張貽典

（福建省建江水利水電設(shè)計咨詢有限公司，福建 福州 350001）

大官坂墾區(qū)位于福建省福州市連江縣東北部，羅源灣南部，北面臨海，灘地成橢圓形，東起坑園的門邊，西至官坂的虎倪，始建于1978年，由13個島嶼、14條堤段聯(lián)結(jié)而成。大官坂墾區(qū)內(nèi)排澇體系尚不完善，排澇標(biāo)準(zhǔn)較低，加快區(qū)域內(nèi)河道、海堤、滯洪區(qū)、擋潮排澇閘等工程措施建設(shè)，完善可門經(jīng)濟區(qū)防潮排澇設(shè)施體系，補強水利短板，促進開發(fā)區(qū)經(jīng)濟社會的可持續(xù)性發(fā)展，對本區(qū)域進行綜合整治勢在必行。

1 大官坂澇區(qū)概況

經(jīng)濟區(qū)原場地基本為水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)，以大官坂圍墾淤泥灘涂為主，隨著經(jīng)濟區(qū)填方造地工程迅速展開，水域面積減少，近年來，洪澇災(zāi)害時有發(fā)生。經(jīng)濟區(qū)屬中亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，臺風(fēng)頻繁出現(xiàn)，臺風(fēng)帶來的降雨雨量大，南面靠山，北臨羅源灣，區(qū)內(nèi)河流短促，上游坡度較陡，匯流速度快，產(chǎn)生的山洪大部分迅速匯流入下游平原區(qū)的天然河流；下游河道平緩，岸線蜿蜒曲折，斷面寬窄變化劇烈，部分河段被隔斷，行洪不暢，現(xiàn)狀河道行洪能力不足。當(dāng)洪水期遭遇下游高潮，即潮、洪遭遇時，則河道水位劇漲，洪水流速緩慢，水閘排泄不快，大水泛濫，造成下游兩岸受淹，加劇了經(jīng)濟區(qū)的洪澇危險程度。

2 大官坂澇區(qū)防洪排澇工程現(xiàn)狀

大官坂防潮排澇范圍西起虎頭山，東至獺嶼，原有河道官坂溪、文山溪、下園溪、下坑溪、坑園溪、象緯溪、顏岐溪等。片區(qū)防潮標(biāo)準(zhǔn)采用50年一遇，截洪溝防山洪標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇，排澇標(biāo)準(zhǔn)采用10年一遇澇水不漫溢?，F(xiàn)有大官坂片總集水面積72.0 km2，以縱三路為界分東西兩澇片，其中西區(qū)青嶼澇片集水面積46.0 km2，東區(qū)獺嶼澇片集水面積26.0 km2。項目區(qū)流域現(xiàn)有2座?。á瘢┬退畮?，3座?。á颍┬退畮?，總控制流域面積11.2 km2，總庫容381.1萬m3，由于這些水庫調(diào)洪能力有限，出于偏安全角度考慮，防洪排澇時不考慮其調(diào)洪作用。

2.1 內(nèi)河工程

西區(qū)澇片主要內(nèi)河有官坂溪及其支流、文山溪、下園溪及其支流，東區(qū)澇片主要內(nèi)河有下坑溪、坑園溪及其支流。各溪流原通過灘涂養(yǎng)殖場內(nèi)的水道匯入青嶼或獺嶼海堤前的水域，經(jīng)水域調(diào)蓄后在外海潮位較低時通過現(xiàn)有青嶼水閘或獺嶼水閘排入羅源灣。見表1。

表1 大官坂片區(qū)主要河流流域特征參數(shù)表 km2

2.2 堤防工程

大官坂海堤為圍墾堤，工程包括13座島嶼、14段海堤，總長5 680 m，始建于1978年，建成以來，進行了多次加固，最近一次是2014年，完成加固堤長4 km，堤防防潮標(biāo)準(zhǔn)達50年一遇。海堤加固內(nèi)容為：①海堤內(nèi)外側(cè)拋石壓載；②堤身灌漿；③防浪墻加固；④堤面整治；⑤護坡翻砌、順砌；⑥白蟻防治。

2.3 水閘工程

片區(qū)排澇主要依靠位于大官坂海堤上的青嶼8孔閘、獺嶼5孔閘等5座水閘，5座水閘閘門總凈寬92m。青嶼水閘、獺嶼水閘已運行30多年，在防洪、排澇等方面取得了較大的經(jīng)濟效益和社會效益，促進了本地區(qū)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。由于受當(dāng)時建設(shè)條件的制約，現(xiàn)狀水閘防洪標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)構(gòu)安全不能滿足經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的要求。見表2。

表2 大官坂澇片現(xiàn)狀排澇水閘規(guī)模表

2.4 存在問題

1）經(jīng)濟區(qū)靠山臨海，區(qū)域臺風(fēng)頻繁，臺風(fēng)降雨量大，同時，區(qū)內(nèi)河流短促，河道蜿蜒曲折，斷面萎縮，現(xiàn)狀河道行洪能力不足，易形成內(nèi)澇。

2）東西兩澇片河道及水域連通情況較差，被養(yǎng)殖場、縱三路隔斷，造成下游排洪不通暢。

3）經(jīng)濟區(qū)地塊豎向標(biāo)高較低，地面高程多為2.0～2.5 m，當(dāng)洪水期遭遇羅源灣高潮，河道水位劇漲，洪水流速緩慢，水閘排泄不快，造成下游兩岸受淹，加劇經(jīng)濟區(qū)的洪澇。

4）現(xiàn)有的青嶼水閘、獺嶼水閘鑒定為四類閘，工程存在嚴(yán)重安全問題。

3 大官坂澇區(qū)整治總體方案

根據(jù)大官坂澇區(qū)現(xiàn)狀的地形、水系條件，結(jié)合經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的總體規(guī)劃、道路土地豎向規(guī)劃，按照“分區(qū)排澇、高水高排、排蓄結(jié)合、自排為主”的原則進行治澇工程體系布置，突出區(qū)域防洪排澇安全的基本要求，在開發(fā)區(qū)上部沿山體布置5條截洪溝攔截山洪。在中部平原區(qū)分東西兩片，設(shè)置“五縱三橫”的河網(wǎng)，拓寬整治中部河道。在澇區(qū)下部，大官坂海堤和沿灣大道之間，設(shè)置東西兩片蓄滯洪區(qū)及連通橋涵。在滯洪區(qū)出口，改擴建現(xiàn)有的青嶼水閘、獺嶼水閘，滿足片區(qū)排澇的同時，解決青嶼水閘、獺嶼水閘四類閘的安全問題。

4 水閘改擴建規(guī)模

由于大官坂澇區(qū)水閘的泄流能力與上下游來水情況、閘上滯蓄洪區(qū)及內(nèi)河的蓄水能力、閘下潮汐的漲落變化有關(guān)，擬通過排澇要求確定水閘改擴建規(guī)模。水閘起排水位根據(jù)地形、地勢、潮位等條件確定，蓄滯洪區(qū)周邊的豎向設(shè)計高程為2.0 m，閘前最高內(nèi)澇水位為1.0 m，蓄滯洪區(qū)的底高程為-3.0 m，考慮汛期排澇要求，水閘起排水位擬定為-1.50 m，閘底高程與現(xiàn)有水閘閘底高程-3.0 m保持一致。水閘運行調(diào)度方式為：汛前抓緊時機開閘排水，騰空庫容至起調(diào)水位-1.5 m。當(dāng)外海水位高于內(nèi)澇水位時，水閘關(guān)閉，反之，開閘泄洪。

西區(qū)澇片現(xiàn)狀青嶼水閘（40 m）、虎爪水閘（9 m）兩座排水水閘總凈寬為49 m，東區(qū)澇片現(xiàn)狀獺嶼水閘（25 m）、金牌水閘（6 m）、逐嶼水閘（12 m）3座排水水閘總凈寬為43m。通過調(diào)蓄計算，西區(qū)澇片在青嶼水閘閘寬規(guī)模達到50 m時，最高內(nèi)澇水位均為0.62m；東區(qū)澇片在獺嶼水閘和金牌水閘總閘寬規(guī)模分別為25m和60m時，最高內(nèi)澇水位均為0.95 m，取過閘水位差0.3 m，水閘過流能力為576 m3/s，東區(qū)澇片總水閘凈寬規(guī)模為43m時（逐嶼水閘根據(jù)項目區(qū)實際情況，不參與排澇），水閘過流能力為404m3/s，均能滿足澇片削峰要求。見表3。

表3 規(guī)劃排澇水閘水力計算成果表

5 水閘改擴建方案

5.1 水閘改擴建比選方案

閘址宜選擇在岸線和岸坡穩(wěn)定的潮汐河口附近，且閘址泓灘沖淤變化小、上游河道有足夠蓄水容積，同時考慮地形地質(zhì)條件、施工導(dǎo)流、工程投資等條件。

東區(qū)澇片在改擴建水閘時，有四種布置方案：方案一，在大官坂3#海堤獺嶼水閘原址，將凈寬25 m的舊閘拆除擴建為40 m的新閘；方案二，在大官坂0#海堤，將凈寬6 m的金牌水閘拆除改擴建為凈寬40 m的新閘；方案三，在大官坂0#海堤附近的金牌島新建40 m凈寬的新閘；方案四，原址重建25 m凈寬的獺嶼水閘，將凈寬6 m的金牌水閘拆除擴建為15 m凈寬的新閘。

5.2 地形、地質(zhì)條件

舊獺嶼水閘位于大官坂片區(qū)東側(cè)3#海堤上，緊鄰2#海堤，2#、3#海堤軸線在平面上呈150°角，水閘西擴場地局促，兩側(cè)堤岸穩(wěn)定。海堤堤頂高程8.0～8.8 m，外海高程-7.0～-3.0 m，堤內(nèi)地面高程約-3.0 m。舊獺嶼水閘由東向西，閘基礎(chǔ)由弱風(fēng)化花崗巖發(fā)展成為強風(fēng)化花崗巖，特別是西側(cè)兩孔基礎(chǔ)花崗巖較為破碎，水閘運行以來多次淘刷，巖石完整性較差。由于舊水閘未設(shè)置消能設(shè)施，外海護坦外側(cè)沖刷嚴(yán)重，最大沖坑深度在閘基面以下4.0 m。

金牌水閘位于大官坂片區(qū)中部0#海堤上，西側(cè)為金牌島，東鄰申遠集團新材料碼頭。海堤堤頂高程7.6～8.5 m，外海高程-4.5～0 m，堤內(nèi)地面高程-2.5～-1.4 m。水閘閘室段岀露的地層為素填土，厚1.3～3.2 m，下伏弱風(fēng)化花崗巖，閘室地基位于弱風(fēng)化花崗巖之上，透水率1.73～5.82 Lu，屬弱透水層，工程地質(zhì)條件好，節(jié)理、裂隙以北西向為主，產(chǎn)狀主要為N45°～60°W，NE∠25°～50°，節(jié)理面多閉合，少數(shù)微張，充填巖屑，對水閘基礎(chǔ)及開挖邊坡影響不大。

5.3 施工導(dǎo)流

方案一施工時，在舊獺嶼水閘修筑內(nèi)、外兩道土石圍堰，封閉施工，利用金牌水閘導(dǎo)流施工期東區(qū)澇水。外海圍堰基礎(chǔ)為淤泥，且存在較大的沖刷坑，圍堰填筑工程量及難度較大，導(dǎo)流的金牌水閘凈寬僅6.0 m，施工期遭遇澇災(zāi)風(fēng)險較高。

方案二施工時，在金牌水閘修筑內(nèi)、外兩道土石圍堰，封閉施工，利用獺嶼水閘導(dǎo)流施工期東區(qū)澇水。外海圍堰基礎(chǔ)也為淤泥，導(dǎo)流的獺嶼水閘凈寬25.0 m，施工期導(dǎo)流壓力較小。

方案三施工時，在金牌島東側(cè)修筑一道內(nèi)港圍堰與山體閉合，開挖山體修筑新閘，可以同時利用金牌水閘、獺嶼水閘導(dǎo)流，對澇區(qū)不造成影響。位于山腳側(cè)的內(nèi)港圍堰地質(zhì)條件較好，圍堰高度較外海圍堰大大降低，導(dǎo)流工程費用優(yōu)勢明顯，筑閘難度、度汛風(fēng)險較小。

方案四施工時，由于金牌水閘、獺嶼水閘屬于同一澇區(qū)的排澇建筑，為了保證澇片在水閘施工期間的防洪排澇安全，兩閘改擴建不能同時進行，還需要修筑四道土石圍堰，導(dǎo)流工程耗資較大。

5.4 工程投資方案比選

方案一，獺嶼水閘西擴地質(zhì)條件變差，場地受地形制約，水閘施工導(dǎo)流圍堰填筑工程量及實施難度較大，施工期遭遇澇災(zāi)風(fēng)險較高。同時，水閘改擴建影響周邊鐵路，需要進行涉鐵項目管理，增加投資，建設(shè)程序較為繁瑣，工程總投資約3 750萬元。方案二，水閘擴建地質(zhì)條件較好，但外海圍堰實施難度及投資較大，工程總投資約3300萬元。方案三，工程地形地質(zhì)條件優(yōu)越，導(dǎo)流方案優(yōu)勢明顯，施工期導(dǎo)流壓力、度汛風(fēng)險小，工程總投資約2 800萬元。方案四，兩閘分建，主體工程投資、導(dǎo)流工程投資最大，施工難度、導(dǎo)流壓力及度汛風(fēng)險高，工程總投資約4 450萬元。經(jīng)過比選后推薦方案三，利用西區(qū)澇片獺嶼水閘遷址金牌島進行改擴建。

6 結(jié) 語

大官坂澇片防洪（潮）排澇工程建成后，其排澇體系包括：開發(fā)區(qū)上部沿山體布置的5條高排截洪溝，在中部平原區(qū)分東西兩片設(shè)置“五縱三橫”的河網(wǎng)，在澇區(qū)下部和河流交匯處布置的東西兩片蓄滯洪區(qū)、連通橋涵、6處景觀湖泊，在大官坂海堤上布置的青嶼水閘、虎爪水閘、獺嶼水閘。工程實施后應(yīng)成立專門的防洪排澇管理機構(gòu)，負(fù)責(zé)經(jīng)濟區(qū)內(nèi)排澇工程措施的日常維修養(yǎng)護、水情測報、河道管理等工作，確保工程安全運行，促進開發(fā)區(qū)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。