王重工
(上海勘測設計研究院,200434,上海)
關于太浦閘設置套閘必要性及其尺度確定的分析
王重工
(上海勘測設計研究院,200434,上海)
太浦閘;通航任務;套閘;通航水位;套閘尺寸
太浦閘位于江蘇省吳江市,地處東太湖以東,西距太浦河口約2 km,是太湖環湖大堤的重要口門控制建筑物,也是太浦河進口的控制建筑物。
2000年11月,在對太浦閘進行安全鑒定后,將其定為三類閘,因此必須盡快進行除險加固。經過多年論證與多方磋商協調,最終確定太浦閘除險加固的規模為閘孔凈寬120 m,閘檻高程-1.5 m,設計流量為784 m3/s,校核流量為931 m3/s。閘室采用開敞式,10孔單孔凈寬12 m,為兩孔一聯布置的整體結構。期間,為了方便水運船只通行和旅游船只觀光,提升太湖浦江源國家水利風景區 “太浦河——太湖”風景旅游線品質,豐富吳江水城旅游的特色,江蘇省吳江市人民政府多次以政府文件形式請求太湖流域管理局在太浦閘除險加固工程中增設船閘。最終,太湖流域管理局同意在兼顧流域防洪引水和滿足地方發展需求、太浦閘設置通航設施及相關后續工作不影響太浦閘除險加固工程正常實施情況下,開展太浦閘設置通航設施技術方案深化設計研究。
在原太湖流域規劃中,太浦閘主要任務為防洪、泄洪和供水,并無通航任務,因此對太浦閘設置通航設施的必要性論證十分必要。
1.是發展環太湖旅游業的需要
太湖是工程所在地區最大的旅游資源,不僅太湖水上旅游得天獨厚,沿岸還分布著眾多人文、自然景觀。近年環湖觀光旅游大道的建設更是把更多的人文景觀引入至環太湖一線,為發掘環太湖旅游資源創造條件。吳江市位于太湖之濱,可謂是近水樓臺,因此近年吳江市加大力度發展旅游業,努力建設成為以太湖山水、吳地文化為特征的旅游休閑勝地和適宜人居創業的現代化新城區。其旅游業發展總體規劃中的重要內容是通過建設覆蓋太浦閘兩岸七都、橫扇兩鎮區的湖濱生態濕地型溫泉旅游度假村以及眾多相關項目,打造“太浦河直通太湖水上游線”。因此在太浦閘增設通航功能,對發展環太湖旅游業、打通太湖與太浦河“清水走廊”之間水上通道具有重要意義。
2.是發展太湖漁業經濟的需要
吳江市水產資源豐富,以松陵、東太湖為主體主要養殖有太湖白魚、南美對蝦、羅氏沼蝦、青蝦、塘鱧魚、加州鱸魚、鱖魚、甲魚等,發達的水產養殖業為地區經濟作出了巨大貢獻,形成“一鎮一品、一區一品、一線一品、一村一品”的區域化特色,“吳江水產”品牌凸現。根據2011年太湖漁業管理委員會統計資料,在東太湖湖區從事養殖及捕撈的戶數分別為1 105戶和323戶,共有船只3 525艘,養殖戶比較集中的主要有七都鎮漁業社區、橫扇鎮漁業社區和吳江開發區江陵社區,其中七都、橫扇鎮的漁業社區養殖戶數占到吳江市養殖戶數的一半以上。
經調查,2011年太湖漁業生產中運輸餌料等數量34 430 t,運輸維修漁網、魚籪等生產性器材2 000 t,運輸苗種、成蟹920t。經測算因太浦閘不能通航而繞道船只所增加的漁業及農業運輸成本為214萬元。
3.是增設防汛物資應急通道、進一步確保太湖及太浦閘兩岸地區防洪安全的需要
吳江市地處太湖下游,地勢低洼,按太湖流域水利分區,以太浦河為界,南部屬杭嘉湖區,北部為陽澄淀泖區,平均地面高程為2.2~3.5m,大部分地面位于洪水位之下,靠設置圩區解決防洪問題。全市共有圩區128個,1 800 km圩區堤防里除了環太湖47 km堤防和太浦河80 km(貫通60 km)能通行車輛外,其他大部分為農村圩區堤防,圩區防汛物資運輸主要靠航運解決,一旦汛情發生,防汛物資需經船只倒運后方能到達現場。吳江防汛搶險物資特別是砂石料供應主要由太湖上游的湖州供應,要繞道頔塘進入吳江南部,如果節制閘設置通航套閘,運輸船只從湖州出發,經太湖通過節制閘直接進入太浦河,可以在短時間內到達吳江的每個鄉鎮。
1.最高、最低通航水位的確定
太浦閘以太湖西山站作為太湖平均水位的代表站,該站離東太湖入口東茭嘴17 km。太浦閘上游約250 m北岸處設有閘上水位站,閘下300 m北岸處設有閘下水位站,平望水文站位于閘下約13 km北岸處。
太湖多年平均水位3.11 m,歷史最高洪水位4.97 m,防洪警戒水位為3.50 m,旬控制低水位(遠期)2.80 m,歷史最低水位1.78 m。按太湖流域防洪規劃,根據流域河網水力計算成果,考慮流域工程現狀、近期與遠期、上游與下游承受能力等因素,太湖100年一遇設計洪水位為4.80 m,300年一遇設計洪水位為5.50 m。太湖水位調度線見圖1。
太浦河閘上、閘下多年平均年最高水位分別為3.88 m及3.56 m,閘下歷史最低水位為2.24 m。
根據太湖流域實施 “引江濟太”以來2002—2011年太浦閘上、下游逐日水位資料統計,太浦閘上、閘下多年歷時保證率統計成果如表1。

表1 太浦閘上、閘下多年歷時保證率統計表
參照內河通航標準,Ⅵ、Ⅶ航道的最高通航水位洪水重現期為5年一遇,此時閘上下水位分別為4.29 m和3.89 m。但對太浦閘來說,必須確保太浦閘防洪、泄洪和供水,再考慮通航安全,以確定地區通航特征水位。太湖流域每年從4月1日至9月30日為汛期,其中4月1日至6月15日為前汛期,6月16日至7月20日為主汛期,7月21日至9月30日為后汛期,10月1日至翌年3月15日為非汛期。根據太湖防洪控制水位調度線,在4月1至6月15日的前汛期,為保證太湖的調洪庫容,防洪控制水位已調降至3.10 m;在6月16日至7月20日的主汛期,太湖流域以梅雨為主,即使太浦閘不斷排洪,太湖水位也會逐漸抬高,防洪控制水位亦從3.10 m相應抬高至3.50 m,為了確保太浦閘的防洪任務,套閘要根據汛情按太浦閘的實際調度情況擇機通航;7月21日至翌年3月15日為后汛期和非汛期,一般出現洪澇災害的幾率和影響程度遠小于梅雨季,即使有臺風亦不會對太湖整體防洪安全造成太大影響,考慮到雨洪資源的利用,控制水位為3.50 m,該段時間對套閘通航比較有利也比較安全;3月16日至3月31日為汛前期,此段時間騰出庫容為防洪做準備,控制水位由3.50 m逐步降至3.10 m,由于太浦閘需進行較大流量的控泄,會對船只的安全造成影響,所以套閘須像主汛期一樣根據太浦閘的調度擇機通航。因此,經研究后以太湖防洪調度控制水位作為太浦閘最高通航水位,取太浦閘套閘最高通航水位 3.10~3.50 m,具體情況詳見表2。
按內河通航標準,Ⅴ~Ⅶ級航道的最低通航水位采用多年歷時保證率90%~95%水位。太浦閘上下水位多年歷時保證率90%~95%水位分別為閘上2.89和2.82 m,閘下2.67 m和2.60 m。取太浦閘套閘最低通航水位2.60 m,該水位低于太湖引水調度線,與太浦閘的供調水沒有矛盾。
太浦閘套閘以太湖防洪調度控制水位作為太浦閘最高通航水位,滿足太浦閘的泄洪和供水,也保障了通航安全。
2.套閘尺度的確定
根據太浦閘的前期研究和太浦閘實施規模,套閘的凈寬應與太浦閘其他閘孔一致,即套閘按凈寬12 m進行設計。為了節省投資和受制于空間限制,套閘不再單獨設置,而是利用太浦閘的邊孔變更為套閘,由于左岸靠近亭子港套閘,影響到太浦閘套閘的布置,綜合考慮套閘布置在右岸。
太浦閘套閘主要供當地水上旅游、水產養殖及運輸防汛物資的船只通行。據調研,目前蘇州市最大的游輪寬8.2 m,長38 m;養殖戶配備的大船規模一般寬3~4 m,長8~10 m,作業小船一般規模寬度1~2 m,長4~5 m,高度不超過2 m;水政監察船一般尺寸為長12.8~17.6 m,寬3.0~3.5 m,受到太浦閘規模的局限,套閘凈寬必須為12 m。從上述調查來看,基本可以滿足地水上旅游、水產養殖及運輸防汛物資船只的需要,因此套閘設計以旅游船為典型船型,即旅游船可限制寬度不超過10 m,長度不超過40 m。
TV697
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:1000-1123(2016)06-0036-02
2015-12-02
王重工,高級工程師。