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浅谈泉州市城东片区滞洪排涝工程规划

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【摘要】 沿海城市如何做好防洪排涝工作一直是困扰着我省许多城市的一个重大课题。该文通过分析城东片区洪、涝灾害特点,提出加快城市排涝设施建设的原则与选取方案,并进行工程规划。

【关键词】 洪涝灾害 防洪排涝 工程规划

前言

防洪工作是一大系统工程,保障城市防洪排涝安全是江河防洪的重点,城市防洪排涝工程设施是城市基础设施的重要组成部分。做好城市防洪排涝工作对发展城市经济和改革开放、改善投资环境、保障人民财产安全具有重大而深远的意义。由于突降暴雨、洪水暴涨,加上潮汐顶托的影响,引起城区产生内涝,如何做好沿海城市防洪排涝工作一直困扰着我省许多城市。现简要阐述泉州市城东防洪治理战略与工程方案。

一城市概况

1996年批准实施的泉州市城市总体规划确立了泉州“三山两江、组团"的城市总体布局,其中城东组团是组团之一,位于泉州市的东大门,与中心区(大坪山)仅一山之隔,南依桃花山、北靠清源山,东邻泉州湾。城东组团一面临海,两面靠山,整个场地一半为台地,一半为围垦区,海拔在0.2m-25.0m之间,地势略有起伏,西北高,东南部低,中心区总面积6.91km2。

城东片区山涧溪流有新尾溪、群生溪、华大东溪、华大溪、吴坝水库溪、草邦水库溪、新浦溪、城东镇政府至下石井段各小溪 ,玉兰段各小溪,可称作七条两段山溪。溪流上游有群生水库、吴坝水库、草邦水库等,连同华大秋中湖,控制集雨面积11.8 km2,具有一定的调洪作用。临海面地势最低,有玉兰、南堤、北堤,总长4.35km,在南、北堤现有泄洪、拦潮水闸两座,其中南闸闸宽5×4m,北闸闸宽3×4m, 闸底高程皆为-1.679m。

二城市洪涝灾害

1. 洪水特点

城东片区属南亚热带海洋气候,终年温暖湿润。洪水一般发生在4月-9月,历时短,来势凶猛,且暴涨暴落。洪水大多由持续时间较短而强度大的台风暴雨所致,每年台风影响5-6次。城东片区无水文站点,参照临近的泉州大桥水文站,多年平均降雨量1254mm,年最大降雨量2202mm,年最小降雨量767mm。

2. 内涝成因

城东片区中心区地势低洼(高程在1.1m-2.85m之间),为城东海堤围垦区。原留有水域面积近千亩,担负整个城东区组团33.5 km2集雨面积及市区北渠的滞洪和排洪任务,通过城东海堤南、北闸排洪进入大海。该区域原排涝系统为两横一纵,即秋中湖通过华大渠,途经华大、庄任村、乌屿村,汇入乌屿渠滞洪,吴坝、草邦水库通过草邦渠,途经城东村、新埔村、浔美村,汇入浔美渠滞洪,两渠纵向并入海滨渠,由海滨渠通过南、北闸排入大海。目前仅剩500亩左右水域面积可供滞洪,因建设用地,原有渠道淤积严重,部分已被填埋中断,排洪、调洪能力极为有限,遇到台风暴雨,受海水顶托造成内涝。

根据1957年以来的统计资料,当受外江水位顶托时,一次降雨量大于30mm,即可产生内涝,若超过100mm时,即可产生大涝,每年内涝4-5次,大涝1-2次。2004年9月15日,受第6号热带低压云团影响,城东片区出现大暴雨,日降雨量超过200mm,造成乌屿村、浔美村基本受淹,内涝水深达1-2米,部分民房倒塌,损失惨重。内涝严重影响周边居民安危,制约城东片区的发展。

三 分区

洪涝灾害治理是一项长期任务,必须建立安全稳固的防洪保障体系。每年汛期靠临时抢险救灾非根本之策,只有加快城市排涝工程建设才是保障安全度汛的根本出路。

分区原则:在充分发挥现有渠道和其他水利工程设施的同时,进行全面规划,以分区、分散、就近排放为原则,采用明渠截洪、挖湖蓄洪、高水高排、低水低排的方式,各区内洪水排放尽可能自成系统。

根据城东片区的防洪现状以及市政详细规划,其防洪排涝分为新尾、群生片(简称北片区),华大、庄任村、乌屿村及吴坝、草邦、城东村、新埔村、浔美村片(简称中片区),玉兰片(简称南片区)。(1)北片区集雨面积11.0 km2,这一带地势较高,基本不受潮汐影响,采取排洪明渠截洪、高水高排的原则,将这部分洪水汇集后直接排入洛阳江。(2)中片区集雨面积19.20 km2,这一带地势较低,排洪采用蓄、排、抽结合的原则,部分洪水在低潮位时通过南、北两个挡潮闸直接排入大海。(3)南片区集雨面积3.3 km2,这一带地势较高,不受潮汐影响,可通过玉兰溪直接将洪水排入大海。

四 排涝标准

根据国家有关规定,结合泉州市总体规划,城东片区防洪标准为:山洪按20年一遇洪水设计;排涝按20年一遇标准设计,24小时内排完;海堤按100年一遇潮水位校核。

五 设计洪峰

城东片区内无水文测站,设计洪水流量主要采用水利科学研究院水文研究所推理公式进行计算,或特小流域暴雨洪水计算方法,或用公路科学研究所经验公式。设计洪水按各洪水分区短历时暴雨参数采用推理公式进行计算,成果详见表1。

六设计潮水位过程线

后渚港位于洛阳江出海口的泉州湾内,仅有短期实测资料,但同处于泉州湾内、距其26km的崇武潮水位站具有长期实测资料,按潮汐现象的相似性和同步性,采用崇武站的设计潮水位过程线推算后渚港的设计潮水位过程线,详见表2。

由此可见,设计日潮水位有两个峰值,第一次峰值为4.85m,第二次峰值为3.98m,时间间隔为12时05分。

七 城区排涝工程设计布局

1. 渠道排涝工程

采用两纵、五横的排洪体系。纵向为北渠、海滨渠两条截洪渠。北渠是泉州市重要供水渠道,纵穿整个城东组团,途经刘墩、浔美、庄任、官头、下窗,在洛阳江桥闸以上300m处排入洛阳江,设计流量18m3/s,在保证供水的前提下,只能利用渠道剩余过水流量排洪,排洪能力有限。海滨渠连通庄任渠、浔美渠,通过南北两个拦潮闸排洪。横向为新尾渠、群生渠及庄任渠、浔美渠、玉兰渠五条排洪渠,分别分段就近排入洛阳江和大海。其中,新尾渠、群生渠已有水利部门实施完成,设计流量分别为58.13m3/s、32.11 m3/s,本规划不再考虑。为了减少占地面积,渠道采用MU30浆砌条石挡墙,断面型式为矩形,详见表3。

2.滞洪排涝工程

城东片区在暴雨期间及高潮位时,城东海堤南北闸均关闭,中片区洪水将无法排出,流入滞洪区滞洪。当外江潮水位涨至0m时,南北闸关闭,适时启动泵站排水;当外江潮水位降至3m时(低于内河水位),开闸泄洪。按最不利因素──最大洪峰流量遭遇最高潮水位考虑,计算出滞洪区库容、面积和排涝泵站规模相关关系,详见表4。

根据泉州市总体规划提出以滞为主、电排为辅的防洪排涝原则,结合当地实际,对电排流量22 m3/s、41 m3/s两个方案进行比较,详见表5。设计洪水在遭遇设计潮水位情况下,由于闸门关闭时,有241万m3的洪水无法排出,方案一进入滞洪区水量约200万m3,需电排水量41万m3;方案二进入滞洪区水量约164万m3,需电排水量77万m3,开泵时间需要6小时。在水闸开启3小时后,滞洪区水量可全部排完,水位降至0m。滞洪区水位受安吉路高程控制,最高水位不得超过3m,根据北渠东段渠底高程及南北闸底板高程,起调水位定为0m。

浔美渠在进南堤拦潮闸低洼处设浔美滞洪区(面积4.1公顷),通过南闸排入大海;庄任渠在城东大街中心两侧100m设庄任滞洪区(面积19.9公顷),并进行景观绿化;在庄任渠途径乌屿低洼处设乌屿滞洪区(方案二面积为23.6公顷),通过北闸排入大海,浔美滞洪区与乌屿滞洪区由海滨渠连接,既可增加滞洪区库容又有助于洪水排出较为顺畅。

两个方案皆有优缺点,方案一虽然可靠性好、运行费用低,但征地、拆迁、安置费用高,且执行难度很大,因此,从城东片区发展的长远性综合考虑取方案二。

为了减少拆迁量,排涝站设在乌屿村西南侧的空地处,紧靠乌屿滞洪区,距北闸940m,此处虽地质条件较差,地基处理费用高,但靠近主要滞洪区且无需拆迁。采用8台1400ZDB-85型低压潜水轴流泵,每台水泵抽水流量5m3/s,单机功率450kw,额定电压10KV,此方案投资较少、维护要求较低。排涝站东西长约105m、南北宽47.5m,占地面积4987.5m2

八 结语

综上所述,受城市建设用地的制约,沿海城市无法建设大规模排涝工程,应合理分区、分散、就近排放, 采用明渠截洪、高水高排,引走部分洪水;低水低排,将未能及时排走的洪水滞留在滞洪区内。实行蓄、排结合,以蓄为主,合理确定滞洪区与排涝站的规模。应结合城市总规划,与城建、污水处理、土地开发、环境保护等结合起来,在满足安全滞洪、安全泄洪的前提下,尽可能满足生态景观的要求。要使用先进的防洪排涝技术,降低工程投资和运行费用。同时必须切实做好工程的管理与维护,充分发挥工程的排涝效益,促进城市的可持续性发展。

参考文献

[1]《泉州市城市总体规划》(1995-2020年) 1995年9月

[2]《城市防洪工程设计规范》(CJJ50-92)

[3]《灌溉与排水工程设计规范》(GB50288-99)