淺析城市水系規(guī)劃中防洪安全與土地利用的統(tǒng)籌

陳 愷

(廣東省水利電力勘測設計研究院，廣東 廣州 510635)

隨著城鎮(zhèn)化的普及，各地結(jié)合相關政策，招商引資、扶持重心產(chǎn)業(yè)，相繼發(fā)展出一批高新區(qū)、產(chǎn)業(yè)園[1]，而原本的水系和防洪體系已不能適應區(qū)域發(fā)展需求，甚至對新的土地利用規(guī)劃產(chǎn)生阻礙[2]。本文以廣東粵海產(chǎn)業(yè)園水系規(guī)劃為例，分析問題和矛盾，提出技術手段和方法，旨在為城市水系規(guī)劃中防洪安全與土地利用的協(xié)調(diào)提供參考。

1 基本情況

粵海產(chǎn)業(yè)園位于東莞市謝崗鎮(zhèn)中部。鎮(zhèn)內(nèi)水系發(fā)達，主要有五條外排渠：黎村、大厚、謝崗、趙林和曹樂截洪渠，過境主要河流有潼湖水謝崗涌和石鼓水。五條主要外排渠作為排洪通道排山洪入外河謝崗涌。除曹樂截洪渠外，其余四條外排渠均位于本次規(guī)劃范圍內(nèi)(如圖1所示虛線框)。外排渠之間的區(qū)域，形成澇區(qū)，通過各內(nèi)排渠與謝崗涌、外排渠相連，利用泵站強排解決區(qū)域內(nèi)澇。

圖1 謝崗鎮(zhèn)現(xiàn)狀水系分布

2 存在的主要問題

(1)受謝崗涌洪水頂托，園區(qū)內(nèi)四條外排渠水位較高，為了滿足防洪需求，各渠現(xiàn)狀均建有防洪堤岸，其與現(xiàn)狀地面高差較大，將園區(qū)核心地區(qū)分為四個澇區(qū)，分割了地塊，嚴重制約了土地的利用，與《廣東粵海裝備技術產(chǎn)業(yè)園總體規(guī)劃》確定的發(fā)展目標相悖[3]，同時由于河堤與地面高差大，造成隔岸不相望的情況，對園區(qū)景觀影響較大。

(2)隨著經(jīng)濟發(fā)展，防洪排澇標準不斷提高，現(xiàn)有防洪排澇設施無法滿足需求。本次規(guī)劃產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)謝崗涌和各外排渠防洪標準為50年一遇，區(qū)內(nèi)各澇區(qū)排澇標準為20年一遇[4]。通過分析計算可知，按照規(guī)劃洪澇標準，在現(xiàn)狀閘泵運行調(diào)度下，各外排渠洪水位大多高于現(xiàn)狀河堤。

3 主要技術手段及方案比選

利用MIKE11水動力數(shù)學模型軟件，根據(jù)項目區(qū)地形、水文資料，建立一維水動力數(shù)學模型，外邊界水文條件采用相當洪澇標準下的實測水位流量資料，謝崗鎮(zhèn)南部洪水過程采用廣東省綜合單位線計算得到[5]。

項目區(qū)中外排渠主要承泄南部山洪，并與謝崗涌互通，是排洪河道；內(nèi)排渠主要排園區(qū)內(nèi)澇，其與謝崗涌或外排渠交匯處均建有水閘調(diào)控。從現(xiàn)狀來看，當前最突出的問題是園區(qū)現(xiàn)狀外排渠堤防與地面高差較大，從而分割地塊、影響景觀。結(jié)合實際情況，本次提出兩個方案進行比較分析。

(1)方案一：建立水閘泵站聯(lián)合排澇工程

規(guī)劃通過建設水閘泵站，對南部山洪進行抽排，降低截洪渠洪水位，從而拆除相關截洪渠堤防，實現(xiàn)土地整體利用：規(guī)劃在現(xiàn)有水系基礎上連通河道，形成一條東西向排渠，將園區(qū)作為一個整體防洪排澇區(qū)域，通過在各截洪渠河口處建泵站，對南部山洪和區(qū)內(nèi)澇水進行抽排；同時，利用現(xiàn)狀黎村截洪渠下游彎道處和林屋邊環(huán)湖調(diào)蓄水面進行擴挖，修建調(diào)蓄湖，兼顧調(diào)蓄洪水和改善水環(huán)境、營造水景觀作用，方案總體布局如圖2所示。

圖2 園區(qū)總體防洪布局方案一

通過設定不同流量的抽排泵站作為各計算工況對園區(qū)整體防洪布局進行計算分析，結(jié)果見表1。

表1 不同規(guī)模泵站抽排下各外排渠水位

根據(jù)上述計算，要使園區(qū)內(nèi)各外排渠水位降低到與區(qū)內(nèi)地面高程相當?shù)母叨龋枰诟髑R入謝崗涌的河口附近建造各150m3/s流量的泵站抽排洪水，造價較大[6]。而考慮一定的地面安全超高[7]，需要進一步降低各排渠水位至6.5m，從而產(chǎn)生更高的建設及運行成本[8]。

(2)方案二：優(yōu)化防洪布局，減少排洪通道

考慮合并外排渠，減少排洪通道，盡可能減少防洪堤對地塊的分割：規(guī)劃通過新開挖連接渠，將謝崗截洪渠和黎村截洪渠接入大厚湖截洪渠，同時在謝崗截洪渠和黎村截洪渠連接處建造節(jié)制閘，將兩渠的上游山洪引入大厚湖截洪渠。同理，通過新開渠道和新建節(jié)制閘，將趙林截洪渠上游洪水引入曹樂截洪渠。至此，拆除趙林渠、謝崗渠、黎村渠三條外排渠堤防，將三渠變?yōu)閮?nèi)排渠，園區(qū)內(nèi)保留大厚湖截洪渠作為主要外排渠，很大程度上保證了園區(qū)土地利用的整體性、減少了對區(qū)域景觀的破壞。本方案整體布局如圖3所示。

圖3 園區(qū)總體防洪布局方案二

(3)方案比選

方案一全面降低了區(qū)內(nèi)的防洪堤高度，同時避免了征地拆遷和河道改造工程，但是所需泵站規(guī)模非常大，因此其造成的建設和運行成本也是巨大的；方案二減少了泵站建設的投入，同時區(qū)內(nèi)各截洪渠的連通實現(xiàn)了園區(qū)日常水體置換，增強了水體流動性，缺點是部分新開連接渠道涉及征地拆遷工程。

綜合考慮以上兩個方案，方案一建設成本過大，同時需要后續(xù)的運行投入；而方案二避免了泵站的建設投入，其連接渠開挖工程可結(jié)合園區(qū)規(guī)劃道路或利用現(xiàn)狀已有渠道進行擴挖連接[9]，從而減少征地拆遷費用。綜上，選取方案二作為本次水系規(guī)劃的整體布局。

4 效果分析

利用數(shù)學模型對規(guī)劃水系布局進行計算分析[10]，規(guī)劃開挖河道、新建水閘、建設堤防及河道清淤等工程措施，洪水位得以有效控制，渠道滿足各自功能需求，園區(qū)防洪安全得到有力保障，具體如下：

(1)外排渠：規(guī)劃后，大厚截洪渠承擔了謝崗截洪渠、黎村截洪渠以及其自身的上游洪水，接納洪量增多，洪峰流量增大。而通過計算發(fā)現(xiàn)，連通后，大厚湖截洪渠洪水位僅抬高了約0.07m，這是因為各截洪渠洪水位較高主要是謝崗涌頂托形成的，而不是因為排泄南部山洪所導致。故攔截謝崗截洪渠及黎村截洪渠洪水進入大厚湖截洪對其洪水位并無太大影響。

(2)原有外排渠變內(nèi)排渠：規(guī)劃實施后，在節(jié)制閘調(diào)度下謝崗截洪渠及黎村截洪渠上游洪水均通過新開渠排入指定渠道，其下游園區(qū)段變?yōu)閮?nèi)排河涌，規(guī)劃工況配合園區(qū)排澇規(guī)劃內(nèi)工程措施，各渠水位在6.0～6.50m之間，滿足園區(qū)地面高程要求，實現(xiàn)了本次拆除相關堤防進而整體利用土地、營造園區(qū)景觀的目的。

5 結(jié)論與建議

(1)園區(qū)的發(fā)展必須堅持以人為本的發(fā)展理念，土地規(guī)劃利用應建立在不影響防洪安全的基礎上。

(2)通過本次水系規(guī)劃，目標產(chǎn)園區(qū)既保障了防洪安全，又實現(xiàn)了部分防洪堤的拆除，達到了土地利用要求。

(3)園區(qū)內(nèi)各外排渠洪水位較高主要是外河(謝崗涌)頂托形成的，而不是排泄南部山洪所導致，新的水系布局不對園區(qū)防洪安全造成影響。

(4)“高水高排，低水低排”、有效定位不同河道功能是本次水系規(guī)劃的核心思想，經(jīng)計算分析后認為可行性高，建議進一步應用到城市水系規(guī)劃中。

(5)文章著重解決防洪安全與土地利用需要之間的矛盾，是城市的水系規(guī)劃的基礎研究，相關項目應進一步開展水景觀、水環(huán)境方向的設計研究。