丁 霞
(紹興市水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司,浙江 紹興312000)
浙江省紹興市越城區(qū)地處杭州灣南岸,寧紹平原西部,會(huì)稽山北麓,所在位置為北緯30°00′、東經(jīng)20°35′,地勢(shì)南高北低,南多丘陵,區(qū)域面積493 km2。紹興市綜合保稅區(qū)地塊位于紹興東北側(cè)袍江經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)內(nèi)。綜合保稅區(qū)范圍東至越興路、西至陶坂港、南至群賢路,北至329 國(guó)道,本次規(guī)劃綜合保稅區(qū)總用地面積約172.07 hm2。為了統(tǒng)籌考慮區(qū)域河網(wǎng)水系,加強(qiáng)區(qū)域水系循環(huán),改善區(qū)域生態(tài)水環(huán)境,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的良性循環(huán),故對(duì)綜合保稅區(qū)工程防洪影響評(píng)價(jià)分析。
本次防洪影響評(píng)價(jià)的確定以現(xiàn)狀水系為基礎(chǔ),通過對(duì)區(qū)域水系進(jìn)行概化,借助MIKE21 水利計(jì)算軟件建立水利計(jì)算模型,利用模型計(jì)算區(qū)域現(xiàn)狀水系條件下遭遇100 a 一遇頻率洪水,對(duì)區(qū)域現(xiàn)狀水系的防洪排澇能力進(jìn)行分析。根據(jù)相關(guān)水利規(guī)劃及區(qū)域控規(guī),結(jié)合河道布置的相關(guān)規(guī)范,合理布置區(qū)域河道水系,在該水系布置下再對(duì)調(diào)整后的水系進(jìn)行概化,利用模型計(jì)算調(diào)整后水系的防洪排澇能力。通過對(duì)兩種不同工況下的水利計(jì)算結(jié)果的對(duì)比,綜合分析水域調(diào)整對(duì)區(qū)域防洪排澇的影響,并得出最終的水域調(diào)整方案。
平面二維數(shù)學(xué)模型以垂線平均的水流要素作為研究對(duì)象,模擬計(jì)算河段水位和平面流場(chǎng)的變化情況,采用MIKE21FM 中的水動(dòng)力模塊進(jìn)行對(duì)水位壅高、流速變化和沖刷情況的模擬。湍流建模采用大渦模擬方法中的Smagorinsky 壓格子尺度模型,該模型用一個(gè)與特征長(zhǎng)度尺度相關(guān)的有效渦粘值來描述亞網(wǎng)格尺度輸移。其上邊界條件采用相應(yīng)河道100 a 一遇洪峰流量,下邊界條件采用相應(yīng)河道100 a一遇洪水位。
本次模型借助紹虞平原河網(wǎng)模型計(jì)算擬定遭遇100 a 一遇洪水時(shí),得出模型地塊中上游河道邊界(3 個(gè))對(duì)應(yīng)流量、下游邊界(7 個(gè))對(duì)應(yīng)水位情況如下所示(見表1)。
表1二維水動(dòng)力模型邊界條件
通過模型概化得到各邊界條件分布情況如下所示(見圖1)。
根據(jù)計(jì)算工況的不同,本模型分別考慮了保稅區(qū)地塊水域調(diào)整實(shí)施前后對(duì)區(qū)域水位的影響。通過模型計(jì)算分析可得,本次水域調(diào)整區(qū)塊在100 a 一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)條件下水位變化云圖如下所示(見圖2)。
根據(jù)計(jì)算結(jié)果,通過對(duì)選取的代表點(diǎn)位置水位情況的對(duì)比分析可知,在本地塊水域調(diào)整完成前、后兩不同工況下的水位情況如下所示(見表2)。
表2水域調(diào)整完成前后地塊洪水位的影響比較
項(xiàng)目區(qū)主要位于越城區(qū)平原河網(wǎng)內(nèi),河道縱橫,區(qū)域水域面積較大。地塊現(xiàn)狀中存在部分?jǐn)囝^河及卡口,水流在這些區(qū)域時(shí),河道束窄明顯,涉及河道的水位高度較其他河道明顯偏高,水流不暢。隨著規(guī)劃河道的拓寬及聯(lián)通,涉及區(qū)域內(nèi)河道對(duì)應(yīng)水位整體有下降,水域調(diào)整完成后區(qū)域整體水位平均下降約0.025 m,下降最大值在F 點(diǎn)的0.049 6 m,下降最小值在D 點(diǎn)的0.002 4 m。由此可知,本次地塊水域調(diào)整完成后,對(duì)地塊內(nèi)水位變化有利,區(qū)塊水位整體有下降趨勢(shì),不會(huì)造成區(qū)域水流壅水。
本次地塊內(nèi)水域調(diào)整完成后,地塊內(nèi)各河道水系得到了連通,地塊內(nèi)部分骨干河道及河道卡口得到了一定程度的拓寬,河道岸線得到了順直,河道水流條件得到了改善。同時(shí),結(jié)合河道水流分布特點(diǎn),配合項(xiàng)目區(qū)附近其他水利工程的同步實(shí)施,使地塊內(nèi)原“一縱”排澇格局調(diào)整為“三縱聯(lián)排”。而且區(qū)域地塊內(nèi)水域調(diào)整完成后,根據(jù)計(jì)算成果可知區(qū)域內(nèi)水位較現(xiàn)狀有所下降,河道的行洪排澇能力較現(xiàn)狀有所提升,部分骨干河道行洪更加順暢。
本次水域調(diào)整面積和容積的計(jì)算主要依據(jù)基礎(chǔ)地形,在面積上根據(jù)現(xiàn)狀水域邊界進(jìn)行客觀統(tǒng)計(jì)。水域容積上邊界取區(qū)域百年洪水位對(duì)應(yīng)數(shù)值4.97 m,下邊界取對(duì)應(yīng)區(qū)域規(guī)劃設(shè)計(jì)河底高程0.5 m,項(xiàng)目區(qū)紅線范圍內(nèi)現(xiàn)狀總水域面積為32.332萬m2,項(xiàng)目擬填埋水域面積為15.423 萬m2,擬開挖水域面積約3.837 萬m2,項(xiàng)目建設(shè)完成后地塊內(nèi)水域面積為20.746 m2。計(jì)算容積范圍限制在水域岸坡范圍以內(nèi),不考慮管理帶的占用面積。
經(jīng)計(jì)算可知本次占用水域容積約為63.69 萬m3,新開挖水域容積為6.405 萬m3,故水域調(diào)整地塊內(nèi)水域容積總計(jì)減少約57.286 萬m3。
區(qū)域水面率計(jì)算主要依據(jù)如下公式:
R= S水域/S區(qū)域
式中,R 為水域調(diào)整的水面率;S水域?yàn)樗趨^(qū)域的水域面積;S區(qū)域?yàn)樗趨^(qū)域的總面積。
根據(jù)統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目區(qū)范圍內(nèi)總面積為172.07 萬m2,現(xiàn)狀水域面積為32.332 萬m2,現(xiàn)狀水面率為18.79%。工程建設(shè)完成后項(xiàng)目區(qū)塊內(nèi)合計(jì)填埋水域面積15.423 萬m2,開挖水域面積3.837 萬m2。紅線區(qū)域水面率為12.02%。項(xiàng)目紅線內(nèi)區(qū)域水面率共計(jì)減少約6.73%。
本次項(xiàng)目區(qū)內(nèi)水域調(diào)整完成后根據(jù)統(tǒng)計(jì)可知填埋水域面積約14.249 萬m2,開挖水域面積1.433萬m2,項(xiàng)目紅線內(nèi)水域面積總計(jì)減少約12.816 萬m2,水域容積減少約57.286 萬m3,不能滿足紅線區(qū)域水域的占補(bǔ)平衡要求??紤]袍江片東入曹娥江排澇工程(一期)(簡(jiǎn)稱“東排一期工程”)已基本實(shí)施完成,東排二期工程相關(guān)工程即將實(shí)施,工程中有較多開挖水域指標(biāo)可做為本次等效水域替代工程。以上兩項(xiàng)目均實(shí)施完成后,區(qū)域內(nèi)合計(jì)水域開挖面積約128 157.4 m2,不小于填埋面積128 157.4 m2,滿足水域占補(bǔ)平衡的要求,區(qū)域水域面積不減少,水面率不下降。
(1)通過模型的概化及計(jì)算分析,水域調(diào)整完成后區(qū)塊內(nèi)水域面積減少,河道內(nèi)的水流條件得到明顯改善,區(qū)域內(nèi)整體水位平均下降約0.025 m,區(qū)域地塊由原來的“一縱”排澇格局調(diào)整為“三縱聯(lián)排”,有利于紹興綜合保稅區(qū)地塊區(qū)域內(nèi)河道的防洪排澇。同時(shí),通過對(duì)水域調(diào)整所涉及的河道護(hù)岸予以護(hù)砌和綠化,以保證沿線岸坡穩(wěn)定,防止水土流失及局部沖刷破壞。
(2)由于建設(shè)區(qū)塊涉及面積較大,在進(jìn)行模型模擬計(jì)算時(shí)為使得計(jì)算過程較流暢,在進(jìn)行模型邊界選取時(shí),上下游邊界距離項(xiàng)目區(qū)均較近,范圍具有一定的局限性,所以算出來水位降幅比較明顯,實(shí)際在平原河網(wǎng)中由于水系比較發(fā)達(dá),上游來水可以由周邊河網(wǎng)進(jìn)行排泄,實(shí)際運(yùn)行時(shí)可能不會(huì)達(dá)到模型計(jì)算的效果,這個(gè)也是模型計(jì)算的一個(gè)不足之處。