甌飛一期圍墾工程圍區(qū)開發(fā)時序研究

劉 云，林登榮，王 斌，包中進

(1.浙江省水利河口研究院，浙江 杭州 310020;2.溫州市甌飛開發(fā)建設(shè)管理委員會，浙江 溫州 325000)

1 問題的提出

甌飛一期圍墾工程南北走向總長度約30.00km，圍墾面積0.89萬hm2。沿線分布有丁山二期、丁山三期、龍灣二期、海濱等圍墾工程。根據(jù)規(guī)劃，圍區(qū)一方面要承擔(dān)上游溫瑞平原向東排澇的要求，另一方面要解決圍區(qū)自身的排澇，排澇布局相對較為復(fù)雜 (見圖1、圖2)。圍區(qū)西側(cè)規(guī)劃建設(shè)300.00m寬、28.00km長的中央橫河，圍區(qū)內(nèi)部為兩橫七縱兩湖的排澇布局。近期擬采取“分區(qū)排澇、分片解決”的排澇總體格局:客水?dāng)M直接通過中央橫河進行外排，圍區(qū)自身澇水由圍區(qū)設(shè)置的排水閘及泵站等設(shè)施排出，與客水排澇體系相互獨立，遠(yuǎn)期則考慮相互貫通［1］。排澇規(guī)劃對圍區(qū)各成型階段的排澇體系進行了論證，但項目實施過程中，由于單項工程施工時序及進度不一，排澇體系的建設(shè)部分存在過渡期。

河道建設(shè)時序，最突出的為中央橫河的建設(shè)時序。若先建設(shè)中央橫河，甌飛一期圍區(qū)地面高程為-3.00～0.00m，低于溫瑞平原河網(wǎng)水位2.72～2.90m，有利于溫瑞平原排澇。另外中央橫河也可作為后期圍區(qū)吹填水的排水通道，但是在-3.00～0.00m的涂面上一次性建造中央橫河?xùn)|河堤，前期總投資較大，且出地效益低;若先進行圍區(qū)吹填，再在吹填基礎(chǔ)上建中央橫河，則建造中央橫河?xùn)|河堤可節(jié)省很多投資，但圍區(qū)西片排水需要重新論證;考慮到周邊工程如龍灣二期、丁山三期等的開發(fā)情況，甌飛一期圍墾工程還可能存在分區(qū)分片開發(fā)的可能，圍區(qū)目前擬通過隔堤分為4片，對于特大型圍墾工程圍區(qū)分片開發(fā)時序的研究，目前國內(nèi)外研究資料基本上沒有述及，亟需開展專題研究。采用合理的評價體系對各片開發(fā)建設(shè)時序方案進行評價，確保在不影響排澇的前提下，減少投資、縮短工期、促進出地效益。

本文從投資、工期、排澇3方面對中央橫河的建設(shè)時序進行論證。采用平面二維數(shù)學(xué)模型對圍區(qū)不同建設(shè)時序過程中排澇進行計算，在此基礎(chǔ)上應(yīng)用價值工程理論對4個區(qū)塊間開發(fā)順序進行比選，最后推薦較優(yōu)的圍區(qū)開發(fā)時序方案。

2 工程概況

本工程分為近期海水養(yǎng)殖期、中期農(nóng)業(yè)開發(fā)期、遠(yuǎn)期城建開發(fā)期。近期用于高涂養(yǎng)殖，中期農(nóng)業(yè)期排澇格局分為客水排澇及圍區(qū)本身澇水排澇，圍區(qū)排澇布局見圖1［2］。圍區(qū)西側(cè)規(guī)劃1條中央橫河，長度30.00km，河道面寬為300.00m，總水面面積為9.00km2。圍區(qū)內(nèi)則考慮排澇效果、現(xiàn)狀涂面高程、調(diào)蓄面積及工程投資等因素，形成“二橫七縱兩湖”的排澇格局。

中期農(nóng)業(yè)期客水進入圍區(qū)后通過中央橫河由北1#閘、南1#閘排入甌江、飛云江，圍區(qū)自身澇水由南2#閘、北2#閘、東1#閘、東2#閘排出，中期農(nóng)業(yè)期地面高程回填至0.30m。遠(yuǎn)期城建期考慮圍墾工程與溫瑞平原排澇體系貫通，圍墾工程地面回填高程為4.50m，河網(wǎng)正常水位2.50m，圍區(qū)最高水洪水位為3.75m。

圖1 圍區(qū)排澇布局圖

圖2 圍區(qū)排澇示意圖

3 平面二維數(shù)學(xué)模型

3.1 平面二維數(shù)學(xué)模型

數(shù)學(xué)模型主要模擬甌飛一期圍墾規(guī)劃水系，計算不同圍區(qū)開發(fā)時序過程中圍區(qū)最高洪水位。由于計算區(qū)域范圍較大、水動力條件復(fù)雜、涉水建筑物較多，并需要考慮水閘調(diào)度運行方式等因素，因此平面二維數(shù)學(xué)模型采用基于三角形網(wǎng)格的有限體積模式，并根據(jù)水閘調(diào)度運行原則設(shè)置了閘門開關(guān)，當(dāng)圍區(qū)水位達(dá)到排澇控制條件時，閘門開啟，低于最低控制水位時則閉閘門，水閘僅允許單向排澇出流，不考慮納潮?；痉匠倘缦?

模型上游客水邊界模擬至工程臨近圍區(qū)的排澇閘，下游模擬至外排至甌江、飛云江及東海的排澇閘附近。模型計算上游客水邊界采用流量過程線;下游飛云江、甌江以及東海附近6個閘的閘下邊界則采用對應(yīng)的外海潮位過程線;圍區(qū)降水直接按照降水邊界設(shè)置。

3.2 價值工程評價方法

價值工程是以產(chǎn)品或作業(yè)的功能分析為核心，以提高產(chǎn)品或作業(yè)的價值為目的，力求以最低壽命周期成本實現(xiàn)產(chǎn)品或作業(yè)使用所要求的必要功能的一項有組織的創(chuàng)造性活動，也稱其為功能成本分析。價值工程最早在產(chǎn)品和設(shè)備制造中使用，后來逐漸應(yīng)用到軍工、建筑、水利、交通工程及服務(wù)業(yè)等領(lǐng)域［3-8］。

價值工程是一門工程技術(shù)理論，其基本思想是以最少的費用換取所需要的功能?！皟r值”定義為:“對象所具有的功能與獲得該功能的全部費用之比”，即:

式中:V為“價值”;F為研究對象的功能;C為成本。

根據(jù)價值工程基本原理，在進行方案評價時分為以下3步:①項目功能評價。在進行項目功能整理時，首先確定各功能重要系數(shù)Φ，之后按照功能要求，對各方案滿足功能的不同程度計分S，最后得到各方案功能評價總分。②項目投資估算。計算各項目的工程投資。③方案評價。通過分析得出功能評價系數(shù)和成本評價系數(shù)，二者比值最大的為最優(yōu)方案。

4 研究成果

4.1 方案設(shè)計

中央橫河整體建設(shè)方案，若先建河后吹填，一次性建造中央橫河建筑總投資約20.00億元，工期約為3a，前期建河投資較大，且出地效益低。若先吹填后建河，需先建設(shè)東1#閘、東2#閘銜接的河道及節(jié)制閘，西片客水東排。

圍區(qū)被3條隔堤分成4片，考慮周邊工程如龍灣二期、丁山三期等的開發(fā)情況，圍區(qū)分片開發(fā)，中央橫河分段進行建設(shè)，促進出地效益。從甌飛一期施工進度來看，1#、2#區(qū)塊先完成合龍，之后是3#、4#區(qū)塊龍口合龍。圍區(qū)內(nèi)河道開發(fā)時，考慮1#、2#區(qū)塊優(yōu)先;另外考慮到3#區(qū)塊受其他因素制約最后開發(fā)。因此，共有4種圍區(qū)開發(fā)順序，2#-1#-4#-3#，2#-4#-1#-3#，1#-2#-4#-3#，1#-4#-2#-3#。

各區(qū)塊里中央橫河亦有2種建設(shè)方案:一種是先建中央橫河后吹填，另外一種是先吹填后建中央橫河。先建河后吹填方案:先在涂面基礎(chǔ)上建造中央橫河?xùn)|河堤，之后對圍區(qū)進行吹填，對于2#、3#區(qū)塊，考慮圍區(qū)自身澇水排澇，在圍區(qū)吹填前需先建好與東1#閘、東2#閘銜接的東排河道;先吹填后建河方案:施工過程中先對區(qū)塊進行吹填，吹填后到中期農(nóng)業(yè)期田面高程0.30m，吹填過程中預(yù)留出中央橫河段，之后在吹填的基礎(chǔ)上建造中央橫河?xùn)|河堤。

方案分析時，首先確定各區(qū)塊內(nèi)部開發(fā)方案進行，再分析區(qū)塊間開發(fā)時序進行，最后推薦最優(yōu)河道建設(shè)時序方案。

4.2 排澇論證

4.2.1 先建河后吹填方案

各圍區(qū)先建河后吹填方案，客水可直接排入圍區(qū)，之后排入外海，排澇條件優(yōu)于原排澇體系，原排澇體系排澇已通過論證，滿足要求。因此先建河后吹填方案能滿足排澇要求。

4.2.2 先吹填后建河方案

對各圍區(qū)先吹填后建河方案進行排澇論證。吹填后田面高程為0.30m，圍區(qū)西側(cè)洪水位為2.72～2.90m。若先吹填，考慮吹填施工便利及安全，需關(guān)閉圍區(qū)西側(cè)進水閘，防止西片客水進入圍區(qū)，此時西片客水分流進入其他圍區(qū)，排澇示意圖見圖2。

各區(qū)塊先吹填后建河方案排澇計算結(jié)果見表1。

表1 先吹填后建河方案排澇計算結(jié)果表

以表1中2#-1#-4#-3#開發(fā)順序為例，第1步2#區(qū)塊開發(fā)時，關(guān)閉2#區(qū)塊西側(cè)進水閘，客水排入1#、4#、3#區(qū)塊排出，區(qū)塊最高水位為2.90m;第2步1#區(qū)塊開發(fā)時，2#區(qū)塊已開發(fā)完成，區(qū)塊最高水位為3.40m;第3步4#區(qū)塊開發(fā)時，2#、1#區(qū)塊已開發(fā)完成，區(qū)塊最高水位為3.20m;第4步3#區(qū)塊開發(fā)時，此時2#、1#、4#區(qū)塊已開發(fā)完成，區(qū)塊最高洪水位為3.60m，均低于原設(shè)計方案遠(yuǎn)期貫通區(qū)塊最高水位3.75m，均能滿足排澇要求。

因此，對于各建設(shè)方案，排澇均滿足要求。從排澇來看，圍區(qū)各區(qū)塊吹填并不影響西片客水的排出，若施工條件允許，中央橫河建設(shè)和圍區(qū)各區(qū)塊吹填可同時進行。

4.3 投資及工期比較

對圍區(qū)各區(qū)塊先建河后吹填和先吹填后建河2種建設(shè)方案總投資凈現(xiàn)值、總工期進行統(tǒng)計分析 (見表2)，表2中投資為土建總投資，未考慮管理費、運行費等，社會折現(xiàn)率取8%，凈現(xiàn)值折算時，按照各方案單項投資和工期進行折算，每年均勻投入，各單項工程凈現(xiàn)值總和即為總投資凈現(xiàn)值。

表2 投資、工期估算表

從表2投資凈現(xiàn)值可以看出，各區(qū)塊先建河后吹填方案投資凈現(xiàn)值均比先吹填后建河方案小，節(jié)省投資最大約6億元。先建河方案相對先吹填方案，工期相差均在3個月以內(nèi)，而根據(jù)溫州市甌飛一期圍墾工程項目建議書，整個甌飛圍區(qū)農(nóng)業(yè)效益為3億元/a左右，可以投資凈現(xiàn)值較小的方案為較優(yōu)方案。因此，圍區(qū)各區(qū)塊內(nèi)部建設(shè)時推薦先建河后吹填方案。

4.4 圍區(qū)各區(qū)塊間開發(fā)順序比較

在確定各區(qū)塊建設(shè)方案后，需對各區(qū)塊建設(shè)先后順序進行分析。每個區(qū)塊開發(fā)作為1個方案，總共4個區(qū)塊4個方案。采用價值工程理論進行分析時，區(qū)塊建設(shè)功能劃分以發(fā)揮土地效益為最主要的功能，其他功能不考慮。建設(shè)方案以較小投資盡快獲得較多的土地為優(yōu)，即每公頃工期長短，體現(xiàn)了建設(shè)方案的功能性大小，每公頃工期越短，土地發(fā)揮效益越大，因此功能系數(shù)大小可根據(jù)每公頃工期長短來計算。

功能系數(shù)統(tǒng)計時采用十分制評分法，功能滿足程度以每公頃最短工期方案為10分，方案功能滿足程度=10×每公頃最短工期/該方案每公頃工期;方案功能系數(shù)=該方案功能滿足程度/各方案功能滿足程度之和 (見表3)。

成本系數(shù)=該方案投資凈現(xiàn)值/各方案投資凈現(xiàn)值之和(見表4)。

表3 區(qū)塊間開發(fā)順序方案功能系數(shù)表

表4 區(qū)塊間開發(fā)順序方案成本系數(shù)表

根據(jù)功能系數(shù)及成本系數(shù)可得出兩區(qū)塊間開發(fā)順序方案價值系數(shù)表 (表5)。

表5 圍區(qū)間開發(fā)順序方案價值系數(shù)表

由表5可以看出，根據(jù)價值工程理論，若以較小投資盡快獲得較多的土地為優(yōu)，4#區(qū)塊開發(fā)優(yōu)于1#、2#、3#區(qū)塊開發(fā)，1#區(qū)塊開發(fā)優(yōu)于2#、3#區(qū)塊開發(fā);2#區(qū)塊優(yōu)于3#區(qū)塊開發(fā);3#區(qū)塊不宜先開發(fā)。

從土地需求來看，1#區(qū)塊靠近龍灣國際機場，近龍灣舊城中心，4#區(qū)塊連接瑞安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)濱海新區(qū)，1#、4#區(qū)塊土地需求較為迫切。因此，根據(jù)施工進度和土地需求，結(jié)合價值工程分析結(jié)果，最后推薦開發(fā)建設(shè)順序為1#-4#-2#-3#。

4片區(qū)塊分片開發(fā)，總工期較長，因此亦可考慮多片區(qū)塊同時開發(fā)，節(jié)省工期，盡快出地。1#區(qū)塊、2#區(qū)塊屬于龍灣區(qū)，承接海濱圍墾、溫州經(jīng)濟開發(fā)區(qū)、民科基地的澇水;3#、4#區(qū)塊屬于瑞安，承接丁山三期、瑞安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)的澇水。因此，兼顧區(qū)塊西側(cè)龍灣和瑞安排澇要求，區(qū)塊可間隔開發(fā)，如1#、4#區(qū)塊同時開發(fā)，2#、3#區(qū)塊同時開發(fā)。經(jīng)排澇補充論證，此方案最高洪水位為3.70m，也能滿足西片排澇要求。從區(qū)塊開發(fā)工期上來看，1#區(qū)塊需要72.7月，2#區(qū)塊需要135.1月，3#區(qū)塊需要146.2月，4#區(qū)塊需要61.6月，為了施工便利及工期統(tǒng)籌安排，1#、4#區(qū)塊較適合同時開發(fā)，2#、3#區(qū)塊適合同時開發(fā)。

5 結(jié)語

(1)中央橫河分段建設(shè)各方案，均能滿足排澇要求。從排澇來看，區(qū)塊吹填并不影響西片客水的排澇，因此，若施工條件允許，中央橫河建設(shè)和圍區(qū)吹填可同時進行。

(2)區(qū)塊內(nèi)部先建河和先吹填2種方案，從投資和工期考慮，推薦先建河后吹填方案。

(3)對于各區(qū)塊間開發(fā)建設(shè)順序，根據(jù)價值工程理論，以較小投資盡快獲得土地為優(yōu)，開發(fā)順序為4#-1#-2#-3#。根據(jù)甌飛一期圍墾工程施工進度結(jié)合價值工程理論分析結(jié)果，最后推薦開發(fā)建設(shè)順序為1#-4#-2#-3#。

(4)4片區(qū)塊分片開發(fā)，總工期較長，可考慮多片區(qū)塊同時開發(fā)，節(jié)省工期，盡快出地。從西片客水排澇和施工便利及工期統(tǒng)籌來看，1#、4#區(qū)塊適合同時開發(fā)，2#、3#區(qū)塊適合同時開發(fā)。

［1］王靈敏，呂中明，邵偉.溫州市甌飛一期圍墾工程圍區(qū)排澇控制規(guī)劃［R］.杭州:浙江省水利水電勘測設(shè)計院，2011.

［2］包中進，王斌，徐崗.溫州市甌飛一期圍墾工程水閘水工模型試驗研究總報告［R］.杭州:浙江省水利河口研究院，2012.

［3］王乃靜.價值工程概論［M］.山東:經(jīng)濟科學(xué)出版社，2006:5-10.

［4］黃永根.價值工程及其在工程項目成本控制中的應(yīng)用［J］.建筑經(jīng)濟，2004(08):38-41.

［5］王愛林.價值工程及其在建筑工程中的應(yīng)用［J］.安徽建筑，2003(05):109-110.

［6］劉玉杰.價值工程在港口規(guī)劃設(shè)計中的應(yīng)用研究［D］.天津:天津大學(xué)，2009.

［7］李偉.價值工程在水利水電工程施工項目管理的應(yīng)用研究［D］.長沙:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2009.

［8］張道軍，李文毅.工程項目投資管理 ［M］.北京:水利電力出版社，1993:3-6.