浙江沿海防洪御潮生命线提升及滩涂围垦发展研究思路探讨

2015-04-06 19:18方子杰柯胜绍
水利规划与设计 2015年10期
关键词:海塘潮位生命线

方子杰,柯胜绍

(1.浙江省水利发展规划研究中心,浙江杭州310012;2.浙江同济科技职业学院,浙江杭州311231)

浙江沿海防洪御潮生命线提升及滩涂围垦发展研究思路探讨

方子杰1,柯胜绍2

(1.浙江省水利发展规划研究中心,浙江杭州310012;2.浙江同济科技职业学院,浙江杭州311231)

浙江沿海现有的防洪御潮生命线有力保障了经济社会的发展与人民安居乐业。根据当前社会经济快速发展与转型升级的要求,以及应对全球极端气候的变化与海平面上升的挑战,新时期需要进一步研究提升建设浙江沿海防洪御潮生命线,本文就防洪御潮生命线提升及滩涂围垦发展进行了研究和探讨。

浙江省;沿海;防洪御潮;滩涂围垦;研究

浙江省沿海防洪御潮工程体系是沿海地区的生命线与安全屏障,沿海滩涂围垦为浙江沿海地区社会经济发展拓展了空间,开展沿海防洪御潮生命线提升与滩涂围垦发展思路研究,将为明年编制“十三五”水利发展规划奠定基础。

1 现状与背景

浙江省地处东南沿海,境内岸线曲折绵长,海岸线长达6633km。由于特殊的地理位置,浙江沿海属于台风暴潮频发地带,且台风强、潮位高,灾害损失大。

浙江海塘由浙东海塘和钱塘江海塘两大部分组成,工程体系主要由海塘(包括围堤)及沿塘水闸工程及非工程措施所组成。浙东海塘保护着宁波、温州、台州、舟山四个大中城市和近30个县市。钱塘江海塘直接保护杭嘉湖平原和萧绍平原1000万亩耕地和1000余万人口。因此,浙江沿海防洪御潮工程保安体系不仅是浙江沿海地区的生命线,而且是关系浙江全省经济和社会发展的重要安全屏障。

自上世纪50年代开始截止2010年底,浙江省共约围垦滩涂356万亩,已开发利用约289万亩(占围成面积的81.3%)。根据浙江省第一次水利普查公报数据,浙江省海塘经过了“千里标准海塘”、“强塘工程”、十二五海塘配套加固建设以及滩涂围垦海堤建设,杭州市城区、温州市主城区、宁波市大榭岛、嘉兴市部分区域及部分重点企业的防御标准已达100年及以上一遇,城市及重要城镇的防御标准达到50年一遇,中小城镇的防御标准达到20年一遇。

沿海海塘建成以来经历了多次强台风考验,在近十五年多次多类型的台风考验中,海塘工程总体安全,沿海防洪御潮保安生命线发挥了不可磨灭的巨大作用。

2 挑战与问题

2.1 经济社会发展带来的挑战

随着浙江沿海经济社会发展、城市化快速推进和功能区域调整,特别是沿海九个产业集聚区建设推进的提升,使得海塘保护区内经济社会要素迅速集聚,对海塘的防御能力提出更高要求。沿海现状海塘防御能力已不能满足区域经济社会快速发展要求,需要进一步提高标准。

2.2 围垦海堤建设面临的挑战

沿海围垦海堤是浙江省沿海防洪御潮保安生命线的重要组成部分。浙江省相当数量的沿海临江一线塘段已为当地政府围涂所建的围堤所取代。并且,浙东海塘多数还会随着滩涂不断围垦而逐步外移。浙江省围垦重点项目的建设,将部分老海堤的防潮标准从二十年一遇提高到五十年一遇,为沿海地区增添了一道高标准的御潮屏障。同时,浙江省滩涂围垦也面临着新的挑战与一系列问题,使得围垦海堤建设受到影响。一是目前用海审批难度大,滩涂围垦海域审批已经成为顺利推进围垦实施建设的主要制约因素。二是省级耕地统筹指标提高,在一定程度上影响地方围垦积极性。按照浙江省最新出台的政策,新立项围垦工程项目省级耕地统筹指标提高到20%。三是沿海滩涂资源可再生能力、可持续发展能力相对下降。新世纪以来滩涂围垦开发速率加大,同时受长江三峡建库影响,浙江沿海海域来沙减少。四是沿海围垦开发利用与海洋环境保护、滩涂湿地保护、海洋水生动植物及候鸟保护存在一定的冲突与矛盾,给围垦工程的顺利建设带来不少阻力与被动局面。五是近几年生态围垦实质性推动与开发实践成效不大。目前,滩涂围垦主流仍是采用传统模式。六是沿海河口滩涂围垦涉及入海河口治理与建闸等一系列复杂问题。

2.3 海塘存在沉降和变形的问题

受地基条件的制约,沿海海塘沉降和变形大,降低了自身防御能力。沿海海塘经过十余年的运行,沉降尚未趋于稳定,沉降引起的工程安全隐患逐步暴露,海塘原有的防潮能力有所降低。据2008年调查,浙东沿海有一半左右海塘的沉降量大于10cm,特别是有约五分之一的海塘平均沉降量大于30cm,钱塘江海塘中有约五分之一的海塘塘顶高程低于设计值,部分海塘的后续沉降量仍较大。严重的沉降在降低海塘防潮能力的同时,也会导致海塘闭气土方高程不足,形成渗漏隐患。此外,塘身不均匀沉降还会导致塘身开裂、渗漏、错位、下陷等结构破损现象,如不对这些隐患进行及时加固,严重的可能导致海塘整体失稳。

2.4 海塘存在塘闸不配套的问题

沿塘水闸不配套影响海塘整体运行安全。尽管近年来不断对沿塘水闸进行加固改造,但塘闸不配套的问题依然存在。一些沿塘水闸建成时间较早,结构相对简单,设备陈旧,加上维护加固滞后,安全状况差,存在塘闸不配套、错位、结构破损、冲刷漏水、老化失修等安全隐患。同时,随着沿塘经济社会的发展和区域经济规划布局的调整,改变了原有水系的排涝性能,导致部分出海口水闸亟需扩孔重建。另外,浙东部分水闸功能由原先的单向排涝改为排涝与纳潮两用,使用频次增加,导致内侧冲刷严重,安全隐患增多,影响塘闸整体安全。

3 研究思路探讨

3.1 研究目标

在浙江省第一次水利普查的基础上,进一步对全省海塘、围堤(围垦)及沿塘水闸进行调查摸底与现状分析评估,结合河口治理、河口建闸与滩涂围垦等河口海岸综合治理要求,开展浙江省沿海防洪御潮保安生命线提升工程及滩涂围垦发展专题研究,为浙江省十三五水利发展提供思路与举措;通过十三五时期及后续进一步开展沿海防洪保安全提升工程及滩涂围垦工程实施建设,在浙江沿海最前沿打造一条“标准高、管理优、生态好、景观美”的防洪御潮生命线,保障浙江沿海地区生产发展和良好生态环境。

3.2 研究期限与范围

研究基准年为2013年,研究期限为2014~2030年,重点研究时期为十三五时期(2015~2020年)。

研究范围为浙江省沿海海岸线与入海河口(按标准海塘与河道堤防分界),北始自上海接壤处,南至福建毗邻处。

3.3 基本原则

3.3.1 保障经济发展需求

浙东沿海和钱塘江两岸地区,人口密度高,生产要素集聚,经济总量和财政收入约占全省80%。据研究分析,2000年以来标准海塘的年均防台减灾效益约为130亿元。同时,浙江沿海千里生命线承担的保障作用与压力越来越大,一方面是随着沿海经济和产业带的快速发展,海塘闭合区内经济要素集聚将进一步加快,人口和经济总量将逐年增加;另一方面,随着地球极端气候的变化与海平面的上升,不可预测因素增多,海塘安全相对变得脆弱。如果浙江沿海千里生命线某个地方一旦失守,将可能导致局部地方损失不可估量。因此,沿海千里生命线防御能力也应随经济发展同步提升。

3.3.2 提升塘闸防御标准

由于不均匀沉降与多年的风暴潮影响,海塘工程安全隐患逐步暴露,应动态开展海塘配套与加固建设,持续巩固海塘防御能力。根据沿海产业发展布局、城市化进程与保护对象的重要性,逐步提升沿海海塘与配套涵闸的防御标准。一是按照经济发展要求与防护对象保障要求,适时调整海塘防御标准。可将规范规定的标准作为下限的强制性标准,在这基础上适当提高防御标准,使之与经济发展及保障要求相适应。二是逐步推进一、二线等多道海塘联合防御体系建设,提升区域的综合防潮能力。三是加快防御台风特别是超强台风的非工程体系建设。

3.3.3 符合海洋功能区划

浙江沿海千里生命线主要位于沿海海岸线。随着沿海滩涂围垦的不断推进,沿海海塘防御保安生命线也不断调整外移。沿海岸线开发利用功能要符合国家与省级有关功能区划要求,滩涂围垦规模(涉及围堤)要符合海洋功能区划规模控制要求。国务院2012年批复的《浙江省海洋功能区划(2011—2020年)》(国函[2012]163号),按照《全国海洋功能区划(2011~2020年)》[1]的总体要求和海洋功能区划分类体系,依据全省海域自然环境特点、自然资源优势和社会经济发展需求,共划分出223个海洋基本功能区,其中:海岸基本功能区八类共129个,近海基本功能区共94个。并严格实施围填海年度计划制度,按照国民经济宏观调控总体要求和海洋生态环境承载能力合理控制建设用围填海规模,全省围填海结构类型、布局和建设时序进一步优化,进一步增强海域使用规划对围填海的控制作用。至2020年,建设用围填海规模控制在50600公顷内。另外,浙江省河口海岸滩涂开发治理区划也应符合水利部2011年部署编制的《全国河口海岸滩涂开发治理管理规划(浙江部分)》管理要求。

3.3.4 结合治江建闸需求

浙江沿海千里生命线大部分位于入海河口。河口地区标准海塘建设应符合河口江道治导线要求。随着浙江海洋经济的发展,浙江省温台等地区结合河口建闸开展河口控制线外延研究。目前,浙江六大入海江河水系已有钱塘江一级支流曹娥江与瓯江一级支流戍浦江口门建闸,另外鳌江与瓯江一级支流楠溪江河口大闸均已列入流域综合规划与其他相关规划,椒江、甬江、飞云江也已经开展相关河口建闸研究。当前的入海河口建闸研究方案往往将口门外移,因此河口海塘建设应与河口治江建闸相互结合,大闸两侧接堤应与河口围垦海堤连接,共同构建河口治理总体格局与防御安全生命线。

4 研究内容探讨

4.1 现状调查分析评估

应在浙江省第一次水利普查公报资料与其他现有资料的基础上,进一步全面调查并复核浙江沿海海塘(包括围垦海堤、沿塘配套水闸)的现状资料,并进行防洪御潮安全分析与评估。

4.1.1 海塘工程

浙江省随着滩涂围垦的不断推进,沿海部分地方防洪御潮体系形成了多道防线(如第一道、第二道防线等),其最外沿的防护堤线往往形成了锯齿状。通过以上调研,梳理沿海各单元多道防线的线性封闭情况与防御标准问题,梳理标准不统一或者封闭不完善的单元(堤段)。按照《浙江省海塘工程安全认定办法》最终认定现状安全状况与除险加固情况,评估各单元海塘的整体安全性,提出需要继续进行除险加固或者改建(标准提升)的海塘清单数据。

4.1.2 海塘配套水闸

梳理因外海设计潮位变化影响排涝能力的水闸数量。结合《水闸安全鉴定规范》(SL214-98)与《浙江省小型水闸安全技术认定办法(试行)》最终认定现状安全状况(安全等级分类)与除险加固情况,评估各单元水闸的整体安全性,提出需要继续进行除险加固或者改建(标准提升)的水闸清单数据。结合平原涝区、围区(水面率)防洪排涝要求,进一步复核配套水闸规模(口门宽度)是否满足防洪排涝要求,评估上游河道能否发挥调蓄作用。

4.2 沿海潮位变化影响研究

统计沿海潮位站的基本资料,即建站年份、观测内容等,根据沿海潮位站建站以来的观测成果,分析各潮位站各频率高低潮位和潮位过程随着系列的延长有无阶段性变化。再结合历年台风暴潮实测资料,分析评估沿海和各河口高低潮位变化对沿海及各河口海塘防洪御潮安全的影响,进一步分析不同潮型与不同潮位组合方法的影响趋势。分析滩涂围垦与河口治理活动对沿海潮位站观测的影响问题,提出对策措施与建议。研究提出海塘设计选择潮位站的建议,明确提出每个河口和沿海的各段海塘防洪御潮设计应该采用哪座潮位站观测资料,为今后海塘设计提供参考。

4.3 河口海岸防御线保安提升工程研究

浙江省海塘已建成运行十几年,随着海塘沉降量的逐渐增大,现状海塘防台御潮能力也大为降低。首先,在现状调查分析评估的基础上,将沿海海塘现状防浪墙顶和塘顶高程按海岸线分布顺序绘制成图,并将现状塘顶高程与沿海潮位站各频率潮位进行对比分析,绘制沿海海塘现状防御能力分析图。

然后,根据浙江沿海地区经济社会发展要求与海洋功能区划要求,结合河口治江与建闸以及河口海岸滩涂围垦等规划研究成果,绘制研究期(远期2030年)浙江省沿海防洪御潮保安生命线规划布局图。并结合十三五时期发展与建设要求,绘制近期2020年浙江省沿海防洪御潮保安生命线规划布局图。

最后,分类提出河口海岸防御线提升工程规划研究意见。十三五期间,根据经济社会发展和保护对象重要性提高,海塘工况动态变化,应按动态管理要求,继续进行海塘(包括配套水闸)除险加固与提升建设;对调整为一线防线的围垦海塘工程,按保护对象情况进行达标建设;对保护重要城市与省级产业集聚区的重要海塘,应采用规范上限防御标准或者在下限标准基础上提升防御标准,进一步提高防潮御浪的能力;鉴于海塘工程防御超标准风暴潮的能力有限,对二线等备塘工程进行闭合和维护加固,形成防御超标准台风的一、二线海塘工程体系;同时,继续强化非工程措施,加强安全与维护管理,完善管理配套建设,全面提高海塘防御能力,持续发挥海塘工程效益。

4.4 河口海岸滩涂围垦十三五发展优化研究

《浙江省滩涂围垦总体规划报告(2011~2020年)》[2]规划提出,根据全省滩涂资源条件及各地经济发展的需求,十二五时期(2011~2015年)规划围垦工程项目62处,围涂总面积147.87万亩,建海堤总长533.4km,围涂总投资946亿元。十三五时期(2016~2020年)规划围垦工程项目29处,围涂总面积54.63万亩,建海堤总长559.34km,围涂总投资328亿元。规划十四五时期(2021~2025年)展望围垦工程项目9处,围涂总面积27.92万亩,建海堤总长100.77km,围涂总投资156亿元。

应根据浙江沿海地区经济社会发展需求,坚持围垦服从治江要求、围垦服从海洋区划要求、围垦考虑防洪排涝要求等三原则,综合考虑河口治江建闸、海洋功能区划、平原与围区防洪治涝等功能要求,结合浙江省海洋功能区划关于“2020年建设用围填海规模控制在50600公顷内”的规模控制要求,按照本次研究划定的浙江省沿海防洪御潮保安生命线规划布局,对浙江省十二五滩涂围垦发展目标与布局进行调整优化。即将本次研究划定的2020年浙江省沿海防洪御潮保安生命线作为十二五滩涂围垦的外包线,在沿海防洪御潮保安生命规划控制线与现有海塘堤线之间的滩涂规划为围垦区进行开发建设。

5 结语

历年来,浙江省先后通过实施“千里标准海塘”、“强塘工程”、“十二五”海塘配套加固建设以及滩涂围垦海堤建设,在浙江沿海基本构建了一条防洪御潮生命线与一道安全屏障,保障了浙江沿海经济社会发展与人民安居乐业。随着浙江沿海地区社会经济的快速发展与经济的转型升级,以及应对全球极端气候的变化与海平面上升的挑战,需要进一步研究提升浙江沿海防洪御潮生命线,并结合开发沿海滩涂围垦与围堤建设,拓展浙江沿海发展空间,为浙江省海洋经济示范区国家战略的实施建设作出贡献。

[1]浙江省人民政府.《全国海洋功能区划(2011~2020年)》[R],2012.

[2]浙江省水利水电勘测设计院.《浙江省滩涂围垦总体规划(2011~2020年)》[R],2014.

TV87

A

1672-2469(2015)10-0001-03

10.3969/j.issn.1672-2469.2015.10.01

方子杰(1972年—),男,教授级高级工程师。

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