境改善等综合功能,符合常熟市水利现代化中“提高水利工程体系的洪水调控能力和安全保障能力,保障全市人民生命财产安全,建成标准较高、协调配套的防洪减灾工程体系”的治水思路,将有效保障常熟市建设与发展,促进国民经济和社会发展目标的实现。

综上,盐铁塘(耿泾塘~常浒河段)整治工程的实施能消除防洪薄弱环节,恢复引排能力、增强片区防洪自保能力。为保障常熟市东北片经济社会的可持续发展,推进常熟市率先实现现代化的进程,尽快实施盐铁塘整治工程是十分紧迫的。基于此,结合相关河道治理案例,本文对盐铁塘(耿泾塘~常浒河段)河道存在问题进行深入分析,以期探索合理可行的治理对策与路径。

3 治理对策分析

3.1 治理目标

根据水利部、国家发展改革委、财政部联合发布的《加快灾后水利薄弱环节建设实施方案》要求,结合区域防洪规划、常熟市“十四五”相关规划和梅李镇河网水系规划的任务,按照常熟市率先实现水利现代化建设的目标等,针对盐铁塘耿泾塘~常浒河段存在的主要问题,其工程整治目标如下。

(1)提高片区防洪能力。通过河道岸线整治,对进一步消除盐铁塘沿线局部低洼地块的防洪隐患,配合片区其他引排骨干工程,将片区防洪能力提高到区域规划治理的标准。

(2)改善片区排涝能力。通过对盐铁塘河道疏浚,恢复盐铁塘的过水断面,提高其引排水能力,改善盐铁塘汇流区的排涝能力。

(3)改善片区生态环境。通过河道疏浚、拓浚,增加河道的过水断面,提升其引排水能力,可有效提升河道的水环境容量;结合河道挡墙整治,采用生态挡墙护坡型式,对河道岸线进行生态修复和保护,改善河道的水生态环境。

3.2 工程规模

3.2.1 工程规模

防洪标准:根据《常熟市水利发展“十四五”规划》和《常熟市梅李镇水美乡镇河网水系规划》,确定盐铁塘整治采用50年一遇防洪标准。排涝标准:20年一遇排涝标准。本次从盐铁塘整治工程配合区域其他引排工程使常熟市达到设计年型下的防洪除涝设计标准出发,盐铁塘现状河道宽度为20~36m,现状口宽已满足规划要求,故本次整治口宽仍按20~36m控制,局部扩大;河道现状淤积深度0.30~1.80m,过水能力减弱,整治底高程按0.00m。

3.2.2 计算模型与工况

(1)一维河网水量水质模型。采用太湖流域水量水质数学模型进行典型年计算。该模型较成熟,已成功应用于引江济太水量水质联合调度项目并取得较好效果。

(2)计算范围及河网概化。该模型计算范围为整个太湖流域,共分为8个水利分区。本次河网概化,在流域原有的概化河网基础上对常熟市境内望虞河以东区域河网进行了加密概化。

(3)防洪计算年型。采用与区域防洪规划相同的50年一遇、设计暴雨典型为1999年型。分别对太湖流域浙西、湖西、武澄锡虞、阳澄淀泖、太湖、浦东浦西、杭嘉湖区等7大分区各时段雨量进行缩放。阳澄淀泖区各水利分区50年一遇最大15日(6月16日~6月30日)设计暴雨面雨量,采用以阳澄区为主同频率缩放的的计算成果。阳澄区、淀泖区、滨湖区最大15日暴雨面雨量分别为439.8、399.7、370.7mm。

(4)计算工况

现状工况:①流域:为《太湖流域综合治理总体规划方案》确定的流域十一项骨干工程。②区域:为2017年底现状工况,即七浦塘、杨林塘、海洋泾、金泾已整治完成,白茆塘为现状。③常熟市:为2017年底现状工况。规划工况:流域、区域工况同上;盐铁塘和耿泾塘整治段为整治后的规模。本次从盐铁塘、耿泾塘整治工程配合区域其他引排工程使常熟市达到设计年型下的防洪除涝设计标准出发,拟定盐铁塘整治段河道口宽20~36m,底宽3.5~20.2m,河底高程0.00m。

(5)盐铁塘整治段瞬时水位、流量

现状工况下,盐铁塘整治段工程前和工程后瞬时水位及流量见表1。结合1999年型50年一遇水文资料,盐铁塘最高水位出现在7月4日,整治后其沿线代表断面瞬时最高水位约4.111m;高水位的峰值一般为1~2h,时间较短。整治后代表断面的最大瞬时排水流量为35.01~67.56m3/s,较整治之前增幅达38.93%~70.13%。

表1 盐铁塘整治段各代表断面水位、流量

3.3 建设内容

盐铁塘整治工程包括河道疏浚和新建挡墙,建设内容及规模见表2。

表2 盐铁塘整治段工程建设内容及规模表

3.4 工程治理效果

3.4.1 防洪能力显著提高

本次盐铁塘(耿泾塘~常浒河段)整治工程长8.41km,通过河道疏浚、新建挡墙,恢复河道外排能力,防止岸坡坍塌,形成防洪屏障,消除防洪隐患,恢复和拓宽了河道原有排水断面,可调节和扩大区域洪涝水外排能力,加快常熟市阳澄区、滨江自排区行洪速度,再配合区域其他骨干河道整治及圩区工程建设等,区域防洪标准可提高到50年一遇。盐铁塘保护面积约200km2,河道沿线保护人口22万人。盐铁塘整治段保护面积约80.84km2,河道沿线保护人口8万人。

3.4.2 排水性能明显提升

实施盐铁塘(耿泾塘~常浒河段)整治工程后,河底高程为0.00m,整治面宽20~36m。盐铁塘整治段常水位3.0m时,过水断面较现状平均增大24.75m2,平均增幅46.45%,最大处可达62.03%;遇50年一遇设计洪水位4.15m时,最大瞬时排水流量为35.01~67.56m3/s,大大提高了排水能力,配合片区其他河道,能满足常熟市城北片区防洪能力提高到50年一遇、排涝能力达到20年一遇的标准。

3.4.3 生态环境有效改善

本次河岸整治在确保堤岸稳定、满足泄水安全的同时,结合常熟市创建生态城市、营造河流绿地廊道,大部分采用生态砌块护岸结构型式,为市民提供生态滨水空间创造了条件。

4 结语

本文主要对盐铁塘常熟段河道治理对策进行研究。通过实施河道疏浚、挡墙新建等工程,河道的引排能力得到有效改善,提升片区防洪排水安保能力。汛期地区遭遇极端强降雨天气时,应充分考虑河道上游来水的不确定性,在后续洪峰到来前抓紧对薄弱堤段、关键堤防进行加固加高,提前调集预置抢险物资装备,安排专门力量,对河道、泛区圩堤等实行不间断巡护巡查,出现突发情况第一时间科学处置,严防因持续浸泡导致管涌、溃口、漫堤、垮坝等险情。加强河道水文气象监测研判和信息共享,实时掌握洪水流量和动态,统筹考虑上下游、左右岸行洪压力和能力,加强地区各类水利工程精准统筹调度,为沿岸居民生命财产安全提供坚实保障。

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