張小穩(wěn) 陳光育 蔣立新

(無錫市防汛防旱指揮部辦公室，江蘇 無錫 214031)

蘇南地區(qū)地處長三角一體化核心區(qū)域，地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、域內(nèi)人口稠密，河網(wǎng)水系密布，環(huán)境優(yōu)美，宜居宜業(yè)。但由于地勢平坦低洼，受梅雨季、強臺風(fēng)及對流雨等氣象災(zāi)害影響，歷史上洪澇災(zāi)害頻發(fā)。區(qū)域防洪以太湖為中心，以長江為邊界，江湖間地域相通，水系相連，洪澇互制，形成了以太湖為重要調(diào)蓄湖泊，低洼圩區(qū)自保，以排江入海為最終出路的防洪排澇體系?？梢哉f蘇南地區(qū)就是一座大型圩區(qū)，北臨長江，南到太湖，西以茅山、宜溧山脈為界，東至浙滬邊界。

錫澄地區(qū)(無錫市區(qū)和江陰)位于蘇南地區(qū)中東部長江太湖之間的洪水走廊，是太湖洪水及地區(qū)澇水北排長江的重要通道，其防洪體系也是蘇南地區(qū)防洪體系的一個縮影。近年來，已形成長江防洪工程、太湖防洪工程、城市防洪工程、圩區(qū)防洪工程、骨干排水河道、山區(qū)防洪工程等六大防洪工程體系，徹底改變了以往的自然防洪格局。水利工程建設(shè)的長足發(fā)展，實現(xiàn)了洪水的人為調(diào)度管理。但是，在水利工程防洪減災(zāi)效益突顯的同時，也出現(xiàn)了工程建設(shè)相互比賽，工程調(diào)度各自為政、多目標(biāo)調(diào)度矛盾突出，區(qū)域水位逐年趨高、失事后果更加嚴(yán)重、洪澇風(fēng)險依然嚴(yán)峻等一系列亟需破解的新問題。

基于以上風(fēng)險，筆者認(rèn)為構(gòu)建蘇南地區(qū)水情調(diào)度一體化體系迫在眉睫。文章以錫澄地區(qū)為典型案例，在總結(jié)近年來水情變化的基礎(chǔ)上，拓展于流域、區(qū)域全局，從調(diào)度思路、調(diào)度預(yù)案、調(diào)度監(jiān)管、調(diào)度責(zé)任等四個方面提出構(gòu)建蘇南地區(qū)水情調(diào)度一體化體系的設(shè)想建議。

1 錫澄地區(qū)防汛基本情況

1.1 防洪工程體系

錫澄地區(qū)防洪主要依托流域和區(qū)域防洪工程，東以白屈港控制線、南以環(huán)太湖控制線，西以武澄錫西控制線，北以長江大堤四條控制線為主體防御外部洪水侵襲。內(nèi)部低洼地區(qū)主要依靠圩區(qū)(包括運東大包圍)防御區(qū)域洪水，區(qū)域防洪依托區(qū)域性骨干河道，形成洪澇水北排長江、東排望虞河、南排太湖的工程布局。

1.2 水雨情特點

a.年降水量及汛期降水量總體平穩(wěn),略呈現(xiàn)上升趨勢。20世紀(jì)70年代、80年代總體降水量較少，90年代偏高，1997年以后降水量基本接近常年平均，2016年以來降水量總體偏高。

圖1 降水量趨勢

b.基礎(chǔ)水位明顯抬升。蘇南運河水位在蘇南地區(qū)頗具代表性，表1統(tǒng)計了2007年前后蘇南運河常州(大)、無錫(大)、蘇州(楓橋)站多年平均水位及年最低水位變化情況，平均值分別抬高了0.22m、0.40m、0.33m和0.31m、0.44m、0.29m。其中無錫水位抬高幅度大于常州和蘇州。從圖2水位變化趨勢來看，2003年以前無錫水位與蘇州水位相近，2007年以后無錫水位與常州水位相近。產(chǎn)生這些變化的原因主要是各地常年引長江水抬高了河網(wǎng)基礎(chǔ)水位，而無錫段環(huán)太湖口門常年關(guān)閉、望虞河兩岸口門常年控制等工況變化加劇了無錫地區(qū)水位抬高幅度。

表1 蘇南運河水情變化統(tǒng)計 單位：m

圖2 水位變化趨勢

c.年最高水位呈逐年升高趨勢。2007—2020年，無錫站年最高水位平均值為4.70m，較1977—2006年的3.98m抬高了0.72m。常州和蘇州水位相應(yīng)抬高0.51m和0.57m,見表1。2015—2020年中有4年最高水位超過1991年歷史最高水位,抬升幅度分別為0.30m、0.40m、0.44m、0.17m。抬升原因主要為基礎(chǔ)水位高，下墊面產(chǎn)匯流速度加快，圩區(qū)面積增加和排澇能力增強等。

d.高水位發(fā)生頻率大幅提高。據(jù)記載，1121—1999年的879年間，無錫共有373年為洪澇災(zāi)年，占總年數(shù)的42.4%，1990—2006年，南門水位超過4.00m以上的次數(shù)由過去每3年1次發(fā)展到每1～2年1次，洪水重現(xiàn)期有明顯縮短。2007—2020年，無錫站4.00m以上水位的發(fā)生次數(shù)年均5.14次，最多為2016年的11次；4.40m以上的發(fā)生次數(shù)年均2.07次，最多為2016年的7次，高水位發(fā)生的頻率大幅提高。

e.水位上漲“來猛去滯”，持續(xù)時間長。以2020年7月6日為例，錫澄地區(qū)遭遇短時強降雨，面平均雨量47.4mm。6日4時，無錫站起漲水位4.11m，至13時達(dá)到最高水位4.97m，9h內(nèi)水位上漲了0.86m，平均漲幅0.10m/h，最大漲幅達(dá)0.22m/h。水位回落過程中，至8日13時，無錫水位4.43m，仍高于起漲水位0.32m，回落速度僅為0.01m/h。洪峰過程“來猛去滯”的特點十分明顯，主要原因是圩區(qū)排水能力強、太湖水位和長江低潮位偏高，外排出路不足。

2 2020年汛情特點

2.1 雨量大

2020年無錫市梅雨期42天，全市面平均梅雨量711.4mm，為多年平均梅雨量的2.88倍，僅次于1991年的741.6mm，位列歷史第二。其中無錫站等5個單站梅雨量超歷史。無錫市典型年份梅雨期水雨情特征統(tǒng)計見表2。

表2 無錫市典型年份梅雨期水雨情特征統(tǒng)計

2.2 水位高

受降雨影響，全市河湖庫水位持續(xù)上漲。太湖水位最高達(dá)4.79m，為歷史第三高，超警戒水位0.99m，超保證水位0.14m，持續(xù)超過警戒水位47天，超過保證水位9天；蘇南運河無錫水位最高達(dá)5.05m，為歷史第四高，持續(xù)超警戒水位31天，超保證水位8天。

2.3 排水難

圖3中可見，受長江上游洪峰影響，江陰低潮潮位逐漸走高，梅雨期低潮位平均為2.99m，較1991年、1999年高0.44m、0.41m。7月10日以后，長江低潮位維持在4.00m以上，沿江口門無法閘排，沿江只能靠動力強排。同時，受太湖向望虞河行洪影響，區(qū)域洪澇水東排嚴(yán)重受阻，特別是7月1日以后，甘露水位高于陳墅水位，太湖洪水倒灌錫東地區(qū)，見圖4。

圖3 梅雨期長江江陰潮位過程線

圖4 梅雨期望虞河與錫東水位關(guān)系

2.4 災(zāi)情小

2020年無錫市共發(fā)生7處險情，主要集中在太湖大堤宜興、濱湖段，內(nèi)部圩區(qū)未發(fā)現(xiàn)險情。除宜興外，無錫市其他市(縣)區(qū)均無災(zāi)情。宜興受災(zāi)人口98人，農(nóng)作物受災(zāi)786hm2，堤防損壞380m，轉(zhuǎn)移人口34人，直接經(jīng)濟(jì)總損失250萬元，各項受災(zāi)指標(biāo)均遠(yuǎn)低于2015年、2016年的同口徑災(zāi)害損失，實現(xiàn)了有險少災(zāi)、無人員傷亡的防汛目標(biāo)，水利工程防洪減災(zāi)效益凸顯。

3 2020年錫澄地區(qū)水情調(diào)度實況

3.1 沿江閘站、圩區(qū)同時啟動，提前預(yù)降預(yù)排

入梅后，無錫市沿江口門加強排水，提前預(yù)降錫澄河網(wǎng)水位，6月15日前無錫水位控制在3.60m以下(最低水位3.37m)。同時，各地圩區(qū)預(yù)降圩內(nèi)水位，為應(yīng)對梅雨期強降雨騰出調(diào)蓄空間。28日起，沿江閘泵聯(lián)合全力排水，白屈港、新夏港泵站8臺機(jī)組(145m3/s)，24小時不間斷排水41天；高潮位時沿江水閘關(guān)閘擋水，低潮時開閘搶排，為有效降低錫澄河網(wǎng)水位發(fā)揮了至關(guān)重要作用。

3.2 科學(xué)調(diào)度運東大包圍，減輕蘇南運河防汛壓力、減少向望虞河排水

運東大包圍按照均衡內(nèi)外風(fēng)險的原則調(diào)度，盡可能減少對外圍的影響。合理控制圩內(nèi)水位。平衡圩內(nèi)、圩外洪澇風(fēng)險，圩內(nèi)南門水位控制在3.40～3.95m。控制蘇南運河方向排水，6月24日無錫水位上漲至3.80m，運東大包圍調(diào)度調(diào)整為以北排和東排為主，減少西排，梅雨期運東大包圍排入蘇南運河水量占總外排水量的27.8%(沿運河3座泵站排澇能力占比為47.0%，見表3)。6月24—29日，沿運河3座泵站排水36萬m3，占運東大包圍總排水量1023萬m3的3.5%。減少望虞河方向排水，為保障太湖行洪，運東大包圍嚴(yán)格控制東排望虞河水量。7月21日起停止伯瀆港、九里河樞紐泵站運行，運東大包圍排水方向以北排為主。據(jù)統(tǒng)計，梅雨期運東大包圍東排水量占總外排水量的22.7%。

表3 運東大包圍排水量統(tǒng)計

3.3 嚴(yán)格控制環(huán)太湖入湖口門啟閉

為確保太湖安全度夏和保障太湖水源地供水安全(無錫境內(nèi)現(xiàn)有錫東和南泉兩處太湖水源地)，自2007年太湖水危機(jī)以來，無錫市嚴(yán)格控制向太湖泄洪。2020年汛期共開啟直湖港閘3次，向太湖泄洪1340萬m3，一定程度上發(fā)揮了太湖的調(diào)蓄作用，緩解了直武地區(qū)及蘇南運河防洪壓力。在區(qū)域安全的前提下，適時開啟犢山七號橋節(jié)制閘有控制地分泄太湖水，降低太湖水位，出湖水量3982萬m3，為入湖水量的2.97倍。

3.4 流域性防洪工程調(diào)度

江蘇省防汛防旱指揮部科學(xué)調(diào)度，加大新溝河、望虞河向長江排水力度，累計排水15.59億m3，發(fā)揮北排主力軍的作用；適時開啟蠡河節(jié)制閘向望虞河錯峰行洪，減輕蘇南地區(qū)防汛壓力。

3.5 制定超標(biāo)準(zhǔn)洪水圩區(qū)應(yīng)急調(diào)度方案

編制了45座萬畝圩區(qū)超標(biāo)準(zhǔn)洪水應(yīng)急預(yù)案(2020年據(jù)汛情發(fā)展未啟動)，制定了相應(yīng)圩區(qū)限排措施，主要是通過圩區(qū)內(nèi)部控制水位，分擔(dān)外洪壓力。

4 存在問題及對策建議

4.1 洪水出路不足

無錫市汛期上承鎮(zhèn)江、常州客水壓境，下受蘇州高水頂托，同時受太湖沿線關(guān)閘擋污、望虞河西控工程施工及太湖高水位行洪影響，南排太湖受限、北排長江受制、望虞河行洪倒灌、蘇南運河下泄不暢等多重不利因素疊加，洪水出路嚴(yán)重不足。建議加強加快沿江動力外排能力及太湖洪水外排出路建設(shè)。加快推進(jìn)實施走馬塘江邊樞紐、望虞河西拓及吳淞江引排工程，加大流域洪水外排能力。

4.2 水生態(tài)調(diào)度與防汛調(diào)度矛盾突出

近年來，太湖安全度夏對引江濟(jì)太需求更高，區(qū)域河網(wǎng)水生態(tài)調(diào)水的需求更強。沿江各地各自為戰(zhàn)，以各地水生態(tài)保護(hù)、水環(huán)境提升為目標(biāo)，采取各種調(diào)度手段，重引輕排，引多排少，基礎(chǔ)河網(wǎng)水位長期處于3.60～3.90m的高位，增加了防洪壓力。相關(guān)部門要加快區(qū)域控源截污、污水處理力度，推進(jìn)水環(huán)境綜合治理，從根本上改善水體質(zhì)量。

4.3 圩區(qū)排澇亟需統(tǒng)籌

目前無錫市沿江18座閘(站)，閘排能力1746.61m3/s，泵排能力334.7m3/s。錫澄地區(qū)大小圩區(qū)設(shè)計排澇流量3000m3/s，尤其長江高潮位時動力外排能力更顯不足。要制定區(qū)域防洪控制水位、圩區(qū)限排制度，必要時啟用武澄錫西控制線工程減少上游來水。

4.4 太湖水量調(diào)度方案可進(jìn)一步優(yōu)化

作為流域最重要的調(diào)蓄洪水湖泊，太湖水位對周邊的防洪安全影響巨大。太湖每1cm的調(diào)蓄庫容約為2300萬m3，相當(dāng)于無錫市沿江閘泵24h排水量。目前太湖大堤堤頂高程達(dá)到7.0m以上，蘇南運河無錫段堤頂高程6.0m，太湖歷史最高水位4.97m低于蘇南運河無錫站歷史最高水位5.32m，太湖可承擔(dān)更多調(diào)蓄作用。因此，建議優(yōu)化現(xiàn)有太湖水量調(diào)度方案，統(tǒng)籌望虞河承擔(dān)太湖和區(qū)域洪水外排的時機(jī)和量級，在蘇南運河遭遇超強降雨，高水位行洪期間，暫?；驕p少太湖向望虞河泄洪，通過蠡河節(jié)制閘和望亭立交的調(diào)度運用錯峰行洪。否則，區(qū)域洪水通過沿湖水閘進(jìn)入太湖，再經(jīng)望虞河外排，加長了洪水外排路徑，岸上污染源也將進(jìn)入太湖。

5 蘇南地區(qū)水情調(diào)度一體化體系的構(gòu)想

總體來說，2020年在梅雨期長、梅雨量大、排水困難、各方矛盾復(fù)雜的情況下，在江蘇省防汛防旱指揮部的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下，各設(shè)區(qū)市，市(縣)、區(qū)通力合作，取得了明顯防洪減災(zāi)效益。但如何實現(xiàn)一體化、精細(xì)化、規(guī)范化的水利工程調(diào)度管理，充分挖掘調(diào)度潛力，發(fā)揮工程綜合效益，是當(dāng)前亟需攻克的關(guān)鍵技術(shù)。

通過以錫澄地區(qū)為典型案例進(jìn)行分析，在總結(jié)近年來水情調(diào)度工作經(jīng)驗和教訓(xùn)的基礎(chǔ)上，拓展于流域、區(qū)域全局，從調(diào)度思路、調(diào)度預(yù)案、調(diào)度監(jiān)管、調(diào)度責(zé)任四個方面提出蘇南地區(qū)一體化調(diào)度體系的構(gòu)建設(shè)想。

5.1 明確調(diào)度思路

牢固樹立“排江達(dá)海為最終出路，太湖調(diào)蓄為必要補充”的調(diào)度思路。在流域區(qū)域防洪規(guī)劃中要盡量加快太湖洪水排江達(dá)海的能力建設(shè)，補齊工程行洪能力短板。在水利工程調(diào)度中，要率先發(fā)揮排江達(dá)海水利工程的作用，加快洪澇外排效率，減少岸上污染負(fù)荷入湖，提升工程調(diào)度運用質(zhì)效。

牢固樹立流域區(qū)域水情調(diào)度一盤棋思想，增強洪澇風(fēng)險共享共擔(dān)意識，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)上下游、左右岸、防洪保護(hù)區(qū)內(nèi)外，外洪內(nèi)澇等不同洪澇矛盾體。

妥善處理水生態(tài)保護(hù)與防洪安全之間的關(guān)系，建立健全綜合協(xié)調(diào)調(diào)度機(jī)制，加強與生態(tài)環(huán)境保護(hù)部門的溝通協(xié)調(diào)，生態(tài)調(diào)度必須要服從防洪安全調(diào)度。洪水期間要加強對岸上污染源隨洪澇水進(jìn)入河湖的聯(lián)合監(jiān)測，由環(huán)保部門牽頭調(diào)查執(zhí)法查處，明確責(zé)任劃分。

5.2 精細(xì)調(diào)度預(yù)案

實踐證明，預(yù)降水位和圩區(qū)限排是控制區(qū)域高水位的兩項行之有效的措施，在調(diào)度預(yù)案中要進(jìn)一步加強研究，細(xì)化優(yōu)化調(diào)度舉措。

研究發(fā)現(xiàn)，一次預(yù)降水位過程，對臺風(fēng)雨和對流雨等2～3天的降雨過程效果明顯，但對梅雨期的長時期的持續(xù)降雨來說，一次預(yù)降過程對洪峰峰值的影響隨降雨的持續(xù)逐漸趨小。預(yù)降水位、降雨期排水、降雨間歇排水是一個持續(xù)的排水過程，每次降雨間歇的排水，既是對上一次降雨匯流過程的續(xù)排，又是為應(yīng)對下一次強降雨騰出庫容的預(yù)排。在圩區(qū)群占主體的防洪格局下，預(yù)降是一個整體系統(tǒng)性的排水過程，必須要統(tǒng)籌考慮圩區(qū)內(nèi)外的整體預(yù)降預(yù)排。圩區(qū)預(yù)降不僅增加了圩內(nèi)調(diào)蓄能力，且預(yù)降期間抬高區(qū)域骨干河網(wǎng)水位，有利于進(jìn)一步向長江預(yù)排，要進(jìn)一步加強預(yù)降效率提升的調(diào)度協(xié)調(diào)機(jī)制。

圩區(qū)限排是應(yīng)對超標(biāo)準(zhǔn)洪水發(fā)生的一項重要舉措。目前圩區(qū)限排措施主要是針對小圩區(qū)、農(nóng)業(yè)圩，限排區(qū)域占比小，調(diào)蓄空間不大，難以滿足對整體區(qū)域水位削峰的需求，建議從圩區(qū)滯澇能力分析入手，從圩區(qū)控制水位優(yōu)化和排澇動力發(fā)揮兩個方面進(jìn)行管理，明確限排措施及啟用條件，綜合考慮后期降雨及進(jìn)行洪水預(yù)估，適當(dāng)發(fā)揮圩區(qū)調(diào)蓄作用，進(jìn)一步優(yōu)化調(diào)度方案。預(yù)案修訂時還要高度重視長江潮位對區(qū)域排澇能力的影響。

5.3 透明調(diào)度監(jiān)管

加強技術(shù)監(jiān)管能力建設(shè)。結(jié)合近期開展的十四五規(guī)劃，提出工程運行數(shù)字化率指標(biāo)，加快水旱災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警能力提升建設(shè)，加強圩區(qū)水文代表站、洪水水量、水質(zhì)及工況的監(jiān)測。加強調(diào)度監(jiān)管,進(jìn)一步明確調(diào)度責(zé)任權(quán)限、控制標(biāo)準(zhǔn)，充分利用信息化手段加強監(jiān)管，實際運用中要進(jìn)一步規(guī)范調(diào)度指令下達(dá)、抄報、執(zhí)行結(jié)果反饋等程序。

5.4 清晰調(diào)度體系

建立“統(tǒng)一指揮，分級負(fù)責(zé)，方案報備，監(jiān)管有力”的調(diào)度體系機(jī)制。省級層面負(fù)責(zé)流域性、區(qū)域重要骨干河道重點水利工程的調(diào)度運用，市級層面負(fù)責(zé)沿江、沿湖及城市防洪等重要水利工程調(diào)度運用，市(縣)、區(qū)級負(fù)責(zé)重點圩區(qū)調(diào)度控制，基層鄉(xiāng)鎮(zhèn)負(fù)責(zé)各自轄區(qū)內(nèi)小圩區(qū)、排水片等水利工程調(diào)度控制。調(diào)度方案由本級制定，并報上級調(diào)度部門審查同意，下級調(diào)度必須服從上級統(tǒng)一的調(diào)度原則。省、市級要加強對下級調(diào)度工作的事前審查、事中監(jiān)管、事后評估工作。

6 結(jié) 語

近年來，蘇南地區(qū)加大水利工程建設(shè)力度，各級防汛部門加強水利工程調(diào)度運用，發(fā)揮防洪排澇和改善區(qū)域水環(huán)境的綜合作用，蘇南運河連續(xù)出現(xiàn)超歷史洪水的緊張情勢得到了緩解，取得了顯著的社會效益。本文提出的構(gòu)建蘇南地區(qū)水情調(diào)度一體化體系的設(shè)想和具體思路，將進(jìn)一步提升水情綜合調(diào)度能力和水旱災(zāi)害防治水平，為實現(xiàn)區(qū)域 “強富美高”的目標(biāo)保駕護(hù)航。