
摘 要:本文以天生港港務碼頭為例,論述了長江干流岸線利用項目防洪影響論證過程。首先分析長江在生態保護、岸線利用、防洪等方面的規定和要求,利用相關設計資料、歷史衛星圖片等,進行批建符合性分析,然后利用數學模型等手段,論證工程對長江行洪安全、河勢穩定、堤防護岸等防洪工程的影響,根據分析的結果,綜合工程有關規劃符合性等研究,提出防洪影響整改措施。
關鍵詞:防洪影響論證;長江;碼頭;整改;天生港
中圖法分類號:TV87? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼:A? ? ? ? ? ? ? ? DOI:10.19679/j.cnki.cjjsjj.2019.0418
按水利部長江水利委員會(以下簡稱“長江委”)長建管〔2018〕536號文[1],依據推動長江經濟帶發展領導小組辦公室印發的《長江干流岸線利用項目清理整治工作方案》,位于自然保護區等生態保護區或可能存在重大防洪影響的整改項目應組織開展論證。長江委長建管〔2018〕556號文印發了長江干流岸線利用項目清理整改規范項目清單。按長江委核查,需進行防洪影響論證的項目分為3大類:位于自然保護區等生態敏感區的項目、可能存在重大防洪影響的整改規范項目和其他整改規范項目。第1類又按自然保護區、飲用水源保護區和生態濕地等分為3類,第2類和第3類按取得批文與否又分為批建不符和未取得批文的項目2類。本文以天生港港務碼頭為例進行防洪影響論證分析。
1? ?南通天生港港務碼頭的基本情況
1.1? ?項目概況
南通天生港發電有限公司煤碼頭(以下簡稱天生港港務碼頭)位于長江澄通河段天生港水道下段天生港下游(圖1),緊鄰深水航道,水路距上海吳淞口約144km。包括天生港港務2#碼頭、石膏碼頭和粉煤灰固定碼頭。現狀條件下,2#碼頭平臺總長度達到210.48m,碼頭面寬度22.5m;碼頭采用引橋連片式布置,由1座碼頭平臺和3座引橋組成;碼頭面設計高程4.17m,引橋面高程4.17~4.47m。石膏碼頭為浮碼頭,長60m,寬10m。粉煤灰固定碼頭碼頭由浮碼頭改建而來,棧橋長78m、寬60m,碼頭平臺長60.0m、寬10.0m。
按本次核查[1],本項目為第2大類批建不符的項目(128個)之一,可能存在重大防洪影響,需開展防洪影響論證工作。
1.2? ? 河段概況
南通天生港發電有限公司煤碼頭所處天生港水道,位于澄通河段如皋沙群段,福姜沙水道下游,通州沙水道上游。
長青沙自合并下游橫港沙整治一期工程圈圍部分后[2],已成為長江上僅次于崇明島、揚中太平洲后的第3大島。天生港水道位于長青沙、橫港沙北側,上起長青沙西北側,下至任港,全長約23km,為漲潮流占優的長江支汊,漲潮分流比大約在1~2%間,落潮分流比一般在1%內,現階段,天生港水道按南側無固定邊界總體可分為2段,上段為長青沙及已圍墾橫港沙北側段,有固定邊界;下段南側為未圍墾的橫港沙,無固定邊界。長青沙、橫港沙南側為長江主汊,十二圩以上為瀏海沙水道,以下為南通水道。
1.3? ? 水文、泥沙概況
南通天生港發電有限公司煤碼頭距上游長江大通水文站465km。該站多年平均徑流總量為8 959億m3(1950—2018年),年際間波動較大,但多年平均徑流量無明顯的趨勢變化;年平均輸沙量3.62億t(1950—2017年),隨上游水土保持、水庫等工程的建設,流域來沙減少,輸沙量以葛洲壩工程和三峽工程的蓄水為節點,呈現明顯的三階段逐漸減小的趨勢:1951—1985年間為4.71億t,1986—2002年間為3.40億t,2003—2017年間為1.37億t。
據工程所在的天生港站資料,最大潮差4.01m(85國家高程基準,下同),平均高、低潮位2.10m、0.03m。在徑流與河床邊界條件阻滯下,潮波變形明顯,漲、落潮歷時不對稱,分別約4h、8h。據2008年6月實測資料(上游大通流量28 000m3/s),天生港水道進、出口漲潮最大流速達2.21和0.95m/s,落潮最大流速為1.26和0.87m/s。
天生港水道為漲潮流占優的支汊,漲、落潮分流比約為2%和1%。與南側主汊瀏海沙水道、南通水道相比,該水道先漲先落。初期,漲潮流沿天生港水道上溯,在彎頂上游附近與上游的落潮流交匯。隨漲潮流增強,匯流點逐漸上提,至進口與由落轉漲的如皋中汊漲潮水流匯合后一起上溯。落潮時天生港水道先落,上段落潮流速較大,下段由于過流面積增加落潮流速較小,當瀏海沙水道、南通水道主槽轉落時,部分落潮流經未圍墾的橫港沙下段淺灘進入天生港水道。
20世紀70年代初期,由于其進口條件和河勢的變化,1970—1985年,天生港水道沿程發生普遍淤積;1985—1998年,天生港水道調整變化時期,有沖有淤,總趨勢為沖刷發展;1998年以來,天生港水道河勢保持基本穩定,河床處于微淤態勢。
2? ? 防洪影響論證
2.1? ?論證目的
(1)綠色、可持續的需要
人類社會發展進入工業社會后,經濟增長與生態環境保護往往成為矛盾,許多工業發達國家都經歷過“先污染后治理”的過程。改革開放以來,我國經濟快速發展,但與此同時,許多地方沒有處理好經濟發展同生態環境保護的關系,能源資源、生態環境問題越來越突出。
(2)加強管理的需要
通過防洪影響整改研究,對長江干流岸線利用項目進行系統地梳理,掌握長江干流岸線利用的整體情況,對位于自然保護區等生態保護區或可能存在重大防洪影響的項目組織開展論證,為有關部門決策提供技術支撐。
2.2? ? 批建符合性分析
2.2.1? ? 建設過程及現狀
南通港天生港務有限公司成立于2004年,現有天生港務2#碼頭、石膏碼頭和粉煤灰固定碼頭,分別為高樁梁板式碼頭、浮碼頭和高樁梁板式碼頭。
結合涉河建設方案布置以及歷史衛片分析,2#碼頭原為躉船浮碼頭,1995年改造為171.5m長固定碼頭,2個3 000噸級卸煤泊位;2004年,為滿足2×300MW機組300萬t燃煤運輸的需要,又進行升級改造,向下游接長39m,使原有的2個3 000噸級泊位升級為2個5 000噸級泊位。南通海事局對碼頭升級進行了批復。
石膏碼頭為浮碼頭,無批文。粉煤灰固定碼頭2003年由浮碼頭改為高樁梁板式碼頭,有水利部門批文。兩碼頭現有長度均為60m。
2.2.2? ? 批復與建設情況分析
天生港港務碼頭現狀布置及建設情況對比可見,2#碼頭為批建不符項目,石膏碼頭無批復,粉煤灰固定碼頭批復與建設情況一致。
2#碼頭另建長航公安用房和自行車棚:長航公安用房在2號棧橋后方,長12m,寬4.5m,底高程4.46m,低于本工程區防洪設計水位4.78m;自行車棚長5.06m,寬度1.92m,建于3號棧橋后方防汛通道右側。兩設施均無批文,可能會對防洪存在影響。
2.3? ? 防洪影響計算
根據前面批建符合性分析,本碼頭主要問題有:① 2#碼頭平臺長度較批復向下游延長15.5m;② 2號棧橋后方下游建長航公安用房;③ 3號引橋后防汛通道邊建自行車棚;④ 石膏碼頭建設無批文。
根據整改精神,業主同意拆除長航公安用房、自行車棚和無批文的石膏碼頭,工程方案為現有的天生港務2#碼頭平臺長210.5m,碼頭面寬度22.5m,3座引橋。考慮工程規模,防洪影響計算主要采用數模進行,分析工程實施后對潮位、近岸流速等水動力方面的影響。
數學模型計算范圍:上起江陰,下至徐六涇,全長約80km,采用三角形網格,網格單元數為50 575個,網格尺度在10~200m,工程區網格加密。本工程已建成運行一段時間,河床自適應調整的變化已經反映在河道沖淤變化之中。因此,計算地形采用2018年4月實測,局部采用2019年實測地形。模型建立后利用同步實測潮位、流速流向和汊道分流比資料對模型進行驗證,驗證結果符合有關規范的要求[4],可用于試驗研究。
2.4? ? 防洪影響分析
2.4.1? ? 總體情況
是否改變堤防工程現狀:防洪大堤與本碼頭工程引橋平順相連,工程未改變堤防現狀。
是否填高灘地:防洪大堤與本碼頭工程引橋平順相連,碼頭工程的建設沒有填高灘地。
是否建有阻礙洪水的構筑物:2#碼頭外,主要有:① 在2#引橋后方近大堤的下游測,建有長航公安用房(57m2);② 在防洪墻與防汛通道間建有10m2的自行車棚;③ 2#碼頭下游建有石膏碼頭,浮碼頭形式,長×寬為60.0×10.0m,無批文。
2.4.2? ? 對長江行洪安全影響分析
碼頭工程的樁群、梁底板等占長江行洪斷面的阻水面積約為0.19%。研究表明,碼頭下游端新建工程實施后最大壅水高度約1.0cm內。本碼頭工程對長江主流區水流條件影響較小,沒有增加長江大堤左右近岸流速,不會危及大堤安全,不會因工程建設降低工程范圍內防洪大堤的防洪標準,對附近的港口和涵閘的正常運行影響也較小。
因此,工程的興建不會對河道行洪帶來明顯不利影響。
2.4.3? ? 對河勢穩定的影響分析
經過多年自然演變和人工治理,在鵝鼻嘴、龍爪巖天然節點和九龍港人工縮窄段控制作用下,工程河段總體河勢基本穩定,在上游來沙逐漸減小、人工護岸工程及航道整治工程的控制下,工程河段將保持多汊并存的格局,河勢總體處于相對穩定狀態。
研究表明,工程實施后,水位最大壅高值約0.01m,壅水影響范圍在160m左右,流速變化大于0.01m/s的范圍在碼頭上下游約200m,外側100m(圖1)。同時,碼頭工程實施后,有利于工程附近區域岸線的穩定。
本碼頭工程建設對本河段河勢穩定不會產生明顯不利影響。
2.4.4? ? 對堤防、護岸等防洪工程的影響分析
工程河段防洪大堤定為Ⅱ級堤防,已滿足“長流規”防御標準。本碼頭工程的實施,未改變大堤現狀。計算結果表明,水位最大壅高值約0.01m,壅水影響范圍在160m左右,流速變化大于0.01m/s的范圍在碼頭上下游約200m,外側100m,工程斷面長江行洪流量基本保持原有值。沒有增強長江大堤的近岸流速,不會危及大堤安全。工程的建設基本不會對防洪工程安全產生明顯不利影響。
按工程設計方案,本工程采用引橋與南側長江廠區自建堤平順相連。現場查勘發現廠區自建大堤、長江大堤上游至下游防洪通道通暢。
2.4.5? ? 其他影響分析
(1)與現有水利規劃的關系分析
根據水利部、國土資源部水建管〔2016〕329號通知中實施的《長江岸線保護與開發利用總體規劃》規定,本工程所處區域為岸線控制利用區,符合該規劃。
(2)與現有防洪標準的適應性分析
根據“江蘇省江海堤防達標建設修訂設計標準”,工程區主江堤高程應為天生港站防洪設計水位4.79m加0.5m,即5.29m。本工程閘口自保堤高程4.46m,不滿足工程附近5.29m的要求,需進行整改。
本碼頭工程對第三人合法水事權益影響較小。
2.4.6? ? 小結
2#碼頭批建不符;棧橋閘口處自保堤高程4.46m,不滿足高于5.29m的要求;石膏碼頭無相關水利部門批文;本碼頭工程符合相關水利規劃;2#碼頭的建設不會對河道行洪、河勢穩定和防洪工程安全產生明顯不利影響。
3? ? 防洪影響整改
根據防洪論證分析,考慮企業運行情況,防洪影響補救和整改措施為:(1)2#碼頭影響較小,保持現狀,但需拆除2號棧橋后方下游建長航公安用房;拆除3號引橋后防汛通道邊建自行車棚;(2)為滿足閘口處高程應高于5.29m的防洪要求,將現狀高程為4.47m的閘口抬高0.83m至高程5.30m,兩側按坡比1:3放坡銜接至現狀道路;(3)拆除無批文石膏碼頭;(4)考慮碼頭裝卸作業繁忙,在運營期間,企業在水利部門統一安排和管理下,對使用范圍內的防洪大堤和陸域堆場做好防汛搶險應急預案,保證防汛通道整潔、暢通;(5)對廠區進行整理,清理垃圾,禁止碼頭垃圾入江,對龍門吊、碼頭立面、欄桿、扶手等進行出新;碼頭附近影響生產的景觀區域復綠。
4? ? 綜合分析
通過論證,全面梳理掌握長江岸線利用項目中批建不符、未批先建的項目情況,以及其帶來的影響,可以為有關部門決策提供科學依據,由此可以看出,此項工作是必要的,意義重大。
通過防洪影響論證,對有影響的項目實施補救和整改措施不是最終目的。項目建設、使用過程中規范化、制度化,這樣才能做到長江的開發利用綠色、可持續,在保護中發展。
參考文獻:
[1]水利部長江水利委員會,長建管[2018]536號,“長江水利委員會關于印發長江干流岸線利用項目清理整治整改規范項目論證審查實施要求的通知”,2018年11月2日.
[2]單婷婷,杜德軍,吳道文,夏云峰.長江澄通河段橫港沙演變規律及整治效果預測[J].人民長江,2011,42(17):4-7.
[3]單婷婷,杜德軍,吳道文. 長江澄通河段天生港水道近期演變及整治初探[J]. 中國水利,2017(15):52-54.
[4]海岸與河口潮流泥沙模擬技術規程(JTS/T 231-2-2010),中華人民共和國交通部,2010年.
[5]水工程建設規劃同意書論證報告編制導則(試行)(SL/Z 719-2015),中華人民共和國水利部,2015年11月18日發布
[6]防洪影響評價報告編制導則(SL520-2014),中華人民共和國水利部,2014年3月28日
[7]夏云峰,等.長江福姜沙,通州沙和白茆沙河段深水航道整治關鍵技術[M].北京:中國水利水電出版社,2015年.