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地下55米修“高速水路”
浙江水网杭州城西南排工程开工
 
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2022-11-08
 
  □本报记者 徐鹤群 梅林蓉 通讯员 刘红霞 王伟伊

  在地下55米处深挖一条“水路”,15个小时就可以排掉相当于整个西湖的水量。11月2日,总投资115亿元的扩大杭嘉湖南排后续西部通道工程(以下简称“城西南排工程”)在浙江杭州正式开工。 

  这个浙江水网的标志性工程,背后蕴含着什么样的设计巧思?将解决什么问题? 

  将解决困扰杭州城西多年的内涝难题 

  打开地图可以看到,杭州城西地处杭嘉湖平原与浙西丘陵带的交汇处。南侧是浙江的暴雨中心之一——天目山脉,北侧是连片的湿地。 

  地势低平,河网密布。每到汛期,多方来水汇集到城西这个“锅底”,造成“上游来水急、中间地势低、下游排不快”的困境。在1996年、1999年的梅雨季以及2007年台风“罗莎”、2013年台风“菲特”期间,这里多次遭遇洪水,损失严重。 

  近年来,随着杭州城市发展不断“西进”,城西科创大走廊、未来科技城、之江实验室等重要战略布局相继落户城西,该区域已经越来越“淹不起”。 

  放眼杭州目前的防洪排涝格局,天目山及余脉的暴雨洪水有西险大塘参与“防守”,这一“百年功臣”在今年迎来了提标加固;江北平原地区的涝水则主要经杭嘉湖平原河网水系或流向太湖、黄浦江,或经三堡、八堡泵站强排进入钱塘江。“相比之下,城西地势低且距离远,加上杭州城西高质量发展对水安全保障的要求越来越高,新开辟一条快速排水通道迫在眉睫。”杭州市林业水利局党组成员、总工程师杨志祥说。 

  城西南排工程,就是人为开辟一条杭州城西至钱塘江的“Y”形隧道,将洪涝水就近、快速、往南强排入钱塘江。本次先行实施的是南北主干线工程,长约18公里,设计排涝能力300立方米每秒,相当于15个小时抽干整个西湖的水,堪称“高速水路”。 

  工程建成后,城西防洪排涝标准将由现在的不足20年一遇提升至50年一遇。若遭遇50年一遇洪水,相比现在,城西区域河网水位可降低15厘米至40厘米,积水面积和积水量都将减少80%以上,直接惠及人口近100万,有望解决困扰城西多年的内涝难题。工程还将与钱塘江沿岸的三堡、八堡排涝泵站形成覆盖杭州江北城东、城中、城西全域的联合排涝体系,全力守护杭城平安,进一步减轻下游杭嘉湖平原防洪排涝压力。 

  “高速水路”不走寻常路 

  如今的城西,高楼鳞次栉比,新兴业态蓬勃发展。西溪湿地、和睦湿地和五常湿地等天然低地众多,断层、软岩等地质环境对施工提出了更高要求。这条“高速水路”要如何打通? 

  浙江水利人不走寻常路,将目光从地面转移至地下55米深层空间,通过建设衬后洞径11米的地下深隧,抽水排涝。 

  地下55米是什么概念?目前杭州大部分地铁和电缆等项目是挖到地下20米至30米深,这条“高速水路”则要往下再深入20米至30米,不确定性因素更多。 

  为什么是地下55米?为了避开地铁等错综复杂的地下基础设施,再综合考虑经济、地质、运维等因素。在反复充分的调研和论证基础上,邀请了国内多位擅长“打洞”的权威专家、院士,包括钮新强院士、龚晓南院士、吴志强院士、胡春宏院士等一起为项目的科学性、可行性、合理性把脉问诊。最终得出结论:工程规划依据充分,是解决城西防洪排涝问题的关键手段和可行途径,工程方案布局合理、风险可控。 

  深隧项目虽然已在上海、广州等地有成功经验,但“多点进水+地下深隧+大型泵站”组合解决城市洪涝问题,在国内尚属首次实践。这一“脑洞”要想落地,难度不小。 

  难度首先来源于项目位置,由于毗邻重要景区,很难布设施工竖井或支洞,地下55米深度的隧洞只能单向掘进,对前期地质勘探精度、施工过程中的地质超前预报以及突发应急处理要求很高。其次,5处进水口同样要开挖深度60余米的巨大竖井基坑,对基坑围护的技术要求极高。此外,与三堡、八堡泵站设在钱塘江沿岸不同,该工程的出口泵站设在钱塘江水域内。如何在水域内开挖泵站枢纽深基坑?不仅要考虑基坑施工本身的安全,还要防止钱塘江潮水带来的不利影响,这对施工围堰等临时工程的可靠性提出了极高要求。 

  匠心巧思留住钱塘江涌潮 

  除了排涝外,这条“高速水路”一年中有300天可利用钱塘江与城西河网存在的水位差,通过自流把钱塘江水源引入杭州城西区域,有效提高河网自净能力,改善城西河网水生态环境。 

  不过,作为强涌潮河口,钱塘江河流上游来的淡水常与涨潮流上溯的咸水相互掺混。咸水流入河网真的可以改善水质吗? 

  “工程增加了钱塘江取水头部净化措施,其处理工艺类似于西湖引水工程的高效沉淀方式。”浙江省水利厅计划处有关负责人解释,同时为了控制钱塘江咸潮入侵引水,工程对引水条件作了进一步限制,当钱塘江含氯度超过250毫克每升时将停止引水。 

  工程的匠心巧思,还体现在水利人对涌潮景观的特别“照顾”上。 

  钱塘江九溪段是工程的出水口,得益于急弯和局部喇叭形的平面形态,这里的涌潮景观向来壮观。为了减少出水口布置对涌潮的影响,工程在国内首次提出强涌潮区域“涌潮重塑”理念。通过采用水文和河床演变分析、建立涌潮数学模型和物理模型试验等手段研究,微调细化工程出水口平面布置,重塑九溪岸段涌潮基本形态,丰富完工后九溪段涌潮景观的多样性。这意味着,钱塘江涌潮不仅得到保留,景观上也将延续过去的壮观和野性之美。

  来源:中国水利报 2022年11月8日
徐鹤群 梅林蓉 刘红霞 王伟伊
责任编辑:王瑜
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