瓯飞一期围垦工程围区开发时序研究

刘 云，林登荣，王 斌，包中进

(1.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020;2.温州市瓯飞开发建设管理委员会，浙江 温州 325000)

1 问题的提出

瓯飞一期围垦工程南北走向总长度约30.00km，围垦面积0.89万hm2。沿线分布有丁山二期、丁山三期、龙湾二期、海滨等围垦工程。根据规划，围区一方面要承担上游温瑞平原向东排涝的要求，另一方面要解决围区自身的排涝，排涝布局相对较为复杂 (见图1、图2)。围区西侧规划建设300.00m宽、28.00km长的中央横河，围区内部为两横七纵两湖的排涝布局。近期拟采取“分区排涝、分片解决”的排涝总体格局:客水拟直接通过中央横河进行外排，围区自身涝水由围区设置的排水闸及泵站等设施排出，与客水排涝体系相互独立，远期则考虑相互贯通［1］。排涝规划对围区各成型阶段的排涝体系进行了论证，但项目实施过程中，由于单项工程施工时序及进度不一，排涝体系的建设部分存在过渡期。

河道建设时序，最突出的为中央横河的建设时序。若先建设中央横河，瓯飞一期围区地面高程为-3.00～0.00m，低于温瑞平原河网水位2.72～2.90m，有利于温瑞平原排涝。另外中央横河也可作为后期围区吹填水的排水通道，但是在-3.00～0.00m的涂面上一次性建造中央横河东河堤，前期总投资较大，且出地效益低;若先进行围区吹填，再在吹填基础上建中央横河，则建造中央横河东河堤可节省很多投资，但围区西片排水需要重新论证;考虑到周边工程如龙湾二期、丁山三期等的开发情况，瓯飞一期围垦工程还可能存在分区分片开发的可能，围区目前拟通过隔堤分为4片，对于特大型围垦工程围区分片开发时序的研究，目前国内外研究资料基本上没有述及，亟需开展专题研究。采用合理的评价体系对各片开发建设时序方案进行评价，确保在不影响排涝的前提下，减少投资、缩短工期、促进出地效益。

本文从投资、工期、排涝3方面对中央横河的建设时序进行论证。采用平面二维数学模型对围区不同建设时序过程中排涝进行计算，在此基础上应用价值工程理论对4个区块间开发顺序进行比选，最后推荐较优的围区开发时序方案。

2 工程概况

本工程分为近期海水养殖期、中期农业开发期、远期城建开发期。近期用于高涂养殖，中期农业期排涝格局分为客水排涝及围区本身涝水排涝，围区排涝布局见图1［2］。围区西侧规划1条中央横河，长度30.00km，河道面宽为300.00m，总水面面积为9.00km2。围区内则考虑排涝效果、现状涂面高程、调蓄面积及工程投资等因素，形成“二横七纵两湖”的排涝格局。

中期农业期客水进入围区后通过中央横河由北1#闸、南1#闸排入瓯江、飞云江，围区自身涝水由南2#闸、北2#闸、东1#闸、东2#闸排出，中期农业期地面高程回填至0.30m。远期城建期考虑围垦工程与温瑞平原排涝体系贯通，围垦工程地面回填高程为4.50m，河网正常水位2.50m，围区最高水洪水位为3.75m。

图1 围区排涝布局图

图2 围区排涝示意图

3 平面二维数学模型

3.1 平面二维数学模型

数学模型主要模拟瓯飞一期围垦规划水系，计算不同围区开发时序过程中围区最高洪水位。由于计算区域范围较大、水动力条件复杂、涉水建筑物较多，并需要考虑水闸调度运行方式等因素，因此平面二维数学模型采用基于三角形网格的有限体积模式，并根据水闸调度运行原则设置了闸门开关，当围区水位达到排涝控制条件时，闸门开启，低于最低控制水位时则闭闸门，水闸仅允许单向排涝出流，不考虑纳潮。基本方程如下:

模型上游客水边界模拟至工程临近围区的排涝闸，下游模拟至外排至瓯江、飞云江及东海的排涝闸附近。模型计算上游客水边界采用流量过程线;下游飞云江、瓯江以及东海附近6个闸的闸下边界则采用对应的外海潮位过程线;围区降水直接按照降水边界设置。

3.2 价值工程评价方法

价值工程是以产品或作业的功能分析为核心，以提高产品或作业的价值为目的，力求以最低寿命周期成本实现产品或作业使用所要求的必要功能的一项有组织的创造性活动，也称其为功能成本分析。价值工程最早在产品和设备制造中使用，后来逐渐应用到军工、建筑、水利、交通工程及服务业等领域［3-8］。

价值工程是一门工程技术理论，其基本思想是以最少的费用换取所需要的功能。“价值”定义为:“对象所具有的功能与获得该功能的全部费用之比”，即:

式中:V为“价值”;F为研究对象的功能;C为成本。

根据价值工程基本原理，在进行方案评价时分为以下3步:①项目功能评价。在进行项目功能整理时，首先确定各功能重要系数Φ，之后按照功能要求，对各方案满足功能的不同程度计分S，最后得到各方案功能评价总分。②项目投资估算。计算各项目的工程投资。③方案评价。通过分析得出功能评价系数和成本评价系数，二者比值最大的为最优方案。

4 研究成果

4.1 方案设计

中央横河整体建设方案，若先建河后吹填，一次性建造中央横河建筑总投资约20.00亿元，工期约为3a，前期建河投资较大，且出地效益低。若先吹填后建河，需先建设东1#闸、东2#闸衔接的河道及节制闸，西片客水东排。

围区被3条隔堤分成4片，考虑周边工程如龙湾二期、丁山三期等的开发情况，围区分片开发，中央横河分段进行建设，促进出地效益。从瓯飞一期施工进度来看，1#、2#区块先完成合龙，之后是3#、4#区块龙口合龙。围区内河道开发时，考虑1#、2#区块优先;另外考虑到3#区块受其他因素制约最后开发。因此，共有4种围区开发顺序，2#-1#-4#-3#，2#-4#-1#-3#，1#-2#-4#-3#，1#-4#-2#-3#。

各区块里中央横河亦有2种建设方案:一种是先建中央横河后吹填，另外一种是先吹填后建中央横河。先建河后吹填方案:先在涂面基础上建造中央横河东河堤，之后对围区进行吹填，对于2#、3#区块，考虑围区自身涝水排涝，在围区吹填前需先建好与东1#闸、东2#闸衔接的东排河道;先吹填后建河方案:施工过程中先对区块进行吹填，吹填后到中期农业期田面高程0.30m，吹填过程中预留出中央横河段，之后在吹填的基础上建造中央横河东河堤。

方案分析时，首先确定各区块内部开发方案进行，再分析区块间开发时序进行，最后推荐最优河道建设时序方案。

4.2 排涝论证

4.2.1 先建河后吹填方案

各围区先建河后吹填方案，客水可直接排入围区，之后排入外海，排涝条件优于原排涝体系，原排涝体系排涝已通过论证，满足要求。因此先建河后吹填方案能满足排涝要求。

4.2.2 先吹填后建河方案

对各围区先吹填后建河方案进行排涝论证。吹填后田面高程为0.30m，围区西侧洪水位为2.72～2.90m。若先吹填，考虑吹填施工便利及安全，需关闭围区西侧进水闸，防止西片客水进入围区，此时西片客水分流进入其他围区，排涝示意图见图2。

各区块先吹填后建河方案排涝计算结果见表1。

表1 先吹填后建河方案排涝计算结果表

以表1中2#-1#-4#-3#开发顺序为例，第1步2#区块开发时，关闭2#区块西侧进水闸，客水排入1#、4#、3#区块排出，区块最高水位为2.90m;第2步1#区块开发时，2#区块已开发完成，区块最高水位为3.40m;第3步4#区块开发时，2#、1#区块已开发完成，区块最高水位为3.20m;第4步3#区块开发时，此时2#、1#、4#区块已开发完成，区块最高洪水位为3.60m，均低于原设计方案远期贯通区块最高水位3.75m，均能满足排涝要求。

因此，对于各建设方案，排涝均满足要求。从排涝来看，围区各区块吹填并不影响西片客水的排出，若施工条件允许，中央横河建设和围区各区块吹填可同时进行。

4.3 投资及工期比较

对围区各区块先建河后吹填和先吹填后建河2种建设方案总投资净现值、总工期进行统计分析 (见表2)，表2中投资为土建总投资，未考虑管理费、运行费等，社会折现率取8%，净现值折算时，按照各方案单项投资和工期进行折算，每年均匀投入，各单项工程净现值总和即为总投资净现值。

表2 投资、工期估算表

从表2投资净现值可以看出，各区块先建河后吹填方案投资净现值均比先吹填后建河方案小，节省投资最大约6亿元。先建河方案相对先吹填方案，工期相差均在3个月以内，而根据温州市瓯飞一期围垦工程项目建议书，整个瓯飞围区农业效益为3亿元/a左右，可以投资净现值较小的方案为较优方案。因此，围区各区块内部建设时推荐先建河后吹填方案。

4.4 围区各区块间开发顺序比较

在确定各区块建设方案后，需对各区块建设先后顺序进行分析。每个区块开发作为1个方案，总共4个区块4个方案。采用价值工程理论进行分析时，区块建设功能划分以发挥土地效益为最主要的功能，其他功能不考虑。建设方案以较小投资尽快获得较多的土地为优，即每公顷工期长短，体现了建设方案的功能性大小，每公顷工期越短，土地发挥效益越大，因此功能系数大小可根据每公顷工期长短来计算。

功能系数统计时采用十分制评分法，功能满足程度以每公顷最短工期方案为10分，方案功能满足程度=10×每公顷最短工期/该方案每公顷工期;方案功能系数=该方案功能满足程度/各方案功能满足程度之和 (见表3)。

成本系数=该方案投资净现值/各方案投资净现值之和(见表4)。

表3 区块间开发顺序方案功能系数表

表4 区块间开发顺序方案成本系数表

根据功能系数及成本系数可得出两区块间开发顺序方案价值系数表 (表5)。

表5 围区间开发顺序方案价值系数表

由表5可以看出，根据价值工程理论，若以较小投资尽快获得较多的土地为优，4#区块开发优于1#、2#、3#区块开发，1#区块开发优于2#、3#区块开发;2#区块优于3#区块开发;3#区块不宜先开发。

从土地需求来看，1#区块靠近龙湾国际机场，近龙湾旧城中心，4#区块连接瑞安经济开发区滨海新区，1#、4#区块土地需求较为迫切。因此，根据施工进度和土地需求，结合价值工程分析结果，最后推荐开发建设顺序为1#-4#-2#-3#。

4片区块分片开发，总工期较长，因此亦可考虑多片区块同时开发，节省工期，尽快出地。1#区块、2#区块属于龙湾区，承接海滨围垦、温州经济开发区、民科基地的涝水;3#、4#区块属于瑞安，承接丁山三期、瑞安经济开发区的涝水。因此，兼顾区块西侧龙湾和瑞安排涝要求，区块可间隔开发，如1#、4#区块同时开发，2#、3#区块同时开发。经排涝补充论证，此方案最高洪水位为3.70m，也能满足西片排涝要求。从区块开发工期上来看，1#区块需要72.7月，2#区块需要135.1月，3#区块需要146.2月，4#区块需要61.6月，为了施工便利及工期统筹安排，1#、4#区块较适合同时开发，2#、3#区块适合同时开发。

5 结语

(1)中央横河分段建设各方案，均能满足排涝要求。从排涝来看，区块吹填并不影响西片客水的排涝，因此，若施工条件允许，中央横河建设和围区吹填可同时进行。

(2)区块内部先建河和先吹填2种方案，从投资和工期考虑，推荐先建河后吹填方案。

(3)对于各区块间开发建设顺序，根据价值工程理论，以较小投资尽快获得土地为优，开发顺序为4#-1#-2#-3#。根据瓯飞一期围垦工程施工进度结合价值工程理论分析结果，最后推荐开发建设顺序为1#-4#-2#-3#。

(4)4片区块分片开发，总工期较长，可考虑多片区块同时开发，节省工期，尽快出地。从西片客水排涝和施工便利及工期统筹来看，1#、4#区块适合同时开发，2#、3#区块适合同时开发。

［1］王灵敏，吕中明，邵伟.温州市瓯飞一期围垦工程围区排涝控制规划［R］.杭州:浙江省水利水电勘测设计院，2011.

［2］包中进，王斌，徐岗.温州市瓯飞一期围垦工程水闸水工模型试验研究总报告［R］.杭州:浙江省水利河口研究院，2012.

［3］王乃静.价值工程概论［M］.山东:经济科学出版社，2006:5-10.

［4］黄永根.价值工程及其在工程项目成本控制中的应用［J］.建筑经济，2004(08):38-41.

［5］王爱林.价值工程及其在建筑工程中的应用［J］.安徽建筑，2003(05):109-110.

［6］刘玉杰.价值工程在港口规划设计中的应用研究［D］.天津:天津大学，2009.

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