东莞市城市排水防涝工程设计探讨

2022-11-30曾佩玲

陕西水利 2022年12期

曾佩玲

（东莞市水务工程建设运营中心,广东东莞 523009）

东莞市位于广东省、珠江三角洲东岸,目前随着城市的不断发展,已经成为一座特大城市。东莞市濒临珠江和南海,经常受到洪水和台风降水影响,导致城市出现内涝,因此,建设好城市排水防涝工程,是城市基础设施建设的重中之重。

1 东莞区域积水特征分析

根据实地调查研究,东莞市积水特征主要有以下几方面。①山区性洪水明显。东莞地区山多,地势起伏大,一旦发生强降雨,就容易在山区形成积水,沿着山区形成山区性洪水,顺山而下,进入地势低洼处后,大量积水,再加之排水不通畅,无法将积水排出。②河道出口强排措施不足。东莞市为珠江东岸,珠江流量大,再加之东莞经常受到台风侵袭,带来大量降水,降水进入到珠江,更增大了珠江的流量,而在河道口缺乏强力排洪措施,难以将洪水排出,形成城市内涝。③部分河槽过水断面不足。位于珠江东岸的部分径流断面小,容易形成排水卡口,使洪水难以顺利下泄,出现大暴雨之后,珠江水位就会持续升高,导致下游低洼地带形成积水。积水无法快速有效排出,从而倒灌至路面。④截洪沟排水设施建设标准低,在东莞市的排洪建设中,没有形成高标准截洪沟及排水暗渠建设,难以满足山体雨水流量要求,而且东莞市的洪水中,多以山区性河流为主,携带大量泥沙,容易堵塞截洪沟,从而影响排水。

2 东莞市系统排涝能力分析

2.1 区域汇水范围

依据地形,可以计算出整个东莞市的积水点的雨水汇水范围为450 hm2,珠江河道出口段,汇水区域的面积总计1200 hm2。

2.2 明确设计参数标准

东莞是特大城市,人口多,一旦受到城市内涝影响,将会带来重大生命安全和财产损失,所以在对道路排雨进行设计时,应当以30 年为标准,路面径流系数0.9,综合系数0.75,在雨水管设计中,采用东莞暴雨强度公式,山体小流域洪峰径流的标准按照30 年一遇标准,洪水量Qp计算,根据洪水流量公式,即：

计算公式：

式中：H24p为设计频率p 的24 h 雨量,mm；n 是暴雨递减指数,本次取0.8。

2.3 现状过流能力分析

2.3.1 现状截洪沟核算

规划降雨量标准,依据汇水范围,结合截洪沟尺寸,通过核算过流能力,结果见表1。通过仔细核算,东莞市一些路段,截洪沟在设计时缺乏足够的尺寸,一旦出现大暴雨,道路路面就会蔓延大量雨水,最后汇集到城市低洼地带。通过分析,山体截洪沟的建设也没有达到标准,无法满足山体雨水流量要求。

表1 现状截洪沟（涵）的过流能力核算结果

2.3.2 核算现状河道断面

规划降雨标准,依据汇水范围,结合河道断面和底坡核算结果,结果见表2。

表2 现状河道的过流能力核算结果

通过核算,在东莞整个城市中,都存在断面过窄或是严重的河道淤积,很难满足30 年一遇的大降水,无法承载大的过流量,雨水汇聚到地势低洼处,导致城市积水严重。

2.3.3 区块排水量复核

工程的范围为整个东莞市,在进行设计时,雨水流量为12.56 m3/s,地势低洼处设计雨流量为1.53 m3/s,横穿城市道路现状排水渠过水断面为3.0 m×0.8 m,过水的有效量为1.3 m2,排水能力为2.1 m3/s。在设计工程区域时,在山体、道路等地汇聚的雨水,远超过承载量和排水量,导致城市内部容易出现大量积水[1]。

3 东莞市城市排水防涝工程设计策略

3.1 利用植被生态,强化蓄水功能

东莞市山体多而高大,但植被丰富,对雨水路径、雨水流量等进行规划,可有效提升植被蓄水能力。设计新明渠和暗渠时采用浆砌块石,可以联通地下水和雨水,从而提升系统抗洪能力。经实地调查,得出植被增加前后的积水情况,可以看出增加植被后比增加植被前积水得到了明显改善（见表3）。

表3 增加植被前后积水情况结果

3.2 采用顶管工艺

运用顶管施工工艺在城市道路中铺设雨水管道,避免挖掘路面造成交通拥堵,减少多环境的影响。通过顶管工艺建造雨水管,将雨水引入排水渠,有效排泄积水,保证城市排水畅通。

3.3 改建扩建截洪沟,增加多重收水

在城市低洼处,山前等地,大力建设排水管沟渠,设计标准应为断面尺寸1 m×0.8 m,总长根据实际情况设定,并增设挡水土坝、沉沙池等,并建设雨水边沟,收集雨水,防止雨水漫灌。依据30 年一遇洪峰流量标准,将山体截洪沟尺寸扩大为2 m×1.8 m,底坡为10%,保证排水通畅。

3.4 采用出口强排,缓解外排压力

在城市道路排水口等地,建设雨水应急泵房,特别是在城市主干道中,应当多建设自耦式水泵系统,有效清理积水,在应急状态下,及时排水。同时,在城市建设中,还要对暗渠进行改造,使水流通过暗渠排人到珠江中,而当珠江水位上涨时,就可以将暗渠闸门关闭,防止珠江水倒灌。另外,还要对雨水泵站进行建设,对积水强排,将其排人到珠江中,在珠江口建设的排水泵站,按照30 年一遇的标准,规模应为15 m3/s,泵站宽为15 m,长为20 m,沿着河道两岸建设,这样性价比最高,占地最少,同时能够有效排水[2]。