季永興,陳志偉,蔡躍軍

(1.河海大學(xué)水利水電工程學(xué)院,江蘇南京 210098;2.上海市水務(wù)工程設(shè)計研究院,上海 200063;3.昆明市滇池水利管理處,云南昆明 650114)

論滇池海口閘擇址重建的必要性及閘址比選

季永興1,2,陳志偉3,蔡躍軍3

(1.河海大學(xué)水利水電工程學(xué)院,江蘇南京 210098;2.上海市水務(wù)工程設(shè)計研究院,上海 200063;3.昆明市滇池水利管理處,云南昆明 650114)

分析?？陂l既有建筑物及設(shè)施的現(xiàn)狀,從消除原水閘安全隱患,提高水位調(diào)控和泄洪除澇安全可靠性,為滇池水污染治理和水資源調(diào)度提供順暢通道,為下游工農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)需水提供保障,提升?？诤又苓叚h(huán)境景觀,保護歷史建筑物等方面論述了擇址重建?？陂l的必要性,并根據(jù)地形、工程規(guī)模、控制范圍、動拆遷量、工程地質(zhì)、總體布置、工程施工、運行管理、總投資等論證比選了可行的閘址方案。

?？陂l;閘址;擇址;滇池

滇池流域面積 2920km2,湖水面積約 300km2,蓄水容積約 12.9億 m3,既是昆明市工農(nóng)業(yè)供水基本水源地,又是這一地區(qū)回歸水的承泄區(qū),承擔(dān)著昆明城市及沿湖四縣 (區(qū))的防洪任務(wù),所以作為滇池外海唯一出口的口門控制建筑物的?？陂l的安全運行就顯得非常重要 (圖 1)。同時,近年來滇池水環(huán)境綜合治理越來越被有關(guān)部門重視,政府與學(xué)者提出了眾多方案并進行了研究[1～3],其中“截污治污”和“引清濟滇”被認為是治理滇池主要的方式[4,5],要 “引清濟滇”,其主要的水流出路除依靠草海的出口西園隧洞外,更主要的是通過外海出口?？诤优判?因此?？诤涌陂T的靈活調(diào)控可以為滇池水環(huán)境治理提供可靠保證。因此,為保證滇池外海水位調(diào)控和泄洪除澇安全可靠,同時為滇池水污染治理和水資源調(diào)度提供順暢通道,為下游工農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)需水提供保障,提升?？诤又苓叚h(huán)境景觀,有關(guān)部門結(jié)合滇池水污染防治及?？诤又卫硖岢隽酥亟ǖ岢赝夂Ｋ徽{(diào)控樞紐工程。

1 ?？陂l現(xiàn)狀及問題

滇池外海的唯一出口為?？诤?其河口由中灘分隔為南河、中河、北河 (圖 2),各河分別建有控制建筑物,始建于清道光年間 (1836年),原名總稱為 “屢豐閘”。1964年、1977年和 1980年分別對南河、中河、北河閘進行改造,中河閘、北河閘分別在原閘下游新選址重建,南閘在原閘上游緊鄰建設(shè)鋼閘門,并命名三閘總稱為“?？陂l”。

由于年久失修,3座水閘現(xiàn)均存在結(jié)構(gòu)老化、設(shè)備破舊、閘門漏水、啟閉不靈等問題,已嚴重影響了水閘的正常運行,嚴重影響了昆明市及海口鎮(zhèn)防洪與調(diào)水。同時水閘外觀破陋,與周邊日益發(fā)展的城市景觀不協(xié)調(diào),影響了滇池作為重要旅游景點的景觀。《云南省昆明市?？陂l工程水閘安全評價報告》[6]認為:“從 20世紀 60年代初至今,水閘已運行近 50a,各項設(shè)施和設(shè)備老化、破損跡象明顯,多數(shù)設(shè)備已遠遠超出使用年限,超期服役現(xiàn)象突出,閘門銹蝕、漏水、啟閉抖動,閘室底板沖刷嚴重,閘房開裂、露筋等病害現(xiàn)象隨處可見,水閘安全運行存在嚴重隱患”。《水閘安全鑒定報告書》評定“?？陂l為四類水閘,建議?？陂l進行擇址重建,徹底消除水閘安全隱患,改變?？陂l與昆明市經(jīng)濟發(fā)展極不協(xié)調(diào)的現(xiàn)狀面貌”。

2 擇址重建必要性

(1)消除原水閘安全隱患,確保泄洪除澇安全可靠的需要。海口閘作為滇池唯一出口控制建筑物,對昆明市及沿湖四縣 (區(qū))的防洪起重要作用,原水閘由于結(jié)構(gòu)破損,啟閉不靈,設(shè)備老化,水閘安全鑒定級別為四類,運行不可靠,嚴重影響了滇池及下游?？诤拥姆篮槌凉嘲踩?。擇址重建新閘,可以徹底消除水閘安全隱患,改變?？陂l與昆明市經(jīng)濟發(fā)展極不協(xié)調(diào)的現(xiàn)狀面貌。

(2)調(diào)控滇池水位和蓄水量,有效利用水系水資源的需要。昆明城市發(fā)展對水資源提出了更高的要求,而滇池流域水資源緊缺,蓄、泄矛盾十分突出:汛期泄不了,只能提前泄水,預(yù)留防洪庫容,造成水資源浪費;一旦汛期后期來水量偏少,造成汛后無水可蓄,難以保證來年工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水,影響正常生產(chǎn)。滇池流域水資源匱乏,不僅嚴重制約了經(jīng)濟社會的發(fā)展,而且加速了滇池水環(huán)境惡化和富營養(yǎng)化。?？陂l的一個重要作用就是調(diào)控滇池水位和蓄水量,從而可以有效利用滇池水系水資源總量。

(3)配合滇池水污染整治,提供 “引清治滇”通道的需要。滇池水質(zhì) 1988年以來基本為Ⅴ類、劣Ⅴ類,20世紀 90年代初就開始了較具規(guī)模的水污染整治。國內(nèi)外同類工程調(diào)水經(jīng)驗表明[7,8],實施“引水治滇”工程,不僅可增加滇池的水資源量,改善滇池出入湖水量不平衡狀況,同時可以加快滇池水體循環(huán)與交換,改善湖泊水動力條件,提高湖泊水體自凈能力。因此,在滇池整治水污染的方案中,引水濟滇、置換水體被認為是很有成效的整治方法之一。而要置換滇池水體,就必須有狀況良好、通暢的出水通道。?？陂l的帶病運行將會嚴重影響水環(huán)境調(diào)度的效果。

(4)調(diào)控下泄水量及流量,保障下游工農(nóng)業(yè)和生態(tài)用水的需要。?？诤蛹跋掠魏拥姥鼐€分布著大量農(nóng)田和生態(tài)植被,以及眾多大中型工礦企業(yè),?？陂l有效控制,一方面可以通過滇池調(diào)蓄削峰,保障汛期下游防洪安全,另一方面通過滇池蓄水,可以為枯水季節(jié)下游工農(nóng)業(yè)用水和生態(tài)需水提供保障。

(5)改善周邊環(huán)境景觀,提升滇池及周邊投資環(huán)境的需要。海口閘現(xiàn)狀外觀破陋,與昆明旅游城市、滇池風(fēng)景區(qū)極不協(xié)調(diào)。利用工程實施之機可以改善周邊環(huán)境,同時新建外海水位調(diào)控樞紐可以采用與滇池景觀相協(xié)調(diào)的閘型和建筑物,創(chuàng)造新的旅游景點,形成優(yōu)美的景觀效果,提升滇池及周邊投資環(huán)境,增加滇池周邊環(huán)境景觀和社會效益。

(6)與?？诤诱谓ㄔO(shè)協(xié)調(diào)一致,確保工程整體效益發(fā)揮的需要。?？诤幼灾袨╅l至滾龍壩12.5km河道整治工作已計劃 2009年開工實施,?？陂l為海口河河口的控制樞紐工程,其控制能力對?？诤拥膶嵤┬Ч绊懞艽蟆：？陂l的建設(shè)不僅提高了滇池的調(diào)蓄能力,實現(xiàn)水資源的優(yōu)化配置,還能有效保證海口河整治的實施效果,確保工程整體效益的發(fā)揮。

3 閘址比選

3.1 水閘功能要求

根據(jù)上述分析,?？陂l的主要功能為節(jié)制閘,汛期泄洪排澇,確保滇池流域防洪除澇安全;非汛期擋水蓄水,為下游河道沿線工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)供水和為下游河道提供生態(tài)需水。同時,根據(jù)調(diào)控實際情況,?？陂l還需滿足汛期大流量、非汛期小流量、門頂溢流導(dǎo)漂 (浮物),控制靈活、景觀效果好等要求。

3.2 閘址比選

根據(jù)工程現(xiàn)場地形條件,經(jīng)現(xiàn)場查勘,初步分析本工程可選擇的閘址方案有 4個 (圖 2),具體為:

閘址 1:滇池入?？诤雍拥婪植媲?河寬最窄處,河道口寬約 140m;

閘址 2:原閘址位置拆除重建,河道口寬分別為 40m(南 )、40m(中 )、20m(北 );

閘址 3:老閘下游兩叉河流上,河道口寬分別為 80m(北 )、40m (南 );

閘址 4:三河合并后的河道上,河道口寬 80m。各閘址主要優(yōu)缺點分析如下:

閘址 1:優(yōu)點是可以控制較大范圍,保護中灘及兩岸,工程規(guī)模適中,場地開闊,便于布置,與周邊環(huán)境景觀易處理,分期施工,可利用老閘進行控制,地層平緩且覆蓋層薄,下伏基巖穩(wěn)定性好。缺點是規(guī)模略大。

閘址 2:優(yōu)點是規(guī)模與閘址 1相當,分期施工,可利用老閘控制。缺點是周邊居民較多,動拆遷困難,可能會影響已被列為歷史文物的明清時期建的老閘,同時控制范圍較閘址 1小,地層傾斜且覆蓋層厚,基巖埋深變化大,分布軟弱土層,閘基底分布強透水礫砂層,需進行閘基加固處理及防滲處理。

閘址 3:優(yōu)點是規(guī)模與閘址 1相當,分期施工,可利用老閘進行控制,動拆遷少。缺點是控制范圍較閘址 1、2都小,需加高加固中灘及兩岸堤防,施工會影響右岸臨河的道路交通,地層、覆蓋層及基巖同閘址 2,需進行閘基加固處理及防滲處理。

閘址 4:優(yōu)點是規(guī)模較前 3個閘址最小。缺點是控制范圍最小,需加高加固中灘及兩岸堤防,施工較難分期,需設(shè)導(dǎo)流設(shè)施,同時施工會影響右岸臨河的道路交通,地層、覆蓋層及基巖同閘址 2,需進行閘基加固處理及防滲處理。

由上述分析可知,比較可行的閘址方案有 2個,即閘址 1和閘址 4,但從動拆遷及移民難度,景觀環(huán)境效果,工程施工影響等方面分析,閘址 1優(yōu)于閘址 4。另外從地質(zhì)方面分析,閘址 2、閘址3、閘址 4方案地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,覆蓋層厚,地基土承載力及強度低,存在閘基變形,不均勻沉陷,抗震、抗?jié)B、抗沖、抗滑不穩(wěn)定等問題,處理難度大,而閘址 1方案覆蓋層薄,基巖埋深淺,閘基可置于巖基上 (圖 3),故從地質(zhì)角度考慮閘址 1方案較優(yōu)。所以,綜合各方面因素,推薦閘址 1作為本工程建設(shè)閘址方案。

4結(jié)語

?？陂l作為滇池外海唯一出口的口門控制建筑物,其安全運行對滇池泄洪除澇安全,水資源綜合利用,水環(huán)境綜合治理及下游生產(chǎn)生活生態(tài)需水非常重要。同時可利用工程實施之機,確保?？诤诱涡б娴恼w發(fā)揮,并改善周邊環(huán)境,創(chuàng)造新的旅游景點,形成優(yōu)美的景觀效果,提升滇池及周邊投資環(huán)境,增加滇池周邊環(huán)境景觀和社會效益,因此擇址重建?？陂l非常必要。

根據(jù)地形、工程規(guī)模、控制范圍、總體布置、運行管理、總投資等方面分析,比較可行的閘址方案為閘址 1和閘址 4,但從動拆遷量、景觀效果、工程施工、工程地質(zhì)分析,閘址 1優(yōu)于閘址 4,推薦閘址 1作為本工程建設(shè)閘址方案,水閘位于滇池入海口河河道分叉前最窄處。

鑒于水閘的重要性,汛期需為滇池水系泄洪排澇,確保滇池流域防洪除澇安全,非汛期需擋水蓄水,為下游河道沿線工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)供水和為下游河道提供生態(tài)需水,因此新建水閘需滿足安全可靠、運行靈活、景觀效果好等要求,并滿足門頂溢流導(dǎo)漂(浮物)功能要求,建議加強水閘閘型研究,確保新水閘安全運行。

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D iscussion on Necessity of Rebuilding of the Ha ikou Lock of D ianchiLake and Selection of New Lock Site

J I Yong-xing1,2,CHEN Zhi-wei3,CA I Yue-jun3
(1.College of Hydraulic and Hydroelectric Engineering of Hehai University,Nanjing Jiangsu 210098 China)

Based on analysis of the existing status of Haikou lock construction and establishment,the necessity of rebuilding of the lock is to improve dependability of water level control and flood control and afford free channel for water pollution control and water resource at temper and offer requirement water for industry and agriculture and ecology and so on.The feasible lock site is selected according to land form and lock scale and demolition and relocation and geology and general plan and construction and operation and sight and so on.

Haikou lock;lock site;site selection;Dianchi lake

X52

A

1673-9655(2010)01-0045-04

2009-09-03

季永興 (1970-),男,江蘇南通人,高級工程師,主要從事水利工程設(shè)計與研究。