王 凯,杨万红,曹命凯,丁艳霞
(江苏省水勘测设计研究院有限公司,江苏 扬州 225127)
江苏沿海地区地处江、淮、沂沭泗下游,北起连云港市的绣针河口,南到南通市的长江口,共有110多条河道排水入海,其中60条重要入海河道又分别汇集并口从30个河口入海。这些河流不但要排泄本地涝水入海,还要排泄流域、区域过境洪水入海,素有“洪水走廊”之称,如图1所示。
图1 江苏省主要入海河口分布图
江苏沿海地区60条主要入海河道中流域性行洪河道5条,分别为新沭河、新沂河、废黄河、淮河入海水道及苏北灌溉总渠,流域面积20多万km2;区域性骨干河道18条,主要包括青口河、灌河、射阳河、新洋港、川东港、栟茶运河、如泰运河等;其它为跨县或县域重要河道。
江苏沿海海岸按物质组成可分为砂质、基岩和粉砂淤泥质三类[1]。根据海岸稳定性,分为淤积型、稳定型和侵蚀型三种。江苏省954km的海岸线,淤涨型海岸占59.8%,主要集中在射阳河口以南地区[2];侵蚀型海岸占25.8%,主要集中在废黄河口两侧;稳定型海岸带占14.4%。
(1)河口滩涂开发不合理,影响河口的泄水能力
自《江苏沿海滩涂围垦开发利用规划纲要》实施以来,江苏省沿海滩涂已围垦开发83.52万亩,部分滩涂围垦位置、范围和新筑海堤选线不当,少量围垦已经突破了规划范围,没有充分考虑河口保护和行洪排涝要求,导致闸下港道淤积,加剧了河口萎缩[3],影响河口泄水能力和区域防洪安全。
(2)河口区域相关规划不协调,影响河口治理与保护
江苏入海河口处于河流与海域的过渡区,地理位置具有特殊性,该区域往往被纳入到各种规划中,如流域区域治理规划、沿海经济发展规划、港口建设总体规划、滩涂围垦开发规划、海洋主体功能区划、生态红线保护规划等,入海河口的保护、开发与利用由于缺乏统一协调,存在各自为政现象。相关专业规划编制时,未考虑河口整治规划需要,影响河口的治理与保护。
(3)河口治导线研究深度不足,不能有效指导河口管理与保护
入海河口平面轮廓线是沿海挡潮闸闸下港道行洪排涝顺畅的重要保障,近年来河口海岸资源过度开发,严重影响了河口基本功能,损害了河口生态健康[4]。2006年江苏省启动了入海河口治导线研究工作,采用DEM微地形分析、历史遥感影像解译、河口水动力模型模拟等技术,以定性判断与定量计算相结合的方式进行河口治导线研究,并形成了入海河口治导线成果。由于入海河口受海陆交互作用,水沙过程、水动力过程复杂,潮沟摆动频繁,滩槽冲淤多变,地貌复杂多变,现有河口治导线系统研究深度不足,尚不能完全作为实施入海河口管理与保护的依据[1]。
(4)河口管理不规范,缺乏长效监管机制
由于入海河口地理位置的特殊性,相关管理部门相应较多,涉及水利厅、自然资源厅、农业农村厅、交通运输厅、生态环境厅等。虽然针对该区域的管理制定了一系列的法律法规及管理办法,但仍存在着管理权限相互交叉、管理范围相互重叠等问题[5]。
江苏省入海河口治导线规划是保障流域、区域防洪安全的需要;是实施河口区域科学保护的需要;是维持河口生态系统健康的需要;是推进河口规范管理的需要。
本次规划对象为沿海地区30个主要入海河口,根据江苏入海河口地形地貌特征及历史演变趋势,在前期研究成果的基础上,统筹河口水利治理、滩涂围垦以及港口建设等开发利用需求,拟定江苏省入海河口治导线规划研究范围:上至达标海堤、挡潮闸,下至理论-2.0~-5.0m等深线的河口区大潮平均高潮位以下的滩涂及海域,两侧至港堤或港道外1.0km至5.0km的区域。
(1)坚持人水和谐、可持续发展的原则
划定河口治导线应顺应河口自然演变规律,遵循水的自然规律和经济社会发展规律,正确处理人与自然、人和水的关系。充分发挥入海河道河口防洪、航运、水生态等方面的综合功能,同时注重入海河道河口的社会服务功能资源效用,科学、合理开发利用入海河道河口资源,为促进河口地区经济发展创造条件。
(2)坚持突出重点、兼顾一般的原则
根据入海河道河口自然条件、河口地区经济社会发展水平以及开发利用程度,针对开发利用与保护中的主要矛盾,按照轻重缓急,合理确定规划目标和任务。认真贯彻《防洪法》第四条,将防洪功能放在首位,保障设计洪水安全下泄,不抬高行洪水位,适当留有余地,并处理好防洪排涝、有利保港与滩涂开发利用关系。
(3)坚持保护优先、统筹兼顾的原则
在保证防洪安全的条件下,将防洪和闸下港道安全放在优先地位,统筹治导线规划与其它有关规划的关系,兼顾河口地区在综合开发利用,治理、保护、利用相结合,充分发挥河口的综合功能,为促进河口地区经济发展创造条件。
(4)坚持依法治水、科学管理的原则
切实加强依法治水,强化防洪管理,严格水资源管理,加大水资源保护,同时界定河口管理范围,明确江苏省入海河道河口管理职责。
本次规划基于2006年组织开展的江苏入海河道河口治导线研究相关成果[6],以现代河口流域边界为基础,充分考虑其可参照的历史演变范围[7],综合运用DEM微地形分析、多时相遥感影像解译以及近海河口水动力数值模拟等技术[8],分析了不同治导线布设方案对河口行洪、排涝及纳潮能力的影响[9],统筹河口水利治理、滩涂围垦以及港口建设等开发利用要求,调整完善30个河口治导线。具体为:
(1)根据自然地貌的历史演变,确定河口治导线有关参数
河口纳潮流域边界研究充分考虑了近半个世纪以来的可参照历史演变范围,重点分析20世纪90年代以来,尤其是2010年以后河口流域边界的演变情况。基于DEM微地形分析技术和多时相遥感影像技术对河口纳潮流域进行深化分析,获得河口纳潮汇水区历史外边线、河口现状主体汇水区边线、口外主槽变化外边线等[10],作为划定河口治导线的参考线。
(2)构建典型河口概化数学模型,提出治导线控制原则
概化数学模型法是河口治导线划定的重要技术手段和依据[11]。本次规划通过构建河口概化数学模型,对比分析行洪、排涝及纳潮三种计算工况下不同治导线布置方案的影响,结合《江苏入海河道河口治导线研究》的相关研究成果,江苏省30个入海河口的治导线线纵向范围(自挡潮闸至平均高潮位线之间的区域)的控制原则如下:
①中山河口、斗龙港口、王港口、竹港口、川东港口及梁垛河口等6个河口的治导线控制原则为在平均大潮高潮位线与平均高潮位线之间,左右两侧均按30°~45°的方向实施治导线控制。
②兴庄河口、青口河口、临洪口、烧香河口、埒子口、灌河口、废黄河口、二罾河口、扁担港、夸套河口、双洋河口、运粮河口、射阳河口、新洋港口、四卯酉口、东台河口、方塘河口、新川港口、小洋口、掘苴口、东凌港口、遥望港口、大洋港口及塘芦港口等24个河口治导线控制原则为以平均大潮高潮位线与港道交点为起点,左右两侧按90°的方向展开,再沿河口历史或现状汇水区边线实施治导线控制。
(3)统筹考虑开发利用及河口保护,调整完善河口治导线
以上河口治导线控制范围,主要是从减少闸下港道淤积,维持闸下港道泄洪能力,预留港槽摆动空间,维护河口行洪排涝安全出发,尽可能维持河口平面形态和港槽冲淤稳定。结合河口资源的综合开发利用和生态环境保护[12],本次规划统筹研究了滩涂围垦、港口码头、通海航道等建设项目的需求,以及生态红线、海洋主体功能区规划等要求,并结合近年来河口开发利用的实际情况,对平均大潮高潮位线与平均高潮位线之间的初定治导线进行调整完善[13]。
根据《江苏省沿海滩涂围垦开发利用规划纲要》,江苏沿海滩涂资源主要包括潮上带、潮间带以及辐射沙脊群区域理论最低潮面以上的滩涂范围,边滩围垦起围高程原则上控制在理论最低潮面以上2.0m。考虑到垦区建成后,新建围堤周围滩面淤涨,为减少滩涂围垦对河口行洪排涝及纳潮的影响,本次规划以闸下港槽中心线为基准,将两侧初定并修正的河口治导线顺延扩散至理论0m等深线(约2.0km)。
本次规划综合运用DEM微地形分析、多时相遥感影像解译以及近海河口水动力数值模拟等技术,统筹河口水利治理、滩涂围垦以及港口建设等开发利用要求,调整完善30个入海河口治导线,明确河口管理范围(总面积约861.7km2),重点河口治导线布置如下所述:
临洪口治导线上游至达标海堤和挡潮闸,下游延伸至理论0m等深线;左侧上接达标海堤,以22.5°扩散角布置;右侧基本沿垦区围堤布置。治导线管理范围约28.6km2。
埒子口治导线上游至拟建挡潮闸、海堤,下游延伸至理论0m等深线;以挡潮闸中心线为基准线,向右、向左分别以间距2000、4000m,按角度22.5°为扩散布置。治导线管理范围约10.1km2。临洪口、埒子口治导线平面布置如图2所示。
灌河口治导线上游至挡潮闸、海堤,下游延伸至理论0m等深线,两侧治导线平行布置,间距为4.5km。治导线管理范围约39.1km2。
扁担港治导线上游至挡潮闸、海堤,下游延伸至理论0m等深线;左侧以左港道中心线(现状海口枢纽中心线)为基准参考线,向左以间距2500m、角度15°为扩散角布置;右侧以右港道中心线(苏北灌溉总渠河口中心线)为基准参考线,向右以间距1500m、角度15°为扩散角布置。治导线管理范围约13.9km2。灌河口、扁担口治导线平面布置如图3所示。
射阳河口治导线上游以挡潮闸、海堤为界,下游延伸至理论0m等深线;左右治导线基本平行布置,右侧治导线距右侧导堤500m,左侧治导线沿左侧导堤布置。治导线管理范围约32.4km2。
川东港口治导线上游至挡潮闸、海堤,下游延伸至理论0m等深线;左侧距闸门中心线1.0km,以22.5°角扩散布置;右侧基本沿历史纳潮外缘线布置。治导线管理范围约42.5km2。射阳河口、川东港口治导线平面布置如图4所示。
小洋口治导线上游至挡潮闸、海堤,下游延伸至理论0m等深线;左侧基本沿左侧垦区围堤布置,右侧沿规划垦区规划围堤布置,左右夹角约为30°。治导线管理范围约18.3km2。
图2 临洪口、埒子口治导线平面布置示意图
图3 灌河口、扁担口治导线平面布置示意图
图4 射阳河口、川东港口治导线平面布置示意图
东凌港口治导线上游至挡潮闸、海堤,下游延伸至理论0m等深线;右侧沿垦区围堤布置;左侧距闸门中心线距离为1.5km,扩散角度调整为22.5°。治导线管理范围约121.2km2。小洋口、东凌港口治导线平面布置如图5所示。
江苏入海河口治导线管理根据相关法律法规的要求,实行统一管理和分级管理相结合的管理体制。河口治导线管理原则上维持现有水利工程的管理体制[14-15],由实施陆域挡潮闸管理的水行政主管部门管理,对有多条入海河道汇入的河口由级别最高的挡潮闸管理单位进行统一管理,上级水行政主管部门负责河口治导线管理范围内治理开发活动的监督管理。
本规划是规范河口治导线管理范围内各行业治理、开发、保护和管理活动的基本依据。河口治导线管理单位的主要职责有:
(1)负责管理范围内水利设施的管理、维修养护等工作,按照上级命令做好防汛调度,以保障防洪安全、维持河口泄流通畅。
(2)负责管理范围内各类建设项目的审批管理,未经批准擅自开工的建设项目,河口管理单位有权制止。
(3)负责管理范围内其他各类工程设施的防汛、运行情况的监督检查,当工程设施危及河口泄洪安全时,河口管理单位有权要求权属单位自行改建或拆除。
图5 小洋口、东凌港口治导线平面布置示意图
(4)负责河口维护性清淤工作,维持闸下港道的排水能力。
入海河口治导线管理需要加强组织领导、完善管理机制、强化监督管理还要深化科学研究。
各级相关水行政主管部门要重视入海河口治导线管理工作,切实加强组织领导。水利厅及沿海三市相关水行政主管部门应加强入海河口治导线的管理、指导、监督和检查,河口管理单位应加强日常巡查和现场监管。
上级水行政主管部门开展定期或不定期的现场督查,加强对基层管理单位的监督考核力度,切实加强入海河道河口长效管护。通过传统媒体、新媒体等多种方式,加大对入海河道河道河口治导线管理的宣传,鼓励公众参与和监督河口管理保护工作,拓宽公众参与的途径。
本文采用多种方法综合确定江苏省主要入海河口治导线及管理范围,总面积约861.7km2,最小、最大的河口治导线管理范围分别为3.5km2、121.1km2,河口管理范围宽约1~4km,长约2~3km,侵蚀性海岸适当缩减,淤涨型海岸适当放宽。本文研究成果主要考虑了河口上游洪涝水量、海岸冲淤特性、闸下港道长度、历史港道形态等因素对河口治导线的影响,成果对江苏省入海河口管理有一定的指导意义,由于河口海岸涉及范围广、专业多,河口来沙量、海水含沙量、海水盐度、海洋环流、潮位监测位置、航线繁忙程度等都会影响河口治导线的确定,今后治导线的研究不仅要充分考虑河口上游、河口本身水理特性,还应兼顾海洋水理、生化特性对河口形态产生的影响[16],使河口治导线成果更加合理可靠,有效指导河口地区滩涂开发、经济发展及生态保护等工作。