浅谈海堤工程防潮标准的研究

时间:2022-08-06 12:48:09

浅谈海堤工程防潮标准的研究

摘要:随着我国经济的快速发展对沿海地区防灾减灾有了更高的要求。国家也更加重视沿海地区的海堤工程防灾减灾基础设施建设,从技术和资金上给予支持。但由于全行业没有统一的海堤工程设计规范,各省的技术规定和要求与国家现行的相关标准不协调,使工程建设和管理存在一定的难度。在收集调研和认真分析沿海已有相关规定的基础上,提出了我国海堤工程防潮标准的统一的规范,供海堤工程设计、建设与管理相关人员使用。

关键词:海堤工程;防潮标准;规范;研究

1994年和1998年国家先后颁布了《防洪标准》和《堤防工程设计规范》,规定了城市、乡村、工矿企业以及水利水电工程等防护对象的防潮标准,但未对海堤工程的防潮标准作出明确规定。而实际工作中海堤工程的防潮标准又特别需要,因此,沿海各地区相继根据实际情况制定了自己的海堤工程管理办法或技术规定,对海堤工程防潮标准与等级作了各自不同的规定。但由于缺乏全行业统一的海堤工程设计规范,各省的技术规定和要求与国家现行的相关标准不协调,设计人员和审查人员对此无所适从或意见难以统一,为此,研究并拟定海堤工程防潮标准十分必要并具有现实意义。

一、制定海堤工程防潮标准的必要性

1.沿海地区经济社会发展迅速,风暴潮造成的经济损失逐年增加

据统计,我国风暴潮的年均经济损失已由20世纪50年代的1亿元左右,增至80年代后期的年均20亿元,90年代前半期更是年均高达76亿元。进入21世纪,灾害损失值进一步加大,2001―2007年,平均每年的风暴潮灾害损失约161亿元,2005年的损失值高达330亿元。

2.现行国家和行业标准尚有不足

国标《防洪标准》和《堤防工程设计规范》中明确规定:“海堤的乡村防护区,当人口密集,乡镇企业较发达、农作物高产或水产养殖产值较高时,其防洪标准可适当提高”。但这些规定仅是原则性的,在执行中如何针对不同的防护对象采用相应的防潮标准,缺少量化和相对科学合理的规定。

3.海堤工程建设自身的要求

目前海堤工程设计主要依据各省的相关规定,按照海堤的保护范围和保护对象的防潮要求来确定防潮标准。不仅各省之间存在差异,同一个省内或市内也存在较大差别。在建设与管理方面,需要根据工程的级别确定相应资质的设计单位、施工单位和运行管理单位的权限,因此无论从工程设计、建设和管理哪个方面,都需要有全国相对统一的原则确定海堤的标准与级别,为海堤工程实现规范化管理创造条件。

二、防潮标准制定的原则与技术路线

1.原则

①经济合理,技术可行;②继承发展,相互协调;③求同存异,兼顾特殊;④因地制宜,留有余地。

2.技术路线

①通过互联网检索;②现场调研与考察;③函调和征求意见;④分析统计;⑤组织专家咨询;⑥典型案例核算。

三、现行有关防潮标准的分析

1.海堤工程涉及的有关标准

海堤工程设计涉及的规范有《防洪标准》(GB 50201-94)、《堤防工程设计规范》(GB 50286-98)、《水利水电工程等级划分及洪水标准》(SL 252-2000)和《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92)等。

2.现有防潮标准分析

(1)对国标与行标规定的分析

《防洪标准》中强调指出“人口密集,乡镇企业较发达或农作物高产的乡村防护区,其防洪标准可适当提高。地广人稀或淹没损失较小的乡村防护区,其防洪标准可适当降低”,《堤防工程设计规范》中也明确规定“海堤的乡村防护区,当人口密集,乡镇企业较发达、农作物高产或水产养殖产值较高时,其防洪标准可适当提高”;针对城市和工矿企业,《防洪标准》规定,当按相应防洪标准确定的设计高潮位低于当地历史最高潮位时,应采用当地历史最高潮位进行校核。这些规定考虑了我国海堤防护区的特点,对规定陈述中表明的地区,明确其防潮标准应适当提高。相应地保护这些对象的海堤工程的防潮标准也应适当提高。但针对沿海防护区的实际如何确定防潮标准,现行规范没有作出具体规范,因此需要进一步研究解决。

(3)不同防护对象的洪水标准

从现行规范和地方有关规定分析可以看出,对沿海地区海堤工程的防潮标准,根据防护对象情况可以分为两种:第一,类别与规模符合国家标准的规定,可以根据现行规范来确定其防潮标准;第二,类别与规模在现行规范中无法对应确定,虽然各地作出了一些规定,但这些规定不系统、不完整,而且省际之间不统一,也就难以准确确定其防潮标准。

四、海堤防潮标准研究

1.防护对象特点及与防潮标准的关系

防护对象是指受到潮水威胁需要采取措施保护的对象。根据防护对象的安全要求可分为以下三类:①自身无防潮能力需要采取防潮措施保护其安全的对象,如城市、乡村、工矿企业、民用机场、文物古迹和旅游设施以及位于洪泛区的各类经济设施等;②受潮水威胁需要保护自身防潮安全的对象,如修建在江、河、湖泊的桥梁、水利水电工程以及跨越江、河的线路、管道等,需要保证自身具有一定的安全标准;③保障防护对象防潮安全的对象,如堤防和有防洪任务的水库大坝等,应具有不低于防护对象防洪安全要求的标准。海堤工程属于第三类,是保障防护区防护对象避免或减少风暴潮带来的灾害损失,是一种防御性工程,其防潮标准由防御对象的重要程度决定。

防潮标准高,需投资多,但安全度高,风险小;防潮标准低,需投资少,而安全度相应低,需承担的风险大。选定防潮标准,在很大程度上是如何处理防潮安全和经济的关系。进行不同防潮标准可减免的洪灾经济损失与需投入的防洪费用的对比分析论证,选定适当防潮标准是合理可行的方法,但考虑估算防潮经济效益较困难,需进行较多的调查、分析和研究。除可减免的潮灾经济损失外,还涉及社会、政治、环境等多方面的效益,该效益很难定量并且用经济价值量计算。因此,我们以分析防护区的经济指标为主来确定防潮标准。

2.海堤防潮标准的确定思路

理论上讲,海堤工程防潮标准的选择应是在收集防护区内社会和经济资料,确定人口数量、经济布局及各类工矿企业、重要基础设施建设等在设计规划水平年的发展规模,按照国标确定的各防护对象的防潮标准,并考虑工程及自然等基础资料上确定。基础资料包括地质地形资料及潮位、水位、风况和波浪等这些海堤设计中所需要的最基本的资料,初步拟定海堤工程的布局和走向,防潮标准、级别,以及结构型和断面形式,匡算工程量和工程投资。并据此对方案进行经济评价,核算经济评价指标是否符合规范要求。如果核算结果符合规范要求,该方案可作为推荐方案,确定的防潮标准是合理的;如果核算结果不能满足规范要求,则应考虑调整工程设防标准还是调整其他参数。最终选择技术经济指标合理、各方面都基本接受的方案作为推荐方案。

实际工作中,大部分都是将上述工作简化处理,直接按照《防洪标准》选定海堤工程的防潮标准。对于大部分工程来说,这种简化处理的结果可以满足技术经济指标合理的要求;但对一些特殊防护对象或有特殊防潮要求的海堤工程,直接套用国标就不太合适或不合理。应当按照首先拟定的海堤防潮标准,通过技术经济分析和经济评价指标,论证应选定的防潮标准。

海堤工程是为保护防护对象的防潮安全而修建的,海堤工程的防潮标准主要由防护对象的防潮要求而定。

3.特殊防护区海堤防潮标准的确定

海堤特殊防护区的概念海堤特殊防护区的概念,主要针对现行技术标准中未包括的,改革开放以来得以迅猛发展的海堤乡村防护区中普遍存在的防护对象。如水产养殖业,高新农业,在围垦区建立的开发区、高科技园区、高新技术开发区、乡镇企业等,其产品具有较高的科技含量,产值高,已成为地方经济和财政的主要支撑等,其规模按照国标《防洪标准》难以准确对应具体防潮标准的防护对象。

六、结论

(1)本文提出了海堤工程特殊防护区的概念,并针对不同防护对象的规模提出了海堤工程的防潮标准,有利于统一和规范我国海堤工程设计、建设和管理。由于我国沿海线路长、各地的条件不尽相同,要在各地已制定相关规定的基础上制定统一标准还存在一定的困难,建议各单位在执行过程中,积极总结实践经验,积累资料,并将有关意见和建议反馈给规范编制单位,以便进一步完善。

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