陳華鏡
(福建省水利規劃院,福州350001)
沿海地區土地資源緊缺成為制約地域經濟發展的一大難題。利用灘涂資源,拓展發展空間,具有優越的港口、交通等諸多優勢,是沿海地區經濟可持續發展的方向之一。而沿海墾區多為低洼地,開發利用改變土地功能,引出排澇新問題。排澇達標問題是土地開發的一個基礎條件,合理選擇排澇措施,確保排澇安全、降低開發成本,是墾區土地開發利用面臨的一個矛盾問題。
開發墾區,將原來的農業用地或灘涂地改為城鎮商住或工業用地,意味著墾區土地使用功能的改變,將引起新的排澇問題。其致災原因主要有4個方面:
沿海墾區,地勢低洼,集雨面積不小。而這些區域常常是臺風登陸或臺風經過區域,暴雨強度大,曾出現過1 h降雨量超100 mm情況。且周邊上游山地植被差,山坡陡,流程短,短時間內即可匯集到墾區,極易成澇。
沿海地區潮型多為規則半日潮,1 d有兩個周期。年內出現高潮的月份一般在7~9月份,同臺風暴雨頻發的月份完全一致。一旦暴雨與高潮的外海潮水相遇,墾區成了只能進不能出的“集水盆”,澇災就不可避免。
老墾區排澇設施系按農業標準建設,允許一定歷時的淹深。而新開發用地為城鎮商住和工業用地用途,澇水漫溢是難以承受的,其相應排澇設施須滿足澇水不漫溢的要求。因此,老墾區排澇設施與新開發用地之要求難地匹配。
近年來,墾區功能的逐漸轉變,大量農地、菜地被征用,變成了交通路網和居住或工業用地,一方面導致不透水面積不斷增加,大大增加了暴雨流澇量;另一方面滯澇面積不斷減少,加上淤積加重,導致內澇問題愈發突出。
墾區變為開發區,面臨豎向標高和排澇設施選擇兩個方面問題,直接關系到開發區的安全和開發成本。分述如下:
從安全角度來說,地面豎向標高越高越安全,相應配套的排澇措施越簡單,高到一定程度澇水就可實現自排。但墾區地勢較低,要達到澇水自排需填高地面,所需的填方量巨大。而沿海墾區周邊料場難找,運距超過15 km,甚至更遠,費用很高。而且開山取土,又面臨環境保護和水土流失問題,審批很難。
為了確保安全,同時降低造地成本,基于潮水頂托的季節性和澇潮遭遇的不確定性,可以考慮區別不同地塊用途,選擇不同的豎向標高。首先是確保會危及人身安全、重要設施所在(如工廠的鍋爐間、倉庫)、交通主干路網等用地,豎向標高應滿足設防標準。其次,要因地制宜,對于允許短時間受淹,待潮水頂托過后澇水排出后影響不大的場地,如學校公共操場、社區廠區的公共綠化地塊等區域,可適當降低標準,降低標高,以減少填方量,節約投資。
排澇設施關系到內澇水位和地面標高。綜合排澇設施規模越大,內澇水位越低,地面豎向標高將隨之降低,填方工程量將相應減少;反之綜合排澇設施規模越小,內澇水位越高,地面填方量將越大。故合理確定排澇措施及其規模,對安全性和開發成本影響甚大。常用的排澇措施有以下幾種:
2.2.1 水閘
水閘是澇水的出口,是最基本的設施。要降低內澇水位,關鍵在于潮水頂托過后,水閘能否在一個退潮期內及時排出澇水。老墾區普遍存在水閘凈寬偏小問題。主要原因是原設計以滿足農作物或養殖需要。農作物允許受淹一段時間,養殖區也允許一定程度淹沒。而作為開發區,在設計標準內,不允許漫溢。擴大水閘,是老墾區開發解決排澇問題一個主要方向。對于新墾區,水閘寬度必須留夠,滿足蓄排要求。對于新墾區適當加大閘寬,增加一些投資,但相應減少了堤長,總投資增加不多,但排澇效果和安全性提升效益明顯。
2.2.2 內河
內河既有匯集、排出澇水作用,還兼有蓄澇作用。內河寬度直接影響內澇水位。內河越寬,澇水位越低。但存在占地多、枯水期景觀效果差問題。枯水期景觀效果差可以采取內河選用復式斷面并建生態護岸辦法來解決,但占地問題不可避免。老墾區必須整治內河,滿足蓄排要求,確保排得出、排得暢。
2.2.3 滯澇區
滯澇區用于調蓄澇水,錯開潮水頂托期,達到降低內澇水位的目的。滯澇區調蓄容積越大,內澇水位就能降得越低,安全性、效果就越好。但需要一定的占地,特別是滯澇區一般都設在墾區閘前,與追求土地高利用率有矛盾。近年來,生態、景觀建設已形成共識,結合滯澇區建設休閑、親水景觀公園,不失一舉多得。
2.2.4 調蓄水庫
在有條件的墾區上游,修建具有一定調蓄庫容的水庫,進行錯峰調蓄,作用及效果與滯澇區相似。水庫還可兼具供水功能,不失一舉兩得。
2.2.5 局部抽排
在潮水頂托期,排澇站抽排對于降低內澇水位很直觀。但是,對于集雨面積大的區域(一般超過30 km2),要靠泵站短時間內降低內澇水位,相當于泵站要抽排山洪洪峰來水,泵站規模要建很大,不僅投資大,而且因常常遭遇惡劣天氣組合,如臺風期間出現斷電情況,運行可靠性差,不現實。對于墾區因開發需要產生自然分割(如網路),局部低洼地塊,如老村莊,要抬高地面不可能,因分割后局部集雨面積不大(一般<10 km2),采取局部抽排辦法效果明顯,投資最省。小規模泵站因備用電源容易實現,運行可靠性相對高,運行成本也不大,而且片區小,應急措施容易實現,風險小。
2.2.6 截洪溝
在墾區上游邊緣修建截洪溝,實現澇水高排,把坡面水或上游山地水直接排入外海,而不匯入墾區,達到降低內澇水位的目的。但往往截洪溝沿山邊修建,長度長,截洪流量大而規模大,投資大,占地也不少,而且安全性差,很少采用。
上述措施中,水閘與內河是必備不可替代的,僅是規模大小與效果大小問題。其它措施之間具有替代性,取決于不同條件和實施難易。如滯澇區與上游攔蓄水庫,具有相似效果,看是否有實現條件和代價大小。建排澇站可局部減少滯澇區面積,對于小區域排澇效果不錯,但在惡劣天氣條件下,運行可靠性差,不如滯澇區和調蓄水庫安全。而且排澇站對于大區域澇水作用不明顯,除非建超大型泵站,不經濟。截洪溝排水快,但自身安全感相對低,畢竟是“頭頂上懸河”,而且投資不會省。根據近幾年多個墾區排澇規劃、設計經驗總結分析,在選擇排澇措施的過程中,應把握以下原則和思路:
1)樹立安全第一理念,確保排澇達標滿足排澇安全需求,所選擇的措施必須運行可靠,然后才是節約開發成本。
2)因地制宜,綜合考慮安全性、可靠性、經濟性。
3)協調與追求土地高利用率之間矛盾,實現排澇減災安全與生態景觀效益相和諧相統一。
4)排澇是一個系統工程,方案比選往往是多個“方案組合”的比選。設計“方案組合”前提是先協商市政總規控規需求,確定合理的豎向標高,然后綜合考慮用地要求、使用要求、土方平衡、景觀需求等因素,在保安全前提下進行經濟性對比。
墾區開發遇到地勢低洼、潮水頂托、填方難以平衡代價大等諸多問題,為確保排澇達標、安全,在保證水閘寬度和內河整治的基礎上,選擇結合水景觀設置滯澇區,有條件建設攔蓄水庫,增加調蓄容積,輔以局部抽排,構成蓄排體系,是解決墾區排澇問題最安全、最穩妥,也是比較經濟的辦法。
[1]福建省水利規劃院.連江可門港區排澇規劃[R].福州:福建省水利規劃院,2006.
[2]福建省建江水利水電設計咨詢有限公司.福鼎市雙岳墾區防洪排澇規劃[R].福州:福建省建江水利水電設計咨詢有限公司,2007.
[3]福建省水利規劃院.易源金港研發區(白水墾區)排澇工程初步設計[R].福州:福建省水利規劃院,2008.