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珠江河口澳门附近水域综合治理保护的实践与思考

2023-01-02芳,吴尧,3

中国水利 2022年11期
关键词:风暴潮河口珠江

杨 芳,吴 尧,3

(1.珠江水利委员会珠江水利科学研究院,510611,广州;2.水利部珠江河口治理与保护重点实验室,510611,广州;3.河海大学港口海岸与近海工程学院,210098,南京)

澳门作为粤港澳大湾区四大中心城市之一,在世界国家和地区人口密集排名中位列第一,人均GDP 世界排名第三,经济社会地位举足轻重。近年来,《粤港澳大湾区发展规划纲要》《横琴粤澳深度合作区建设总体方案》相继印发实施,为澳门长远发展注入重要动力。

保障澳门附近水域水安全,是实现澳门经济社会高质量发展的重要支点,也是助推澳门成为旅游宜居之地、多元发展之城、世界活力之城的重要发力点。 澳门附近水域是珠江河口的重要组成部分,对泄洪纳潮、河势稳定、生态安全具有重要影响。 强化珠江河口澳门附近水域综合治理与保护,有利于实现区域水利现代化及经济社会高质量发展,推动澳门长期繁荣稳定和融入国家发展大局。

一、澳门附近水域治理与保护历程

1.功能定位

澳门附近水域东与伶仃洋相通,西与磨刀门水道相连,南与南海毗连,背靠珠海香洲,受岛屿分割形成东西向的洪湾水道、澳门水道和南北向的湾仔水道、十字门水道组成“十”字形水域,其地理区位重要性体现如下。 一是磨刀门主要泄洪通道。 磨刀门泄洪量位居珠江河口八大口门之首,与澳门水道相连的洪湾水道承泄磨刀门约15%的洪水。 二是伶仃洋西侧重要的输沙通道。 澳门附近水域位于伶仃洋西侧沿岸输沙带下部,对维护滩槽格局及河口东西两侧水沙交换具有重要作用。 三是城市洪涝的主要排水通道。 澳门陆域、珠海、中珠联围涝水主要经由湾仔水道、 十字门水道排出。四是珠江河口重要生态廊道。河口地区是中华白海豚等国家和地方重要保护生物的重要栖息地及洄游通道,加强澳门附近水域水生态环境对促进河口健康发展具有重要的作用。

2.治理与保护历程

因土地资源稀缺,澳门水域开发利用需求旺盛。 自1974年以来,路氹城围填、新城填海、澳门机场等涉水工程的建设,拓展了城市空间,但水域管理相对无序。 2008年和2010年国务院相继批复了《珠江河口澳门附近水域综合治理规划》和《珠江河口综合治理规划》,成为澳门附近水域和珠江河口治理、开发与保护的指导性文件。

2015年12月20日起施行的《中华人民共和国澳门特别行政区行政区域图》,明确澳门特区海域面积为85 km2,海岸线总长为50.4 km,要求严格按照科学用海的原则,注意有效而适度用海。 2016年年初,水利部与澳门特区政府签署《关于澳门附近水域水利事务管理的合作安排》,共同保障澳门附近水域乃至珠江河口范围内的水安全、水环境和水生态。

3.治理与保护形势

一是高质量发展背景对水域综合治理保护提出新要求。 进入全面建设社会主义现代化国家的新阶段,人民群众对水安全、水生态、水环境的需求也发生转变,发展质量问题需要摆到更突出位置。

二是多元化发展对水域科学规划利用提出新要求。 为打破区域发展空间制约,促进澳门经济适度多元化发展,2021年 《横琴粤澳深度合作区建设总体方案》颁布,可以预见未来澳门附近水域的利用需求和方式也将发生明显转变。 目前,已批复的《珠江河口澳门附近水域综合治理规划》已过水平年,在多元化发展要求下已不能满足水域科学规划利用的新要求。 因此,迫切需要开展规划修编工作,科学制定澳门附近水域治理、保护与利用的总体方案。

三是一体化发展格局对水域治理管理能力提出新要求。 澳门附近水域管理权责明晰,管理效能不断提升,但在一体化发展格局下仍存在两地水利标准、规范不统一,水利科技协同合作、工程师互认、数据共享管理体制机制相对不健全等问题。 以横琴为主阵地深化粤澳合作,强化两地水域治理管理能力一体化发展,打造水利领域合作新高地,是推动澳门全面融入国家发展大局的重要举措。

二、面临的挑战

1.风暴潮频发,防洪潮工程体系存在短板

澳门所在地区是我国台风暴潮影响最为严重的地区之一,具有受灾频率高、范围大、程度严重等特点。 一是极端天气频发。 根据气象记录,澳门10 次最严重台风暴潮,有7 次发生于近20年。 “天鸽”台风致使水位超200年一遇,路环市区一带浸水深度0.9 m。 二是陆域扩张加剧风暴潮增水风险。 陆域扩张大量侵占水域,结合典型的“盲肠水域”边界特征,相同风暴潮条件下增水风险加大。 三是海平面抬升。 澳门附近水域抬升速率高于全球海平面升高平均水平,潮汐动力有所增强。受此影响,防洪潮能力不断被动降低,局部存在防洪潮短板。路环西侧堤防防洪潮能力仅为10年一遇,澳门湾仔水道内半封闭水域水浸严重,防洪潮工程体系尚不健全。

2.水域动力条件不足,潮滩淤积态势明显

“十”字形水域整体动力条件不足。湾仔水道和内港呈半封闭“盲肠水域”,涨落潮流动力较弱;关闸东侧水域、外港、机场内部和北安码头等为凹入式半封闭水域,局部涨落潮流路紊乱,水体流动性和交换能力不足;十字门水道具有狭长型支汊特征,受汊口分流条件和支汊长度影响,水流运动阻力大,出口处为半封闭海湾,在伶仃洋西岸沿岸流影响下形成弱缓流区。

“十”字形水域边界约束作用形成弱动力环境是造成淤积的本底条件,水域位于伶仃洋西岸输沙通道和磨刀门水沙输运通道交汇处,独特的地理条件进一步促成澳门附近水域槽滩的淤积态势。 路环南侧浅滩近年来整体淤积幅度约1 m; 南北走向的湾仔水道和十字门水道整体淤积幅度在0.1 m 以内,局部淤积较为严重,十字门水道出口淤积超过0.5 m;东西走向的澳门水道动力较强,仅近岸滩涂有所淤积;机场东侧开阔水域则冲淤基本平衡。

3.水体交换不畅,海岸带生境脆弱

澳门附近水域水污染问题表现出复合型、结构型、流域性和综合性等特征,径潮作用下近岸半封闭水域污染蓄滞加剧。 受排水管网未经雨污分流改造的影响,近十年澳门近岸水质污染指数超标,污染较重的区域依次为内港、外港、南湾及氹仔,局部发生群体性死鱼和黑臭问题,严重威胁滨海生态环境和人居环境。

高强度海岸带开发导致岸线人工化,海岸带生境脆弱。 混凝土海堤阻隔水陆生态交流,海岸带物质源-汇过程及生态环境系统受到干扰,生态结构与功能的稳定性降低,生物多样性受损; 海岸带韧性防御能力不足,极端天气条件下沙滩侵蚀、海岸带自然条件及防护结构物受到破坏。目前仅路环岛南侧黑沙湾、竹湾和九澳湾保有天然岸线,韧性防护能力不足使得沙滩易发生侵蚀或泥化,有限的海岸带自然景观环境难以维持。

4.水域智能化水平不高,体制机制法治管理水平有待提升

一是基础资料不足。 目前已建的珠江河口原型观测平台一期项目中,澳门附近水域仅设有3 个浮标监测站点,水环境、水生态、风暴潮等水文定点监测体系不完善。 二是信息化水平不高。 目前尚不能满足水域精细化管理、精准化治理、智能化监管和便捷化服务的需要,缺乏集数据采集、综合分析于一体的统一监管信息服务平台,难以实现全水域、全天候的有效监管。 三是协同管理机制不完善。 内地与澳门的水域管理协同机制还需在现有合作的基础上进一步深化,跨行业、跨层级、跨部门的协同管理合作机制有待加强。 四是法制体系不健全。 对澳门水安全保障有着重要作用的珠江水量调度缺乏法制保障。

三、对策与实践

1.完善防洪潮排涝工程体系

针对澳门附近水域风暴潮频发、防洪潮排涝存在薄弱环节的特点,先后开展内港海旁区防洪(潮)排涝和路环西侧防洪(潮)排涝规划总体方案研究,完善区域防洪潮排涝工程体系,守住安全底线。

规划内港挡潮闸方案设计防洪(潮)标准为200年一遇,排涝标准为20年一遇,主要建设内容包括挡潮闸、排涝泵站和应急船闸。 路环西侧现状防洪潮工程为堤路结合,仅能抵御10年一遇潮位。 通过实施路环西侧防洪(潮)排涝规划总体方案,可将区域防洪潮标准提高至200年一遇,排涝标准提高至50年一遇。总体方案主要为十字门水道左岸沿路环西侧新建堤防工程,包含4 个穿堤水闸和移动防洪墙,构建荔枝碗和十月初五景观湖,陆域新建截流管和排涝泵站,并对雨水沟、 排水管道进行升级改造,全面提升区域防洪潮排涝能力。

2.强化河势控导

河势控导是系统保障“十”字形水域乃至伶仃洋河口湾河势稳定和水沙通道通畅的重要举措,主要包括规划治导线优化、重要水沙通道保护和涉水工程影响论证。

一是规划治导线优化。 编制《珠江河口澳门附近水域综合治理规划》《珠江河口综合治理规划》等规划,确定规划治导线,作为河势控导和河口管理的基本依据。 维持支汊尾闾畅通,加大泄洪、纳潮、输沙能力,保障河势稳定。 目前澳门附近水域治导线总体较为完善,但局部仍需补充优化,如研究确定十字门北口治导线、延长十字门南口治导线,确保十字门水道泄洪通畅;统筹兼顾澳门机场扩建方案,优化澳门水道南侧治导线。

二是重要水沙通道保护。 合理划定伶仃洋西岸输沙主通道作为伶仃洋西部输沙区,以伶仃洋湾顶为起点,大体沿西侧-7~-5 m 等高线至伶仃洋湾口,再沿磨刀门口外-10~-5 m等高线向西南方向延伸。 维护泄洪输沙通道的走向和宽度,保障通道的上下贯通和适度规模,协调与周边滩槽发育的关系。 加强对通道内澳门水域的涉水工程管控,禁止通道围填,严控跨越通道的涉河建筑物阻水,保障水沙通道通畅。

三是涉水工程影响论证。 深入分析论证澳门新城填海、 机场扩建、澳门大学隧道、生态岛等重大涉水工程对涨落潮流态、泥沙运动及河势稳定的影响。 结合模型试验,优化项目建设方案,减少对涨落潮动力、滩槽发育的不利影响,在维持水域河势稳定的基础上,兼顾开发利用需求。

3.复苏水域生态环境

一是强化陆域水域污染协同治理。 启动入河排污口排查整治工作,加强在线监测和计量监控设施建设,联合住建部门实施雨污分流改造工作,建立水域水质目标导向的管控体系,陆域污染源治理目标遵从水域水质管理目标。立足陆域污染源控制,评估排污口布局、排放负荷、入海方式的影响程度,研发排污口优化布置技术。

二是开展水域污染蓄滞机理研究。 基于澳门附近水域水质数学模型,模拟水体中保守物质的输移、扩散情况和水体交换能力;模拟暴雨条件下的初雨污染和生活污水作用下水质的时空分布特征,探讨分析半封闭、凹入型、狭长型等不同形态水域的污染物蓄滞机理。 量化分析底泥污染物泥-水界面释放及底泥污染物起动悬浮释放机制的条件,辨识周期性水动力扰动下底泥污染物起动悬浮释放的水动力阀值,揭示水域底泥污染在潮流和波浪动力干扰下的蓄积和释放机制。

三是加强海岸带修复技术研究。加强水域岸线空间分区分类管控,实施海岸带生态修复。 分析人工海岸、砂质海岸、 湿地海岸的受损分布格局,揭示岸线受损规律,分析三类自然岸线的生态修复关键因子。 重点关注砂质海岸生态修复,辨识不同潮流波浪动力作用下,砂质海岸的侵蚀规律及泥化现象,研究分区补沙、块石护面卵石坝、消浪栈桥等措施的防护效果,研发适用于澳门水域砂质海岸的生态修复技术。 以黑沙滩保护修复研究工作为例,研究提出了“近拓滩面、中弱泥化、远消强浪”的黑沙海滩保护与修复技术方案。

4.推进智慧水利建设

智慧水利是提升澳门附近水域智能化、 现代化水平的重要举措,通过夯实原型观测平台构建数字底座,以风暴潮模拟技术为抓手,强化“四预”措施。

一是建设原型观测平台。 采用浮标形式布设,搭载多种监测传感器探头及水深控制电机,实现原位水文、水质和泥沙要素参数监测,并通过卫星将数据信息上报至管理中心服务器,形成一套多参数、多功能、一体化的综合系统。 2018年,受澳门地球物理暨气象局委托,研究建立了澳门及附近海域水文气象资料专用接收和显示系统。 原型观测平台澳门附近水域一期3 个站点的监测数据与澳门实现了数据共享,为维持澳门附近水域河势稳定、防洪潮安全、水生态环境治理提供了信息支撑。

二是提升风暴潮模拟技术水平。整合澳门实测台风暴潮、原型观测平台等风暴潮资料,建立风暴潮增水值高精度预测模型,构建澳门风暴潮监测预报系统。 以超强台风 “山竹”为例,12 小时预见期的增水预报误差在15%以内,实现了风暴潮增水值的精准预测。 在高精度模拟的基础上,及时发布台风暴潮预警,依法科学精准调度水工程,提升了风暴潮防御的智能化、现代化水平。

四、澳门附近水域治理与保护思考

1.树立统筹治理的系统整体观

(1)统筹发展与安全

坚持人民至上、生命至上,把保护人民生命安全摆在首位。 增强洪潮涝风险抵御能力,加快推进澳门内港海旁区防洪(潮)排涝工程和路环西侧防洪(潮)排涝总体方案建设,完善澳门附近水域的防洪潮排涝工程体系。 按照数字孪生工程的建设要求,加强水利工程智能化改造,完善水闸、 泵站等基础设施的智能化建设,利用信息技术,对物理水域进行数字化映射,实现极端风暴潮天气的预报、预警、预演、预案的模拟分析,为精准化决策提供技术支撑。 强化底线思维、增强忧患意识,在涉水工程建设项目前期加强水安全影响论证。

(2)统筹流域和区域

澳门附近水域的洪水、泥沙、水资源来自流域中上游,水沙调配、洪水调蓄工程亦布置于三角洲网河区和流域中上游,因此澳门附近水域的保护和治理必须从全流域层面统筹考虑。 思贤滘及天河—南华等关键节点影响洪水量调配,澳门附近水域的河势稳定和水道通畅则影响洪水的安全下泄;同时,又是连接伶仃洋西岸和河口西四口门输沙通道的关键节点,事关伶仃洋整体泥沙输运和滩槽发育,与河口湾和口门构成密不可分、 敏感互动的系统,具有“牵一发而动全身”的特性。

(3)统筹四大水问题

统筹治理澳门附近水域水灾害频繁、水生态损害、水环境污染和水资源短缺四大水问题。 基于自然和集约理念,实现海岸生态化防护和滨海湿地生态减灾融合,强化防洪潮排涝工程体系的综合效益。 提升海堤生态功能,提出适用于不同类型海岸硬质防护工程的生态化改造技术,兼顾堤岸防灾与生态化双效提升;优化湿地减灾功能,研发兼顾生态优化和消浪减灾的滨岸湿地红树林集约配置技术;优化闸泵工程的调度方案,满足水体交换和防洪排涝需求,保障河道生态流量,减少生境阻隔的不利影响,提升水环境和水景观。

(4)统筹多行业部门

水域治理与保护涉及粤澳两地多行业部门。 国务院有关部门加强对推进澳门附近水域治理与保护工作的指导督促和统筹协调。 水利部珠江水利委员会和澳门特别行政区政府海事及水务局加强水利事务管理与合作,负责日常事务工作。自然资源、生态环境、交通、渔业、海事等多行业部门进一步强化统筹协调,适时建立跨行业部门的领导小组及联席会议机制,共同保障澳门附近水域乃至珠江河口范围内的水安全。

2.加强规划顶层设计

2008年和2010年国务院相继批复了 《珠江河口澳门附近水域综合治理规划》和《珠江河口综合治理规划》,成为指导澳门附近水域综合治理与保护工作的总体性、基础性、约束性规划。 规划实施以来,珠江河口澳门附近水域治理与保护取得明显成效,综合功能得到充分发挥。 进入新发展阶段,我国社会治理理念发生了变化,珠江河口澳门附近水域治理与保护面临着新的形势和要求。 今后一段时期,是我国贯彻新发展理念、构建新发展格局的重大战略机遇期,珠江河口澳门附近水域治理与保护展现新担当。

目前,《珠江河口综合治理规划(2021—2035年)》正在编制,已 形成初步成果并征求河口各地市意见,拟上报水利部审查和国务院审批。 为进一步贯彻落实“十六字”治水思路,推进粤港澳大湾区等国家重大战略实施,推动相关部门单位形成澳门附近水域治理与保护合力,深化、细化澳门附近水域治理保护的规划目标、总体布局和任务措施,亟须重新编制《珠江河口澳门附近水域综合治理规划》,为澳门附近水域乃至粤港澳大湾区的水安全保障提供支撑。 通过建立沿海、流域、海域协同一体的综合治理体系,严格围填海管控,加强海岸带综合管理与滨海湿地保护,加强水域综合管理,推动美丽海湾保护与建设,助力澳门长期繁荣稳定,融入国家发展大局。

3.推动水利标准统一

标准化是实现区域一体化的重要支撑和基础,《横琴粤澳深度合作区建设总体方案》明确规定“建立与澳门衔接、国际接轨的监管标准和规范制度”。 目前内地与澳门之间的水利标准编制依据差异较大、组织化程度较弱、协同力度不够强,严重制约了水域管理的高质量发展。

澳门附近水域作为珠江河口水系的有机组成部分,水系整体不可分割,水利标准一体化是提升水域管理效能的重要抓手。 通过厘清水利标准的法制法律依据差异,寻求体制和标准融合点,积极探索水域一体化发展的标准化路径。 以防洪工程体系为例,统一洪潮防御标准,促进防洪堤、挡潮闸的规划、勘测、设计、施工、管理标准衔接,发挥大型水利企事业以及各类学会、协会的作用,组织召开内地与澳门的水利标准交流会议,进行多项技术交流,推进粤港澳大湾区水利标准一体化发展。

4.强化水科技领域的合作与交流

科技创新是水利事业发展的重要引擎和关键动力,也是破解新老水问题的关键所在。 一是共同建设水利科技创新平台。按照“目标导向、协同攻关、开放共享”的原则,加强国家级和省部级重点实验室、 产学研合作平台和工程技术研究中心建设,促进水利重大技术与重大装备研发、技术转移、成果转化。二是共同开展水利科技基础研究。 鼓励内地与澳门高校、水利科研单位、高新技术企业积极合作申报水利科技研究基金,共同攻克风暴潮智慧化模拟技术、水体污染物蓄滞机理及防控技术、澳门海岸带生态修复技术等澳门附近水域治理与保护关键技术。 三是加强人员交流和数据共享。 澳门科技大学建有澳门海洋发展研究中心、国家野外(澳门)海岸带生态环境科学观测站,珠江水利科学研究院则已建成珠江河口原型观测平台一期。 在此基础上,进一步协同开展澳门附近水域的同步水文测验和地形测量,加大数据共享力度,实现科研基础设施能力优势互补,夯实人才科技队伍,共同培育水利科技领军人才和创新团队,促进水利科技合作交流,为澳门附近水域的治理与保护提供科技支撑。

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