珠海平沙- 南水片區(qū)防洪除澇整治方案研究

楊大奉

（珠海市金灣區(qū)防洪設(shè)施管理中心，廣東 珠海 519090）

0 引 言

極端天氣頻發(fā)、城市化進(jìn)程加快，部分地區(qū)面臨“洪”、“澇”、“潮”問(wèn)題交織。珠海市臺(tái)創(chuàng)園核心區(qū)約510.3 hm2，分兩期進(jìn)行建設(shè)，其中核心區(qū)一期占地面積333.3 hm2，引進(jìn)了多家知名的臺(tái)資企業(yè)，經(jīng)營(yíng)花卉苗木、蔬果種植、農(nóng)產(chǎn)品加工和農(nóng)業(yè)觀光旅游等；核心區(qū)二期占地面積約177 hm2。近年來(lái)，暴雨災(zāi)害天氣增多，園區(qū)及所在平沙南水片區(qū)多次遭遇內(nèi)澇水浸，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，影響現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展。曾肇京提出在治理開(kāi)發(fā)中要重視多種措施相結(jié)合[1]。統(tǒng)籌兼顧上游整個(gè)流域的防洪排澇[2]，通過(guò)對(duì)防洪除澇設(shè)施建設(shè)進(jìn)行系統(tǒng)研究和思考，提出相應(yīng)對(duì)策[3]。同時(shí)，臺(tái)風(fēng)風(fēng)暴潮給珠海市造成了嚴(yán)重的風(fēng)暴潮災(zāi)害[4]，需要提高應(yīng)對(duì)臺(tái)風(fēng)次生災(zāi)害的科學(xué)防御能力[5]。經(jīng)模擬計(jì)算控制運(yùn)用水位要求[6]，提出滿足治理目標(biāo)下的適宜的防洪控制水位[7]。綜上，需多措并舉保障臺(tái)創(chuàng)園及平沙南水片區(qū)防洪除澇功能，完善片區(qū)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，夯實(shí)片區(qū)高質(zhì)量發(fā)展的水利基礎(chǔ)。

1 研究范圍

結(jié)合《珠海市排水（雨水） 及防澇綜合規(guī)劃（2020—2035）》等上位規(guī)劃，根據(jù)境內(nèi)河流的位置、流向，結(jié)合地形分區(qū)、規(guī)劃排水管網(wǎng)進(jìn)行劃分，并適當(dāng)考慮防洪聯(lián)圍及行政區(qū)劃管理要求，臺(tái)創(chuàng)園所處一級(jí)分區(qū)為乾赤聯(lián)圍- 金灣分區(qū)。在各一級(jí)排水分區(qū)的基礎(chǔ)上，結(jié)合水系布局、地勢(shì)高程、排水管渠排水組織等劃分二級(jí)排水分。本次研究范圍主要涉及平沙新城片、平沙南水片區(qū)及連灣片區(qū)，分區(qū)面積分別為28.22 km2、99.1 km2、31.37 km2，合計(jì)面積158.69 km2，見(jiàn)圖1。

圖1 臺(tái)創(chuàng)園區(qū)位及研究范圍圖

2 區(qū)域概況

2.1 概況

2.1.1 地理位置

片區(qū)位于珠海市西南端、珠江雞啼門至虎跳門出?？谥g，東臨三灶鎮(zhèn)，與澳門隔海相望，東北接小林鎮(zhèn)、紅旗鎮(zhèn)、斗門區(qū)，東南、西南臨南海。

2.1.2 地形地貌

片區(qū)地貌類型主要為河口三角洲平原。平原南部為丘陵、臺(tái)地地貌類型，主要山脈呈北東向展布，高程多在50～250 m。區(qū)域內(nèi)主要的山峰有孖髻山和連灣山。

2.1.3 水文氣象

本地屬南亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候，夏涼冬暖，雨量充足，氣候溫和宜人。區(qū)內(nèi)降水較多，年平均降水量2 250 mm，干濕季節(jié)明顯，4—9 月降水量約占全年85%。災(zāi)害性天氣有臺(tái)風(fēng)、暴雨和極端高潮。

2.1.4 潮汐

受南海潮汐影響，本地區(qū)潮水水位每天兩漲兩落，屬混合型不規(guī)則半日潮，一個(gè)太陽(yáng)日一般出現(xiàn)兩次高潮和低潮，呈周期性變化，一個(gè)高低潮周期約12 h 25 min，一般早潮大于晚潮，漲潮歷時(shí)小于落潮歷時(shí)。

2.2 流域情況

境內(nèi)地勢(shì)低平，河道縱橫，以平塘涌、連灣涌、南水瀝和十字瀝水系作為區(qū)域的主干河脈，其他支流河道延伸遍布，河網(wǎng)密布，水資源十分豐富。

內(nèi)河水系屬乾務(wù)赤坎大聯(lián)圍，圍內(nèi)水系發(fā)達(dá)，河涌、溝渠眾多。河道之間一般設(shè)有水閘節(jié)制、攔擋。灌水類型亦根據(jù)農(nóng)業(yè)及養(yǎng)殖的需要分為淡水和咸水。

區(qū)域東北部河涌，包括：平塘涌中上游段、連灣涌、大海環(huán)涌、海皮溝、合掌涌、碼頭涌，水源來(lái)自雞啼門水道，由連灣水閘和乾務(wù)鎮(zhèn)大涌水閘引水補(bǔ)給，主要為淡水。區(qū)域西南部河涌，包括平塘涌下游段、三前河、十三溝、南水瀝、十字瀝、大虎涌，水源來(lái)自崖門水道（黃茅海）及雞啼門水道出?？谔綖?，主要為咸淡水交替。十字瀝水閘和南水瀝水閘日常開(kāi)敞式運(yùn)行，潮排潮灌，海水可上溯至平塘閘下游。

區(qū)域主要河道特性及分布見(jiàn)圖2。

圖2 區(qū)域主要河道分布圖

2.3 存在的問(wèn)題

主要問(wèn)題如下：

一是防洪除澇工程體系尚不完善，缺乏外江強(qiáng)排泵站，當(dāng)遭遇臺(tái)風(fēng)及暴雨時(shí)及外海潮位頂托，片區(qū)內(nèi)澇排水受阻，內(nèi)河水位高漲。魚(yú)塘農(nóng)田區(qū)的澇水需經(jīng)內(nèi)部溝渠及二級(jí)閘站排入主河涌后，再通過(guò)一級(jí)穿堤水閘排入外江，排水路徑較長(zhǎng)、排水效率偏低。

二是臺(tái)創(chuàng)園等已建成區(qū)域豎向標(biāo)高較低，屬于平沙鎮(zhèn)片區(qū)的低洼“盆地”，農(nóng)業(yè)種植地普遍高程僅約1.2～1.4 m，容易出現(xiàn)積水內(nèi)澇。臺(tái)創(chuàng)園二期南側(cè)臨涌現(xiàn)狀堤岸為自然土坡，岸頂欠高，高程約0.9～1.2 m 之間，無(wú)法抵御外河洪水，會(huì)漫頂致使園區(qū)內(nèi)澇。

三是園區(qū)內(nèi)溝渠淤堵，影響河道過(guò)流能力，內(nèi)澇積水無(wú)法及時(shí)排除?？犹凛^多，區(qū)域水系部分河段土壩、魚(yú)塘阻隔，未連通。需要采用調(diào)蓄+ 強(qiáng)排的排水模式對(duì)區(qū)域進(jìn)行排水防澇布局。

四是園區(qū)現(xiàn)有開(kāi)敞式涵洞無(wú)節(jié)制擋水功能，平塘涌水位高漲時(shí)，可倒灌進(jìn)入園區(qū)造成園區(qū)內(nèi)澇。規(guī)劃實(shí)施后平沙鎮(zhèn)片區(qū)防洪內(nèi)澇控制水位為1.6～2.0 m，仍然高于臺(tái)創(chuàng)園區(qū)地面標(biāo)高，故園區(qū)仍存在容易內(nèi)澇的問(wèn)題。

五是連灣水閘船閘通過(guò)能力較低，且船閘尺寸對(duì)企業(yè)擬生產(chǎn)游艇最大尺寸有所限制，無(wú)法滿足未來(lái)游艇產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求。現(xiàn)狀船閘通過(guò)能力較低，遠(yuǎn)期擬生產(chǎn)游艇最大尺寸為：50 m（長(zhǎng)）×15～18 m（寬）×2.5 m（最大吃水）。河道主河槽整體滿足最大吃水深度要求，限制因素主要為現(xiàn)狀船閘寬度。

六是現(xiàn)有規(guī)劃措施實(shí)施不到位。區(qū)域歷次防洪除澇等相關(guān)規(guī)劃中，對(duì)水浸易澇區(qū)的成因及整治措施均有所提及，但最終實(shí)施情況不理想，導(dǎo)致水浸問(wèn)題尚未得到有效解決，需切實(shí)加強(qiáng)相關(guān)規(guī)劃的執(zhí)行力度，保證規(guī)劃措施落地實(shí)施。

3 暴雨洪水

3.1 設(shè)計(jì)暴雨

南水鎮(zhèn)、平沙鎮(zhèn)作為珠海市暴雨中心之一，降雨量及降雨強(qiáng)度多高于市域其他區(qū)域（參考2019 年5月27 日降雨資料）。同時(shí)，結(jié)合區(qū)域相關(guān)規(guī)劃成果，本次選用治澇規(guī)劃設(shè)計(jì)暴雨進(jìn)行分析。設(shè)計(jì)暴雨見(jiàn)表1。

表1 平沙南水查算等值線圖計(jì)算暴雨成果表單位：mm

設(shè)計(jì)雨型沿用《廣東省暴雨徑流查算圖表使用手冊(cè)》提供的珠江三角洲水文區(qū)的設(shè)計(jì)暴雨24 h 時(shí)程分配，根據(jù)各分區(qū)設(shè)計(jì)面雨量值得到相應(yīng)設(shè)計(jì)雨量24 h 時(shí)程分配，并結(jié)合工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)列出各片區(qū)設(shè)計(jì)暴雨時(shí)程分配。

安捷倫1260 InfinityⅡ液相分析系統(tǒng)。Agilent AQ‐C18色譜柱（250 mm×4.6 mm，5 μm）。流動(dòng)相：A為10 mmol/L磷酸二氫鈉和磷酸氫二鈉組成的磷酸鹽緩沖液（磷酸調(diào)節(jié)pH至6.2），B為純甲醇。樣品盤溫度15℃。色譜溫度15℃。檢測(cè)波長(zhǎng)210nm。進(jìn)樣體積 20 μL。梯度洗脫分離 ：①0～5min，100%A，體積流量0.5 mL/min；②5～7 min，100%A，體積流量0.5～0.7 mL/min；③7～22 min，A逐漸減少到30%；④后運(yùn)行平衡8 min。

3.2 設(shè)計(jì)洪水

設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法通常有徑流系數(shù)法、綜合單位線法、推理公式法及經(jīng)驗(yàn)公式法等。根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，推理公式法計(jì)算結(jié)果一般偏小，經(jīng)驗(yàn)公式法計(jì)算結(jié)果偏大。本次選用徑流系數(shù)法及綜合單位線法核算片區(qū)設(shè)計(jì)洪水。

偏安全考慮，經(jīng)與治澇規(guī)劃相關(guān)成果比對(duì)，治澇規(guī)劃區(qū)域10 a 一遇、30 a 一遇洪峰分別為1 769.7 m3/s、2 353.1 m3/s，本次計(jì)算成果核算區(qū)域10 a 一遇、30 a一遇洪峰分別為1 840.4 m3/s、2 453.7 m3/s，略高于治澇規(guī)劃成果，整體合理且偏安全。

3.3 洪潮遭遇

根據(jù)廣東省水利廳和珠海市排水（雨水）及防澇綜合規(guī)劃（2020—2035 年）的相關(guān)規(guī)定，外海潮位采用5 a 一遇的外江高潮水位。

4 規(guī)劃指標(biāo)及控制要求

4.1 工作目標(biāo)

完善片區(qū)水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，構(gòu)建“外擋內(nèi)排”的防洪除澇體系。

4.2 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)流域規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃及其他相關(guān)規(guī)劃，實(shí)施方案的水安全保障標(biāo)準(zhǔn)沿用上位規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)。

防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)：特色城鎮(zhèn)防潮洪能力不低于100 a一遇。

治澇標(biāo)準(zhǔn)：一般農(nóng)村地區(qū)（農(nóng)田）及“三高”農(nóng)業(yè)區(qū)按10 a 一遇24 h 暴雨遭遇外海5 a 一遇高潮水位1 d 排至免排水位。

4.3 主要排水通道

根據(jù)區(qū)域河道現(xiàn)狀布局、河口寬度、底高程等梳理現(xiàn)狀主要排水通道。主要排水通道包括海皮溝、十三溝、平塘涌、十字瀝、南水瀝、大海環(huán)涌、連灣涌、三前河、大虎涌。

根據(jù)現(xiàn)狀水系梳理，區(qū)域現(xiàn)狀水系排水流向分析如下：

（1）合掌涌、大海環(huán)涌、連灣涌主要通過(guò)連灣水閘排入雞啼門；

（2）海皮溝通過(guò)平塘水閘及泵站排入平塘涌下游、通過(guò)大海環(huán)涌排入雞啼門；

（3）前進(jìn)和前鋒河主要通過(guò)十三溝排入南水瀝、十字瀝；

（4）平沙新城區(qū)域主要通過(guò)三前河排入崖門水道。

目前，片區(qū)內(nèi)的南水瀝、十字瀝入外江水道河口處已建有攔河水閘，平沙東堤和平沙西堤沿程均設(shè)有穿堤水閘，上述水閘兼具防洪擋潮和排水功能，均為外排一級(jí)水閘，圍內(nèi)發(fā)生暴雨洪澇時(shí)可直接將內(nèi)河涌的水排到外江（海）。

4.4 外圍防洪建設(shè)

本片區(qū)外圍洪潮直接威脅通過(guò)口門擋潮閘及聯(lián)圍海堤建設(shè)基本可控，暫時(shí)缺少直接外排的一級(jí)抽排泵站，圍內(nèi)各子片區(qū)根據(jù)實(shí)際澇災(zāi)情況建有若干二級(jí)抽排泵站，將澇水就近抽排至圍內(nèi)主河涌，再由主河涌出口處一級(jí)外排水閘利用退潮時(shí)段自排到外江（海），近期需加強(qiáng)外排一級(jí)強(qiáng)排泵站建設(shè)。

4.5 控制水位研究

根據(jù)治澇規(guī)劃要求，梳理各片區(qū)水位控制要求。平沙新城片區(qū)起步區(qū)相對(duì)獨(dú)立，設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及管控水位均較高，50 a 一遇管控水位2.0 m。平沙南水片區(qū)規(guī)劃10 a 一遇管控水位1.6 m，當(dāng)遠(yuǎn)期不保留二級(jí)排澇泵站，全部由一級(jí)排澇泵站強(qiáng)排時(shí)，按10 a 一遇的治澇標(biāo)準(zhǔn)最高內(nèi)澇水位為2.0 m。連灣片區(qū)規(guī)劃10 a一遇管控水位1.6 m。

綜上，控制水位對(duì)臺(tái)創(chuàng)園等低洼區(qū)域仍有內(nèi)澇隱患，需結(jié)合臺(tái)創(chuàng)園子分區(qū)內(nèi)部高程細(xì)化片區(qū)控制水位要求。

4.6 臺(tái)創(chuàng)園周邊控制要求

平沙鎮(zhèn)區(qū)段平塘涌?jī)蓚?cè)河堤（道路）高程多在2.5～3.0 m 之間，鎮(zhèn)區(qū)段常水位0.6 m，高水位1.6～2.0 m。

臺(tái)創(chuàng)園屬于平沙鎮(zhèn)片區(qū)的低洼“盆地”，農(nóng)業(yè)種植地普遍高程僅約1.2～1.4 m，由于內(nèi)河涌沿程農(nóng)田魚(yú)塘區(qū)地勢(shì)較低，短期內(nèi)難以填高，加高內(nèi)河堤防后，導(dǎo)致沿程地勢(shì)低洼區(qū)的澇水難以匯入內(nèi)河涌，需要配建分散的內(nèi)排小泵站，另外由于圍內(nèi)水系發(fā)達(dá)、河網(wǎng)交織，涉及堤防加高的內(nèi)河涌數(shù)量眾多，且施工條件較差。因此，宜以二級(jí)河涌現(xiàn)狀高程來(lái)控制最高內(nèi)澇水位，增加排澇泵站規(guī)模，進(jìn)而解決內(nèi)澇災(zāi)情。相關(guān)治澇規(guī)劃實(shí)施后平沙鎮(zhèn)片區(qū)防洪內(nèi)澇控制水位為1.6～2.0 m，仍然高于臺(tái)創(chuàng)園區(qū)地面標(biāo)高，故園區(qū)仍存在容易內(nèi)澇的問(wèn)題，因此同時(shí)需構(gòu)建臺(tái)創(chuàng)園區(qū)“外擋內(nèi)排”的防洪排澇體系。

5 防洪除澇格局及工程研究

規(guī)劃十字瀝泵站規(guī)模80 m3/s，南水瀝泵站規(guī)模100 m3/s。根據(jù)規(guī)劃外排泵站規(guī)模，初步復(fù)核排摸模數(shù)，平沙南水片區(qū)排澇模數(shù)為2 m3/（km2·s）左右。

統(tǒng)籌防洪、除澇、通航等要求，結(jié)合泵閘建設(shè)（新、改、擴(kuò)建）、河涌清淤清障、堤防加高加固、引水換水，協(xié)調(diào)城市景觀等需要，落實(shí)工程建設(shè)。

優(yōu)先實(shí)施平塘涌、十字瀝沿線以東區(qū)域閘站，如十字瀝泵站并改建平塘涌水閘，大力提高平沙鎮(zhèn)及區(qū)域防洪除澇能力。優(yōu)先實(shí)施構(gòu)建臺(tái)創(chuàng)園園區(qū)“外擋內(nèi)排”的防洪除澇體系，確保臺(tái)創(chuàng)園治澇效果。建議對(duì)近期將要實(shí)施的防洪排澇工程應(yīng)盡早進(jìn)行工程可行性論證，盡快發(fā)揮工程的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)遠(yuǎn)期將要實(shí)施的工程，應(yīng)早作準(zhǔn)備，結(jié)合藍(lán)線、控規(guī)等預(yù)留河道及閘站的建設(shè)用地。

本次實(shí)施方案相關(guān)工程措施見(jiàn)表2、表3。

表2 片區(qū)控制水工建筑物匯總表

表3 臺(tái)創(chuàng)園內(nèi)部提升工程措施匯總表

6 結(jié) 語(yǔ)

本文根據(jù)平沙南水片區(qū)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展、水利現(xiàn)代化以及高質(zhì)量發(fā)展等建設(shè)要求，結(jié)合相關(guān)工程實(shí)施條件以及城市市政基礎(chǔ)設(shè)施等建設(shè)，研究相關(guān)防洪除澇整治方案。小結(jié)如下：

（1）項(xiàng)目安排結(jié)合投資控制采取分期分批有計(jì)劃有步驟地實(shí)施。

（2）從地區(qū)實(shí)際情況出發(fā)，體現(xiàn)效率優(yōu)先的原則，注重實(shí)效，區(qū)別輕重緩急，優(yōu)先安排投資省、見(jiàn)效快、群眾積極性高的項(xiàng)目。

（3）拓寬資金來(lái)源渠道是實(shí)施農(nóng)村水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，破除制約農(nóng)村水利健康發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，積極爭(zhēng)取相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)資金投入，并加強(qiáng)資金監(jiān)管，提高資金使用效益。

（4）按照“標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)洪水不出險(xiǎn)，超標(biāo)準(zhǔn)洪水有對(duì)策”的要求，加強(qiáng)非工程措施控制與管理。按照洪水期調(diào)度及引淡避咸進(jìn)行水閘聯(lián)合調(diào)度。