（水利工程专业论文）太湖流域武澄锡虞区防洪规划.pdf

摘要 摘要 经过多年的水利建设，武澄锡虞区防洪能力基本达到2 0 年一遇的标准，然 而与地区经济的飞速发展，经济总量不断增大，已有的2 0 年一遇治理标准己不 能适应经济社会发展的需要。此外，区域下垫面变化、城市化进程的加快、防 洪对象的转移、地下水过量开采引起的地面沉降、圩区排涝动力的增加和区域 水环境问题，将增大区域洪涝灾害压力，削弱已建工程的防洪能力。因此，编 制太湖流域武澄锡虞防区洪规划具有十分重要且迫切的现实意义。 论文紧密结合区域的实际，以数模计算、定量化分析为主要手段，对区域 洪涝灾害和成灾原因、设计典型年及设计洪水、现状工程能力、区域治理工程 措施、非工程措施等进行了较系统的分析论证。主要内容如下： 1 详细分析了区域自然地理和水系情况，认真总结区域洪涝灾害，得出区 域成灾原因和面临的防洪形势： 2 根据区域治理目标，选定治理标准，并通过实况降雨典型的分析，选定 合理的典型年，明确设计暴雨的缩放方法和地区组成，选定合适的设计时段， 采用降雨径流模型推算设计洪水。 3 在复核区域现有工程能力的基础上，依据已有工程格局合理提出区域治 理工程思路，通过多方案的定量计算和分析论证比较，提出了区域治理工程， 同时明确了非工程措旖，从而形成完整的区域防洪除涝减灾体系。 4 根据规划布局，进行投资估算和经济效益分析，从经济角度上，分析工 程实旖的效益。 关键词：太湖流域、武澄锡虞区、设计洪水、洪水复核、防洪规划、非工 程措施 a b s t r a c t a b s t r a c t t h r o u g hm a n yy e a r s w a t e rc o n s e r v a n c yw o r k s ，t h ef l o o dc o n t r o lc a p a c i t yo f w u c h e n g x i y ur e g i o nh a sr a t e da tar e t u r np e r i o do f1 i n2 0y e a r s h o w e v e r ，讪t l lt h e q u i c k l ye c o n o m i cd e v e l o p m e n t ，t h ee c o n o m i cg r o s si si n c e s s a n t l yi n c r e a s e d e x i s t i n g h a m e s s i n gs t a n d a r dh a sn o ta d a p t e dt ot h er e q u i r e m e n to f t h ed e v e l o p m e n to f e c o n o m ya n d s o c i e t y f u r t h e r m o r e ，w i t ht h ec h a n g eo fu n d e r l y i n gs u r f a c ec o n d i t i o n ，t h el a r g e - s c a l e u r b a n i z a t i o n ，t h ec o n v e r s i o no ff l o o dc o n t r o lo b j e c t s ，l a n ds u r f a c es e d i m e n t a t i o nf o rt h e e x c e s s i v e l ye x p l o i t a t i o no fg r o u n d w a t e r , t h ei n c r e a s eo fd r a i n a g ep o w e ri nt h ep o l d e r , a n d t h ew a t e re n v i r o n m e n tp r o b l e mo fb a s i n ，t h ef l o o d i n ga n dw a t e r l o g g i n gd i s a s t e ro fb a s i n w i l lb ei n c r e a s e da n dt h ef l o o dc o n t r o lc a p a c i t yo f p r o j e c t sb u i l tw i l lb ew e a k e n e d h e n c e ， t h ec o m p i l a t i o nf o rt h ef l o o dc o n t r o lp l a n n i n go fw u c h e n g x i y ur e g i o no ft a i h ub a s i ni s v e r yi m p o r t a n ta n ds i g n i f i c a t i v e t h i sd i s s e r t a t i o n c l o s e l y c o m b i n e sw i t l lt h ef a c to fr e g i o n n u m e r i c a ls i m u l a t i o n c a l c u l a t i o na n dq u a n t i t i v ea n a l y s i sa r et h em a i nm e a s u r e s t h e 砥g i no ff l o o d i n ga n d w a t e r l o g g i n gd i s a s t e r , t h ed e s i g nt y p i c a ly e a ra n dd e s i g nf l o o d ，e x i s t i n gp r o j e c t sa b i l i t y , a n d e n g i n e e r i n gm e a s u r e sa n dn o n - e n g i n e e r i n gm e a s m e so fb a s i nh a r n e s s i n ga l es y s t e m i c a l l y a n a l y z e da n dd e m o n s t r a t e d t h ef o l l o w i n gi st h em a i nc o n t e n t ： w i t l lt h ed e t a i l e da n a l y s i so f p h y s i c a lg e o g r a p h ya n dr i v e rn e t w o r kc o n d i t i o n a n dt h e e a r n e s ts u m m a r i z a t i o nf o rt h ef l o o d i n ga n dw a t e r l o g g i n gd i s a s t e ro fb a s i n ，c a u s e so ff l o o d d i s a s t e ra n df l o o dc o n t r o ls i t u a t i o nf a c e da r ee d u c e d a c c o r d i n gt ot h eo b j e c t i v eo f r e g i o nh a r n e s s i n g ，h a r n e s s i n gs t a n d a r di sd e c i d e d a tt h e s a m et i m e ，t h r o u g ht h ea n a l y s i so ft h et y p i c a lp r e c i p i t a t i o n ，t h et y p i c a ly e a ra r es e l e c t e d t h es c a l i n gm e t h o do fd e s i g nr a i n s t o r ma n dr e g i o n c o m p o s i n ga r e d e f m e d t h c a p p r o p r i a t e l yd e s i g np e r i o do ft i m ei sd e t e r m i n e d t h ed e s i g nf l o o di sc a l c u l a t e d 、v i t ht h e r a i n f a l la n dr u n o f f m o d e l b yc h e c k i n gt h ec a p a c i t yo f e x i s t i n gp r o j e c t s ，t h er e a s o n a b l er e g i o nh a r n e s s i n gp r o j e c t m e a s u r e sa r ep u tf o r w a r da c c o r d i n gt ot h ep r e s e n tp r o j e c ts i t u a t i o n a to n et i m e ，t h r o u g h t h eq u a n t i t i v ec a l c u l a t i o na n da n a l y s i sf o rm a n ys c h e m e s ，n o n - e n g i n e e r i n gm e a s u r e si sp u t f o r w a r d c o n s e q u e n t l y , i n t e g r a ls y s t e mo ff l o o dc o n t r o la n dd r a i n a g ef o rb a s i ni s e s t a b l i s h e d a c c o r d i n gt ot h ep l a n n i n ga r r a n g e m e n t ，i n v e s t m e n te s t i m a t ea n de c o n o m i cb e n e f i t a n a l y s i sa r ef i n i s h e d t h ep r o j e c t sb e n e f i t sa r ea n a l y z e df r o mt h ee c o n o m i cp o i n tv i e w k e yw o r d s ：t a i h ub a s i nw u c h e n g x i y ur e g i o n d e s i g nf l o o df l o o dc h e c k i n gf l o o d c o n d o lp l a n n i n g n o n e n g i n e e r i n gm e a s u r e s 刖舌 丹l j吾 武澄锡虞位于太湖流域北部，是我国经济最发达的地区之一，也是洪涝灾害 较严重的地区。新中国成立以来，区域发生了多次洪涝灾害，造成重大损失。防 洪工程是保障社会经济安全和稳定发展的重要基础设施，历届党和政府十分重视 武澄锡虞防洪建设，经过五十多年坚持不懈的努力，特别是1 9 9 1 年太湖大水后， 武澄锡引排工程相继实施，初步形成了区域防洪减灾体系，保障了人民生活安定 和经济社会发展。 武澄锡引排工程实施以来，区域经济社会高速发展，人类活动影响不断加剧， 区域的雨情、水情、工情有了较大的变化，防洪出现了新情况、新问题。随着经 济、社会的快速发展，人口和资产高度集聚，迫切需要进一步完善区域防洪体系， 提高区域防洪能力，并依照相关规定编制武澄锡虞防洪规划。 1 9 9 8 年长江大水之后，中共中央、国务院发出了关于灾后重建、整治江河、 兴修水利的若干意见( 中发( 1 9 9 8 ) 1 5 号) ，对新时期治水特别是防洪建设作 出了重要指示。根据中华人民共和国防洪法和水利部全国防洪规划任务书 的总体部署，以及水利部批复的太湖流域防洪规划工作大纲，在历次规划的基 础上，研究近年来自然、经济、社会变化，总结近年来武澄锡虞区的防洪实践经验， 针对存在的问题及可持续发展新要求，开展新一轮防洪规划，增加和补充必要的工 程措施和非工程措施，完善防洪除涝减灾体系，进一步提高区域防洪减灾能力，保 障区域经济社会稳定和可持续发展。为此，本文专门开展了太湖流域武澄锡虞区防 洪规划。规划从分析区域成灾原因和目前主要存在问题入手，考虑新增降雨典型， 合理选定典型年，并在复核区域现有工程能力的基础上，通过多方案分析论证比较， 提出了区域治理工程，明确了非工程措施，从而形成完整的区域防洪除涝减灾体系， 为区域改善水环境、增加水资源供给提供有利的条件。 第一章绪论 1 1 论文选题背景 第一章绪论 武澄锡虞地区位于太湖流域北部，建国以来，在党和政府的领导下，实施 了一系列的防洪除涝工程，尤其是太湖流域1 9 9 1 年大水后，根据太湖流域综 合治理总体规划方案，按照武澄锡地区防洪除涝规划和武澄锡引排工程 可行性研究报告( 1 9 9 7 年修订本) ，实施了武澄锡引排工程，提高了区域防洪 除涝能力，基本达到2 0 年一遇标准，在抗御太湖流域1 9 9 9 洪水发挥了巨大作 用，有效地保障经济社会的飞速发展。但是随着地区经济社会的迅猛发展和城 市化进程的加快，再加上地下水超采引起的地面沉降和下垫面的巨大变化，已 有的防洪除涝能力与经济社会发展极不协调，迫切需要武澄锡虞提高防洪除涝 标准，以适应经济社会的可持续发展。 1 9 9 8 年长江大水之后，中共中央、国务院发出了关于灾后重建、整治江 河、兴修水利的若干意见( 中发( 1 9 9 8 ) 1 5 号) ，对新时期治水特别是防洪建 设作出了重要指示。1 9 9 8 年1 1 月水利部太湖流域管理局根据中央文件精神，在 上海召开了“太湖流域片防洪规划工作会”，部署了太湖流域防洪规划工作，会 议明确了江苏省除配合太湖局完成流域防洪规划外，还需分别编制包括“武澄 锡虞区”在内的三个分区和苏、锡、常三个城市的防洪规划。省水利厅按照上 述要求组织了全省防洪规划的编制工作，1 9 9 8 年1 2 月编制完成了江苏省太湖 流域防洪规划工作大纲和太湖流域武澄锡虞区防洪规划工作大纲，要求根 据流域防洪规划的精神，在总结历次规划的基础上，研究近年来自然、经济、 社会变化，总结防洪除涝的经验教训，按照新时期的治水思路，针对存在问题 及可持续发展要求，以完善防洪减灾体系、提高防洪减灾能力，保障经济社会 稳定和可持续发展。本次编制的武澄锡虞区防洪规划，主要根据太湖流域和江 苏省水利厅的要求，按照江河流域规划编制规范( s l 2 0 1 9 7 ) 、防洪标准 ( g b 5 0 2 0 1 9 4 ) 、水利工程水利计算规范( s l l 0 4 9 5 ) 、江苏省水利规划编制 导则( 试行) 等规范、规程，以在研究现有工程防洪能力、完善工程措施、充 河海大学工程硕士专业学位论文 分发挥骨干防洪体系整体效益的基础上，进一步研究调整或扩大排水河道的可 能性，优化工程调度办法，提高区域防洪标准，统筹防洪、供水、航运及水环 境改善等综合效益。 在开展武澄锡虞区防洪规划的同时，1 9 9 8 年至今太湖流域管理局先后组织 完成了太湖流域土地利用社会经济发展现状与预测、太湖流域防洪规划 设计暴雨及产汇流计算、太湖流域防洪规划总体工程布局初步研究水利计 算和太湖流域防洪规划工程方案研究等1 2 个流域规划专题报告，于2 0 0 5 年1 月编制完成了太湖流域防洪规划简要报告，目前己通过国家水利部组 织的审查。期间，编制完成了关于加强太湖流域2 0 0 1 2 0 1 0 年防洪建设的若 干意见，并经国务院办公厅批准。江苏省水利厅也进行了相应的研究工作， 完成了江苏省近期防洪规划、太湖流域湖西区防洪规划、太湖流域 阳澄淀泖防洪规划、新沙、虞西区防洪除涝规划等规划报告，本人有幸 自19 9 8 年毕业至今先后参与了太湖流域防洪规划整个研究过程，并承担了相应 部分研究工作。在研究生三年多的学习期间，随着认识的深化和情况的变化， 加之流域工程布局的定格和各级政府对水环境治理的日益关注，我经常对这些 规划和研究进行重新思考和认识，不断加以完善和综合利用。为此，本人选择 太湖流域武澄锡虞区防洪规划作为自己的工程硕士论文选题。 1 2 研究日的和意义 武澄锡虞区位于经济高速发展的长江三角洲太湖流域北部，涉及苏州、无 锡、常州等市，无锡和常州两城市坐落其中，经济发达，工农业基础较好，其 中无锡市在2 0 0 5 中国福布斯城市综合竞争力排名第二，全区用占全国o 0 4 的 耕地和o 4 2 的人口，创造了全国1 8 的国内生产总值和2 o 的财政收入的优 异成绩。然而随着改革开放政策的不断深入，城市化进程的加快，区域出现的 新情况： 1 区域经济的进一步发展，经济总量不断增大，已有的2 0 年一遇治理标准 己不能适应经济社会发展的需要，提高地区的防洪除涝标准己成为客观的需要。 2 区域下垫面变化大，防洪除涝形势严峻。随着经济社会的发展，城市化 进程和开发区建设的加快，城市建设和人类活动改变了区域暴雨的径流条件， 2 第一章绪论 使不透水地面面积扩大，径流系数加大，洪水峰量增大。加上城市扩张与大规 模基础建设导致农田和水域面积持续减少、河湖淤积、河道流动不畅，江河洪 水的特性发生了显著的变化，区域洪涝灾害压力增大。 3 由于国家对重要城市明确了防洪标准，城市必须自建防洪工程体系，因 此，区域防洪规划保护的对象转向经济发展的重要城镇与广大农村。 4 区域内过量开采地下水引起地面普遍沉降，削弱了现有工程的防洪能力。 5 水环境污染日趋严重，水质型缺水严重影响了人类生活及工农业生产的 发展。 6 将原来不设防的半高地的圈圩联圩建设，减少了调蓄面积，同时圩区治 理标准提高、抽排能力加大等，抬高的排洪河道的水位，进一步加剧了区域洪 水外排能力不足的矛盾。 综上所述，为与经济社会的协调发展，必须提高区域防洪除涝能力，以保 障区域经济社会的持续发展。 1 3 本论文的主要研究内容 本论文各章的主要研究内容如下： 1 论文第一章绪论，简要说明太湖流域武澄锡虞区防洪规划编制的必要性、 目的和意义，并说明研究的主要内容。 2 论文第二章区域概况及防洪形势，介绍区域自然地理和社会经济概况； 总结区域洪涝灾害以及区域治理过程，分析区域成灾原因以及区域面临防洪新 形势。 3 论文第三章治理标准和设计洪水，明确规划研究的任务，提出规划治理 的目标，选定区域治理的防洪标准：根据选定的防洪标准，采用设计暴雨推求 设计洪水，选定设计典型年和设计时段，明确设计典型年雨量缩放方法和暴雨 的地区组成，计算各设计暴雨逐日降雨过程；根据设计暴雨计算分区产水量。 4 论文第四章洪水复核，介绍论文研究采用的技术途径，并提出主要控制 建筑物运用条件；复核现状工情下地区的水情和防洪除涝能力，对原可研确定 的规划工情进行比对，分析判断是否达到原规划治理标准。 5 论文第五章区域防洪工程规划，按照新一轮防洪规划确定的治理标准， 一 河海大学工程硕士专业学位论文 考虑地区实际情况和工程实旌的可能性，合理确定地区设计洪水位，并在单项 工程效益比较的基础上，提出三个工程综合治理方案，经综合比选确定区域工 程治理布局。 6 论文第六章非工程措施，根据防洪减灾体系的组成，提出非工程治理措 旌。 7 论文第七章工程投资估算和经济评价，根据工程布局，计算工程量，进 行工程投资估算：分析工程方案实施经济和综合效益。 最后对全文进行总结和展望。 4 第二章区域概况及防洪形势 2 1 区域概况 第二章区域概况及防洪形势 2 1 1 自然概况 2 1 1 1 自然地理 江苏省太湖地区位于长江以南，东邻上海，南接浙江，西以茅山山脉与秦 淮河、水阳江水系为界，总面积1 9 3 9 9 k m 2 。全区包括苏州、无锡、常州三市及 其所辖县( 市) 的全部和镇江市的部分，人口1 5 2 5 8 万人。本地区自然地理位 置优越，滨江近海，地势平坦，土地肥沃、气候温暖，经济与科技力量较强， 工农业基础发展很好。 武澄锡虞地区是长江下游太湖流域北部的一片低洼平原，北临长江，依赖 长江大堤抵御长江洪水，南滨太湖，依靠环太湖大堤阻挡太湖高水，西部以武 澄锡西控制线为界，与太湖湖西地区接壤；东部至望虞河东岸，自望虞河江边 枢纽起沿望虞河东岸线直至太湖边沙墩港口止。区域总面积约3 6 1 5 k m 2 ( 含沙洲 自排区4 1 6 k _ r n 2 ) ，水域面积约2 4 8 k m 2 。 武澄锡虞区又分为武澄锡低片及澄锡虞高片。两片之间设有白屈港东控制 线，以阻挡望虞河和澄锡虞高片洪水进入低片。其控制线走向为：自白屈港入 江口沿白屈港东侧向南，经云亭、长寿、祝塘、文林、八士、坊前等地至大运 河，再沿大运河至望亭立交工程转沿望虞河接太湖堤。控制线西侧武澄锡低洼 平原面积为1 7 6 8 k m 2 ；东侧为澄锡虞高片，面积1 4 3 l k m 2 。 本区属平原水网地区，地形一般较平坦，其中平原地区地面高程一般在5 6 m ( 吴淞镇江基面，下同) ；低洼圩区主要分布在锡澄运河、直湖港及北塘河、 三山港和采菱港等地区，地面高程一般在3 5 4 5 m ，南端无锡市区及附近一带 地面高程最低，仅2 8 3 5 m 。大部分地区地面高程均在江、湖高水位和低水位 之间，汛期外河水位高于田面。为解决汛期外洪内涝的威胁，低洼地区均建成 圩区。 武澄锡虞地区现状有关面积情况见表2 1 2 3 。 河海大学工程硕士专业学位论文 表2 1武澄锡虞地区面积统计表 名称武澄锡低片澄锡虞高片沙洲自排区合计 面积( k m 2 ) 1 7 6 76 21 4 3 1 4 04 1 5 7 l3 6 1 4 7 3 占区域面积的4 8 9 03 9 6 01 1 5 0 1 0 0 水域面积( k m 2 ) 1 2 9 0 11 0 9 1 69 7 72 4 7 9 4 占各片区面积的 7 37 6 2 4 6 9 圩外水面积( k m 2 ) 7 5 8 41 0 6 5 27 7 41 9 0 1 占各片区面积的 4 2 97 4 41 - 8 6 5 2 6 表2 2武澄锡虞地区土地利用情况表 总面积耕地 建设用地水域其它 名称 ( k m 2 )水田( k m 2 )旱地( k m 2 )( k m 2 )( k m 2 )( k m 2 ) 武澄锡低片1 7 6 7 6 25 3 5 5 21 7 1 3 24 7 3 4 91 2 9 0 14 5 8 2 8 澄锡虞高片 1 4 3 1 4 06 1 1 0 61 2 0 7 03 6 4 3 4 1 0 9 1 62 2 6 1 4 沙洲自排区 4 1 5 7 11 8 4 7 72 9 1 85 5 6 29 7 71 3 6 3 7 合计 3 6 1 4 7 3l3 3 1 3 53 2 1 2 0 8 9 3 4 52 4 7 9 48 2 0 7 9 表2 3武澄锡虞地区圩区现状表 圩区总面积耕地面积其中 名称 其它( k m 2 ) ( k m 2 )( k m 2 ) 水田面积( k m 2 )旱地面积( k m 2 ) 武澄锡低片 6 6 4 5 94 2 9 9 4 3 8 0 2 24 9 7 22 3 4 6 5 澄锡虞高片 3 7 6 92 7 4 72 0 4 5 7 0 21 0 2 2 合计7 0 2 2 84 5 7 4 14 0 0 6 75 6 7 4 2 4 4 8 7 2 1 1 2 水系 武澄锡虞区内河网密布，大体可分为入江、入湖和内部调节河道三类。入 江河道主要有白屈港、锡澄运河、新夏港、新沟河、澡港、张家港、十一圩港 等；入湖河道有梁溪河、曹王泾、直湖港、武迸港等；东西向有锡北运河、九 6 第二章区域概况及防洪形势 里河、伯渎港、应天河等调节河道，以及北塘河、三山港和采菱港等内部引排 河道。苏南运河自西向东经常州、无锡两市区贯穿本区，并联接上述诸多河道， 形成纵横交错、四通八达的河网，自然水资源、水运条件较好，为区域防洪除 涝和干旱年保证区域内的工农业生产和居民生活用水、改善航运条件和河道水 质提供了基础。武澄锡虞区水系图见图2 1 。 2 1 1 3 水文气象 本区属中亚热带北部向北亚热带南部过度的湿润性季风气候区，雨量充沛， 日照丰富，无霜期长。年内春夏秋冬四季分明，热量充裕，冬天寒冷夏天湿热。 年平均气温15 5 。c ，最高气温多出现在7 8 月份，历史高达4 0 。c ；最低气温一 般出现在l 2 月份，低达1 0 。 区域多年平均降雨量1 0 5 0 m m ，但降雨年际之间变化较大，如江阴青阳站 1 9 5 4 年全年降雨量达1 4 5 7 m m ，而1 9 7 8 年全年仅降雨5 5 4 m m ；降雨年内分布也 不均匀，5 9 月平均降雨量为6 8 0 m m ，约占全年总量的6 5 左右，如无锡南门 站，1 9 9 1 年5 9 月降雨量达1 2 2 5 m m ，而1 9 9 4 年5 9 月降雨仅3 9 9 m m 。 2 1 1 4 区域地质 根据武澄锡虞区域有关工程在钻探深度范围内所揭示的土层，区域内基本 为第四系全新纪地层，3 0 m 以上土体自上而下大体分布着四个工程地质层。 表土层( 耕作层) ：一般由黄褐色粉质粘土组成，可塑，土质均匀，中等压 缩性，厚2 - - 5 m 。 第一硬土层：由灰绿、褐黄色亚粘土或粘土等组成，硬可塑，中高偏低压 缩性，厚5 1 0 m ，工程地质条件较好，可作大型建筑物桩基持力层。 第二软土层：由淤泥质亚粘土及一般粘土组成，软塑，高压缩性，厚1 0 2 0 m ，土体物理力学性质差。 第二硬土层：由暗绿或褐黄色粘土、亚粘土等组成，硬塑，中低压缩性， 厚5 1 0 m ，可作大型建筑物桩基持力层。 根据国家标准( g b l 8 3 0 6 2 0 0 1 ) 中国地震动峰值加速度区划图与中国 地震动反应谱特征周期区划图，武澄锡虞区地震动峰值加速度为0 0 5 9 0 1 9 ； 本地区反应谱特征周期为o 3 5 0 4 s ，相当于原6 7 度地震烈度。 河海大学工程硕士专业学位论文 8 第二章区域概况及防洪形势 2 1 2 社会经济概况 2 1 2 1 社会经济现状 武澄锡虞区属长江三角洲地区，区域内人口稠密，物产丰富，基础设施良 好，科技水平高，是我国经济最发达的地区之一。常州、无锡、武进、江阴、 张家港等经济发达城市座落其间。无锡市是全国1 0 个吸引中外游客的重点旅游 城市之一，常州市被国家确定为社会发展综合实验区，两市综合实力、投资环 境在全国城市中位居前5 0 位，江阴、武进市在全国综合实力百强县评比中名列 前茅。苏南运河、沪宁铁路、沪宁高速公路和在建的新( 沂) 长( 兴) 铁路等 为本区提供了极为便利的水陆交通，为地区经济高速发展创造了条件。太湖地 区被誉为著名的“鱼米”之乡，加之工农业发达，已成为江苏经济的重要支柱。 据统计，武澄锡虞区域2 0 0 0 年g d p 高达1 6 0 0 亿元，占太湖流域的1 6 6 ，人 口5 5 4 万人：农业总产值1 0 6 亿元，工业总产值3 0 0 0 亿元。 2 1 2 1 经济发展预测 武澄锡虞区的地理位置，使其具有独特的区位优势，优越的地理环境条件， 加之较好的人文条件与经济基础，在今后一段时期内，本地区可保持较高的经 济增长率，到2 0 1 0 年、2 0 2 0 年武澄锡虞区的经济情况分别见表2 4 、2 5 。 表2 5武澄锡虞区2 0 1 0 年经济预测表 名称武澄锡低片澄锡虞高片沙洲自排区合计 g d p ( 亿元) 2 3 8 3 9 58 2 5 0 81 4 3 8 83 3 5 2 9 1 农业总产值( 亿元) 】3 0 9 84 5 8 01 8 7 61 9 5 5 4 工业总产值( 亿元) 5 1 2 0 8 22 2 6 7 5 03 4 3 2 l 7 7 3 i 5 3 人均g d p ( 元) 5 9 6 7 1 8 55 7 9 8 1 7 33 4 2 1 6 4 l5 7 4 2 6 6l 总人口( 万人) 3 9 9 5 1 1 4 2 _ 3 04 2 0 5 5 8 3 8 6 农业人口( 万人) 1 5 8 ，9 06 2 0 12 4 1 12 4 5 0 2 非农业人口( 万人) 2 4 0 6 l8 02 9 1 7 9 4 3 3 8 8 4 人口密度( 人k m 2 ) 2 2 6 09 9 41 0 1 21 6 1 5 经济密度( 万元k i n 2 ) 1 3 4 8 6 85 7 6 4 1 53 4 6 1 0 7 9 2 7 5 6 9 河海大学工程硕士专业学位论文 表2 6武澄锡虞区2 0 2 0 年经济预测表 名称武澄锡低片澄锡虞高片沙洲自排区合计 g d p ( 亿元) 4 5 9 4 6 31 6 1 9 9 2 2 8 3 0 26 4 9 7 5 7 农业总产值( 亿元) 2 0 3 3 97 1 132 9 1 43 0 3 6 6 工业总产值( 亿元) 8 5 0 1 5 33 7 6 4 4 84 8 7 9 912 7 5 4 0 0 人均g d p ( 元) 1 0 9 4 1 1 3l0 8 2 9 9 96 4 0 3 1 0 3 2 9 6 1 8 6 2 总人口( 万人) 4 1 9 9 41 4 9 5 84 4 2 06 1 3 7 2 农业人1 3 ( 万人) 1 4 4 2 93 3 7 3 2 2 6 12 0 0 6 3 非农业人口( 万人) 2 7 5 6 51 1 5 8 52 1 5 94 1 30 9 人口密度( 人k i n 2 ) 2 3 7 6 1 0 4 5 1 0 6 31 6 9 8 经济密度( 万元，k m 2 ) 2 5 9 9 3 31 1 3 1 7 06 8 0 8 1 l 1 7 9 7 5 3 2 2 区域洪涝灾害及成因分析 2 2 1 区域洪涝灾害 本区的洪涝灾害，一般由夏季梅雨或夏秋季台风暴雨造成。梅雨型洪水往 往总量大、历时长、范围广，整个流域都受其影响( 如1 9 5 4 、1 9 9 1 、1 9 9 9 年) ； 台风暴雨型洪水一般暴雨强度大、历时短、降雨面积小，造成局部地区洪涝灾 害( 如1 9 6 2 年) 。 解放以来，本区发生较大洪涝灾害的年份有1 9 5 4 、1 9 5 7 、1 9 6 2 、1 9 8 3 、1 9 9 1 、 1 9 9 3 、1 9 9 5 、1 9 9 6 、1 9 9 9 年等；特枯旱灾年份有1 9 7 1 和1 9 7 8 年。九十年代以 来，无锡南门水位超过4 0 m 的周期由以往的三年一次发展到现在的接近每年一 次，区域高水的重现期明显缩短。 1 1 9 5 4 年 1 9 5 4 年为梅雨洪水型，历时长、总量大，梅雨期从5 月5 日持续至7 月底， 流域9 0 天降雨8 9 0 5 m m ，重现期不足5 0 年一遇( 统计年份包括9 9 年，约合4 3 年一遇) ，武澄锡虞区9 0 天降雨7 7 5 7 m m ，重现期不足1 4 年，6 0 天以内各时段 降雨重现期均在2 3 年。5 4 年洪水成灾原因主要是流域与区域均缺乏防洪工程， 又适遇长江百年一遇大水，地区排水受阻，无锡于7 月2 8 日出现4 7 3 m 的最高 1 0 第二章区域概况及防洪形势 瞬时水位，洪涝水外排不及，致使无锡超过警戒水位的时间长达1 4 1 天，无锡 南门自6 月1 3 日9 月1 1 日有9 1 天水位超过4 o m ，超过4 5 m 水位的时间也 达2 7 天。区域受灾面积达7 8 5 万亩，无锡市区受淹住户接近2 万，有近百家工 厂停产，经济损失约1 6 亿。常州7 月2 3 曰最高水位达5 2 4 m ，高水持续时间 近2 个月，造成圩堤冲毁、江水倒灌、工厂停产、房屋倒坍等，当年直接经济 损失达9 2 0 万元。 2 1 9 6 2 年 1 9 6 2 年为台风雨，9 月5 日1 4 号台风过境，降雨集中在5 日、6 日两天， 暴雨中心位于太湖流域下游的武澄锡虞、阳澄淀泖和杭嘉湖区一线，流域三日 降雨2 3 8 m m ，略超过百年一遇，武澄锡虞区三日降雨2 5 2 m m ，重现期约为6 0 年。由于流域前后期降雨较少，蓄水量小，因此，太湖水位至9 月中旬仅上涨 至4 3 m 左右。武澄锡虞地区由于暴雨强度大，降雨集中，地区涝水外排不及， 外河水位陡涨l m 左右，无锡南门水位也从9 月5 日的3 3 6 m 猛涨至9 月6 日的 最高4 6 4 m ，大片圩区都积涝成灾，本区受淹面积达3 5 6 万亩，仅无锡市受淹 就有7 7 6 7 户，2 5 家工厂停产。 3 1 9 9 1 年 1 9 9 1 年梅雨与1 9 5 4 年相似，流域实况降雨从5 月1 8 日开始至8 月7 日分 成三个阶段，暴雨中心主要位于上游的湖西、武澄锡虞区，其中5 月1 8 曰6 月1 9 日、6 月3 0 日7 月1 4 日两次降雨较大，流域降雨分别达到3 9 8 4 r a m 、 2 8 0 5 m m 。 5 月1 8 日- - 6 月1 9 目的第一阶段降雨使河湖水位普遍抬高，6 月1 3 日太湖 水位到达3 5 m ，1 8 日至4 o m ，2 3 日最高为4 2 7 m ；常州6 月1 51 3 西门水位为 5 3 5 m ，无锡南门水位至6 月1 6 日上涨至4 3 m 。7 月1 日前后再次普降暴雨后， 太湖水位一路上升到7 月15 日的4 7 9 m ，超过5 4 年的历史最高水位4 6 5 m ；无 锡南门水位在7 月1 日到2 目的一天之内由3 9 3 m 迅猛上涨至4 8 8 m 的瞬时最 高值，超过历史最高的1 9 5 4 年。常州水位上升到5 5 3 m ，并持高不下，超过5 0 m 的水位达1 8 天。 据分析，1 9 9 1 年流域3 0 6 0 天降雨重现期均在5 0 年左右，3 0 天以下时段 重现期在1 5 年左右。武澄锡虞区最大3 日降雨2 7 0 m m ，重现期有7 0 年；7 日 i l 河海大学工程硬士专业学位论文 降雨约3 5 5 m m ，重现期接近百年；3 0 日以上时段降雨重现期都在百年以上。 由于地区特殊的地理条件，1 9 9 1 年大雨致使太湖水位居高不下，造成流域 尤其是苏锡常地区严重水灾，本区直接经济损失就达4 7 8 亿元；无锡市区2 8 的地面被淹，淹水深度超过2 o m 的面积也达3 3 k m 2 ，4 0 0 0 多家企业处于停产和 半停产，2 0 多万户居民家中进水，无锡全市直接损失超过3 4 亿元。常州市区 8 2 8 家工厂受淹、3 3 5 家被迫停产或半停产，2 万户居民家中进水，直接经济损 失4 亿多元。 4 1 9 9 9 年 1 9 9 9 年梅雨期时间长、降雨量地域分布不均匀，降雨期相对集中在6 月份， 降雨量占整个梅雨期的7 0 8 0 。据目前资料显示，6 月2 3 日7 月1 日的降 雨过程是造成9 9 年太湖出现超历史商水位的直接因素。从统计频率分析，流域 内湖区、浙江、浦东浦西区7 天9 0 天最大降雨频率基本超百年，尤其是杭嘉 湖、浦东浦西区7 天最大降雨3 8 6 5 3 9 0 4 m m ，重现期达2 5 4 3 1 2 年，浙西区 7 天最大降雨4 155 r a m ，重现期1 9 8 年，流域爆大7 天平均降雨量3 3 5 m m ，重 现期亦有1 9 6 年。阳澄淀泖区7 天【；i 上各时段降雨也在5 0 1 0 0 年一遇。9 9 年 武澄锡虞区、湖西区降雨重现期相对较小，一般在1 0 年一遇左右，最大为武澄 锡虞区9 0 天降雨，也只有2 6 年一遇。1 9 9 9 年洪水主要由于太湖下游地区降雨 量大，尽管治太工程发挥了巨大作用，但太湖洪水排泄不畅，因此，造成太湖 高水位持续不下，至7 月8 日，太湖最高洪水位达5 0 8 m 。武澄锡地区降雨强度 虽远低于1 9 9 1 年，但无锡水位最高也达4 7 4 m ，较1 9 9 1 年稍低，防汛形势十分 紧张。 1 9 5 4 、1 9 6 2 、1 9 9 i 、1 9 9 9 年武澄锡虞区降雨过程及5 9 月份降雨总量对 比见图2 2 。 2 第二章区域概况及防洪形势 无锡、常州、青阳三站有关年份最高、最低水位详见表2 6 。 表2 6区域主要站点洪涝、特枯旱灾年份最高、最低水位 特枯旱灾 较大洪涝灾害年份最高水位( m ) 站名 最低水位 图2 2 洪水年5 9 月份武澄锡虞区降雨总量 5 4 年 5 7 年 6 2 年8 3 年9 1 年9 3 年 9 5 年9 6 年9 9 年7 1 年7 8 年 常州 5 2 45 0 45l548 05 5 347 95 0 2 5o l 5 4 72 6 0 2 5 7 无锡 4 7 34 4 44 6 444 448 844 44 3 l4 2 84 7 424 22 4 1 青阳 49 148 64 9 14 5 751 24 6 74 6 243 048 025 624 9 长江 64 66 2 561 0718 太湖 46 5( 4 2 4 )( 43 0 )( 4 4 3 )47 94 5 l4 3 243 85 0 8( 2 3 9 )( 2 2 5 ) 注：长江为江阴肖山站实测潮位：太湖为平均水位，括号内为西山站水位。 2 2 2 灾害成因分析 1 暴雨灾害 解放以来，武澄锡虞区发生多次水灾，其中长历时大雨量梅雨和短历时高 强度暴雨是形成地区洪水灾害的主要原因，尤其是梅雨引起的灾害比较严重、 影响比较大。 江苏省太湖地区多年平均梅雨期长2 3 2 天，多年平均梅雨量为2 0 8 4 m m ， 经统计，1 9 5 4 、1 9 9 1 、1 9 9 9 年江苏太湖地区梅雨期天数和梅雨量分别比多年平 均值增加9 4 2 7 9 、1 8 0 2 8 4 ，其共同特点都是梅雨期长、降水日数多，降 雨总量大，地区洪峰水位高，持续时间长，造成损失也较大。 1 9 6 2 年9 月5 、6 日的台风暴雨，虽然降雨集中在两天内，但三日降雨量达 2 5 2 m m ，造成地区洪水外排不及、水位陡涨，形成灾害。 2 地理地形因素 在武澄锡虞区域，洪涝灾害主要发生在武澄锡低片。武澄锡低片西有湖西 沿运高片、东有澄锡虞高片，南北两侧地形也较高。区域低洼地总体上形似“锅 底”，遭遇暴雨后虽然建有新闸和自屈港控制线，但武澄锡区仍是控制线启用前 1 3 河海大学工程硕士专业学位论文 早期洪涝水的聚集地，而区域北部的长江属感潮河段，水位在一天之内呈现两 高两低的变化，尤以汛期高潮位较高，地区洪涝水一般只能靠沿江泵站抽排或 在两个低潮时抢排入长江，外排洪水的能力受到了极大制约。区域南临太湖， 太湖水位在洪水期间不断抬高后，不仅影响地区洪涝水入湖，而且，太湖需要 望虞河分泄洪水时，抬高了望虞河沿程水位，也大大消弱了望虞河排泄区域东 部地区涝水的作用，使地区防洪形势更趋紧张。 3 社会因素 武澄锡虞区圩区总面积达7 0 2 k m 2 ，约占区域总面积的2 0 ，圩区外排能力 不断增加，促使外河水位不断抬高，加大了城区的防洪压力和圩外坡地的淹没 损失。过量开采地下水，也引起地面普遍沉降，解放以来，无锡、常州等中心 城区最大沉降量已超过1 o m ，削弱了已有水利工程防洪能力。此外、联圩并圩 和圩外水面积的减少，加重了地区洪涝灾害。 2 3 区域治理及防洪形势 2 3 1 原区域治理规划 2 3 1 1 太湖流域综合治理总体规划方案 在水电部、长江口及太湖流域综合治理领导小组领导下，以“长办”在1 9 8 0 年4 月提出的太湖流域综合规划报告为基础，太湖局于1 9 8 6 年7 月向国家 计委编报了太湖流域综合治理总体规划方案，并在1 9 8 7 年6 月得到国家计 委批复同意。总体规划方案以流域防洪除涝为主，统筹兼顾供水、航运和环 境保护等方面的利益，将望虞河由原排地区涝水改排太湖洪水后所带来的问题， 作为影响处理工程，列入治太计划。 总体规划方案确定的“武澄锡引排骨干工程”主要包括：兴建沿江规 模为2 1 0 0 m 3 s 的抽水站、拓浚排水入江干河和修建低片西控制线等工程内容。 1 9 8 8 年水利部审定的望虞河工程设计任务书对自屈港控制线作了局部 调整，指出：白屈港控制线部分敞开，让出十一圩港、锡北运河及东横河三条 主要航道，并补偿4 5 m 3 s 抽水站以排泄侵入武澄锡低片的望虞河洪水和澄锡虞 高片涝水，并要求提前兴建该区的2 0 0 m 3 s 抽水站。据此，武澄锡地区沿江抽水 1 4 第二章区域概况及防洪形势 站装机总规模为2 4 5 m 3 s 。 2 3 1 2 武澄锡地区防洪除涝规划 1 9 8 9 年太湖院根据总体规划方案的精神，编制了武澄锡地区防洪除 涝规划，以1 9 5 4 年流域洪水进行设计、1 9 6 2 年暴雨为校核标准，并对低片西 控制线走向进行方案比较，最后武澄锡低片面积调整为18 2 2 k m 2 ( 锡澄运河以 西1 3 1 7 k m 2 、以东5 0 5 k m 2 ) 。规划将沿江总装机2 4 5 m 3 s 的排涝泵站从原规划的 鲥鱼港及新沟河两处，调整为白屈港1 4 5 m 3 s