城鎮易澇點整治工程規劃設計要點
時間:2022-02-24 02:58:11
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摘要:文章結合工程實例,就城鎮易澇點整治工程排水系統存在問題及不利影響進行了闡述,從而針對易澇點整治工程規劃設計原則及關鍵要點進行了分析,并提出了存在的問題及建議,以供水利工程規劃設計人員參考。
關鍵詞:城鎮易澇點;整治工程;工程布置;防洪大堤開挖
隨著我國人民生活水平的提升,生活污水和部分工業廢水排入城市河涌,使城市河涌變成納污通道,生態遭受嚴重破壞。因此,為了適應新要求,積極推動河涌的綜合整治,以解決河涌內澇水浸及沿線水景觀問題,改善周邊的水環境。下面通過工程實例,著重就城鎮易澇點整治工程規劃設計要點及措施進行了探討。
1概述
石排鎮東鄰企石鎮,南鄰橫瀝鎮,西鄰茶山鎮,北與惠州市博羅縣隔江相望。西距東莞市區20km、廣州50km,南往深圳70km。石排地勢東北高西南低,中部從上市起,沿公路西至燕窩止,地表出露成排的石脈,故得名“石排”。石排屬平原區,地勢洼地,地面高程在2~6m。它由西向東延伸,至燕嶺附近分為二脈,偏北一脈,東延至石貝村附近,長度約4.8km,偏南一脈,沿東綿延,伸至村頭村附近,長度約9.2km。東江從東向西繞過全鎮,干流在石排境內長達14km。石排鎮(包括生態園區域)河涌及渠道共有17條,大致以海仔河為界,將石排分為南畬朗片區(南片區)和海仔河片區(北片區),沙角片區易澇點整治工程區位于海仔河片區。海仔河是北片區主要渠道,原為灌溉用途開挖的人工渠道,起點位于東引運河的沙角村,由東向西,于橫山匯入東江,一級支渠有沙角內河、黃家壆排渠、向西排渠、獨州排渠。這些排渠均位于現石排鎮境內。海仔河又稱海仔渠,全長約10102m,原為排灌兩用渠,由于石排鎮的城市發展,現在的主要任務是排水。海仔渠渠寬10~20m,渠底高程2~4m(85高程),部分河段已做護岸,渠深4m。海仔河東西向貫穿石排鎮中心區域,部分河段沿岸建設有大量的居民住宅、廠房和商鋪等。水面生長著茂盛的水浮蓮,覆蓋整個河面,加之生活和生產垃圾給海仔河造成淤積和堵塞,嚴重影響了海仔河的排水能力。現有安全過流能力為39.8m3/s,僅能達到10年一遇排水標準。近年來石排鎮對海仔渠進行過多次清淤整治工作,但水浮蓮生命力旺盛,再生能力強,加之生活、生產垃圾屢禁不止,時至今日,海仔河的淤塞情況仍然比較嚴重。黃家壆排渠位于黃家壆村境內,承擔黃家壆村排水任務。全河長1515m,渠寬5~15m,渠深1~3m,渠底高程2.5~3.0m,大部分河段為天然狀態。
2現狀排水系統存在問題及不利影響
易澇點所在區域現狀用地以農田為主,內澇程度為嚴重,獨洲小學附近淹沒深度30cm左右,沙角片區農田淹沒頻繁,淹沒深度約60cm,對農作物影響較大。積水時間約20min,積水面積約80000m2。石崇大道東側的水域因建從莞高速已被填埋,同時石崇大道沿線管道未完全連接,加上海仔北路和石崇大道交匯處地勢較周圍低,容易在低洼處積水。內澇原因:①石排鎮地處南亞熱帶季風氣候區,降雨季節分配不均,降雨主要集中在每年4~9月,約占全年降雨量的80%以上。暴雨過程歷時短,強度大,導致雨洪漲猛落緩,高水位持續時間長,一場暴雨可在短時間內在低洼地區形成積水。②交通發展破壞了原有排水體系。城市的發展伴隨著交通建設的加快,路面填高,改變原有的排水方向,破壞了原有的排水體系,且在過路橋涵的設計時,寬度或高度不夠,不能滿足過流要求,使許多原先并不澇的地區和路段發生澇災。從莞高速的建設改變了現狀排水系統,同時,現狀地面土地性質逐步發生改變,從而對地表徑流產生較大影響。③區域河道沒有進行整治及海仔河水位頂托的影響造成渠道行洪不暢。
3規劃原則
①以石排鎮總規為基礎,結合實際情況,排澇達標整治與防洪工程達標整治同時進行;②全面規劃、綜合治理、排蓄結合、自排與強排結合;③充分利用現有工程設施,減少搬遷;④采取分片治理、清淤清障,做到水系暢通、排水自如,達到綜合治理的目標;⑤工程措施和非工程措施相結合,加強工程管理。
4易澇點整治工程規劃設計
4.1工程布置。①統籌兼顧的原則。要妥善處理并充分協調好國土規劃、城鎮建設、市政規劃及環境保護的關系,避免因整治而影響其他相關工程的規劃與實施;②工程措施與非工程措施并舉的原則;③考慮工程施工對現狀交通的影響,要盡量減少施工過程對現狀交通的干擾;④經濟合理,易于操作的原則。通過方案比選,既要安全可靠,又要經濟合理,還應可操作性強,方便實施,盡量少拆遷,少占地。4.2工程總布置。本工程的主要水工建筑物包括泵房(含攔污柵、檢修閘、主廠房)、防洪閘、出水箱涵等。為了保證進、出水平順,泵站基本上沿原水流方向布置。泵站采用閘站結合的形式,泵房右側設自排涵,右側為水泵機組,這樣布置緊湊,工程費用較省,管理也方便。4.3主要建筑物。根據水機專業水機選型方案比較結果,推薦方案采用4臺1200ZLB-85型立式軸流泵,配套電機為4臺×400kW=1600kW機組,總設計排澇流量4.20m3/s,沙角排站起排水位為3.0m,最高控制水位4.15m,最低控制水位2.5m。由于泵站最大揚程和設計揚程兩者相差不大,參照水泵運行曲線,泵站在最大揚程工況下,水泵均能穩定運行,而且泵站年運行時間不長,為了節省工程投資,水泵采用半調節方式。4.4泵房。采用濕室型泵房。濕室型泵房主要特點是下部為濕室,即一個與前池相通的進水池。濕室不僅起著進水池的作用,同時濕室中的水重可以平衡部分水的浮托力,增加了泵房的整體穩定性。泵房的結構形式為箱式濕室型,泵房三面擋土、每二臺水泵之間設隔墩。水泵梁支承水泵機組,泵房側墻和隔墩支承上部結構。上部荷載主要通過排架傳遞到墩墻再到底板。泵房順水流向長22.50m,寬30.50m。泵房分主廠房、副廠房和檢修間。泵房垂、直水流方向分6跨,第一跨(順水流方向由右往左)為自排閘流道,第二至四跨設4臺機組流道,第6跨為設閘門庫及循環水池。查水泵設計選型手冊,兩泵機組中心距最少要3.6m,結合電氣設備及樓梯、衛生間布置需要,最終確定跨寬4.8m。泵房共分5層,從下到上分別為流道層、水泵層、電機層、管理房層、天面層。流道層共6孔,右邊孔為自排涵,中間4孔為泵站進水流道,左邊孔為水泵循環水池及檢修門庫。對于中小型泵站,進水池類型有直線型、跌坎型及彎折型;進水池后壁平面形狀有矩形、半圓形、多角形及平面蝸形。為防止泥沙沖進流道層,推薦泵房進水池采用折線型。矩形進池結構簡單,施工方便,小型抽水站中應用較多,但矩形進水池在兩角易形成回流和漩渦,造成水泵進水條件較差,而使水泵效率下降。多角進水池是在矩形進水池基礎上改成的,經驗情況表明,矩形改成多角進水池后,兩角的回流和漩渦消失。半圓形后壁的進水池也是中小型泵站中常用的一種進水池型式。這種安裝型式不僅使進水水力損失增加,還易造成進水池的表面漩渦和回流。平面蝸形進水池流道的后壁比較符合流線形狀,與其幾種平面形狀進水池流道相比,進水損失最小,且可以獲得滿意的進水流態,水泵效率和泵站的裝置效率明顯高于其他型式的進水池。因此,雖然施工較復雜,但進水池流道優先采用平面蝸形型式。自排涵孔底板面高程為2.0m,孔口尺寸為4.0×3.5m。出水箱涵泵站與自排閘共用一條出水箱涵。箱涵為3孔,其中左側2孔接泵站出水池,孔口尺寸4.3m×3.5m;右側1孔接自排閘,孔口尺寸5.15m×3.5m。現有江庫聯網水管保留,此段河道兩側采用扶壁擋土墻,河道底板采用300厚C40鋼筋砼護底。穿堤箱涵為孔,左側2孔孔口尺寸4.3m×3.5m,右側1孔孔口尺寸5.15m×3.5m。出水口翼墻弧形布置,順接上下游堤防。4.5防洪閘。防洪閘位于泵房下游側,共5孔,閘門底板高程2.00m,左邊4孔孔口尺寸3.6m×3.8m,最右側1孔孔口尺寸4.6m×3.5m。閘門采用潛孔式平面滑動鋼閘門,平壓啟門(檢修時采用移動式潛水泵平壓),靜水閉門。4.6出水消力池。出水口底高程2.00m,與外江(東引運河)河道底高程相同。排站啟動水泵強排時,外江也位于高水位,泵站出水無需消能;平常通過自排閘自排時,與外江水位差很小,水流流速很小,同樣無需消能。故出水口無需設消力池,本工程只對出水口進行拋石護坦處理。4.7防洪大堤開挖和恢復。為了配合出水箱涵施工,原有防洪堤需要臨時破堤,箱涵施工完后進行恢復。防洪堤為均質土堤,經現場查看,具備放坡明挖條件。破堤開挖應選擇在枯水期,施工開挖前需報當地三防或堤防管理單位批準方能動工。穿堤箱涵施工完成達到設計強度后,拆除現有沙閘水閘及現有穿堤箱涵,再進行土方回填,按原防洪堤坡度、堤頂寬度進行恢復。防洪堤堤填筑土料選用粘性土,黏粒含量為15%~30%,塑性指數為10~20,且不得含植物根莖、磚瓦垃圾等雜質;填筑土料含水率與符合壓實要求的最優含水率的允許上下偏差為±3%。分層壓實前的厚度不應超過40cm,壓實度要求不小于0.91。
5存在的問題及建議
(1)穿堤箱涵施工過程中與現狀給水管存在管位或高程沖突的問題,局部需要遷移給水管道,需與相關部門溝通協調。(2)江庫聯網水管橫穿海仔河,下階段對管線進行詳細物探,探明后制定保護或遷改措施。(3)要解決內澇問題,需建、管并行,除了新建排水設施之外,還要加強管理維護。建議立法保護現有河道,特別是明渠,避免再次出現人為因素減小河道斷面,造成新的瓶頸。(4)沙角排灌站工程是一宗社會公益性項目,其效益體現在社會效益、排澇效益等。本工程完工建成后能促進地區經濟發展,增加農田利用價值,提高防護區的排澇標準,保護防護區內人民的生命財產安全,保證防護區工農業的持續發展和改善人民的生活環境具有重要意義。工程的社會效益顯著,建議上級主管部門盡快批準開工建設,早日發揮其綜合效益。
參考文獻
李鳳珍,2014.淺析城市河道整治的設計要點[J].上海水務(1):33-35.
周月,陳亮明,2013.城市河道景觀生態設計初探[J].中國園藝文摘(3):114-115.
作者:黎仲佳 單位:東莞市水務技術中心
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