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Lumion渲染技术在河道治理项目中的应用分析

2022-02-06郑亚平

经济技术协作信息 2022年27期
关键词:广阳调蓄干渠

◎郑亚平

一、前言

在科技飞速发展和先进的计算机技术得到广泛应用的形势下lumion可以运用自身的内容库,真实细致的展示模型的材质以及河道周围的环境,本文对lumion软件在河道景观设计中的应用,有以下感触。

二、为河道工程项目中标增添竞争力

随着河道工程设计在市场竞争越来越激烈,对设计投标文件的要求也越来越高,运用lumion软件对设计方案的展示,用细节、光影等方法,把最好的效果图及视频展示出来,可以在评审过程中增加分数。

2019年我所在部门接受了廊坊市广阳水库调蓄工程的三维视频动画展示,

廊坊市是一个资源型缺水城市,全市多年平均水资源量8.04亿m3,人均占有量仅为170m3,属严重缺水地区,是河北省唯一没有地表水供水水源的设区市,近30年只能依靠超采地下水来维持居民生活和经济发展,导致地下水严重超采,水资源短缺已经成为廊坊市国民经济快速和可持续发展的最大制约因素。在此项目中我们运用Lumion软件出的设计方案展示,将5100亩的水库工程项目展示得淋漓尽致,市政府和相关政府都特别赞同支持此项目,使项目能够尽早开工解决目前没面临的问题。2014年廊涿干渠应急供水工程建成通水至今,一定程度上解决了廊坊市城镇水资源短缺问题,对保障工农业生产用水发挥了重要的作用。根据廊坊市城市总体规划,为提高供水保证率和供水安全,建设广阳水库调蓄工程是十分必要的。

1.工程建设是廊坊市城市可持续发展的需要

廊坊地处京津冀城市群核心地带,随着京津冀协同发展深入实施,北京城市副中心、北京新机场及临空经济区和河北雄安新区的规划建设,廊坊全域都处于重大国家战略支撑带动之下。根据《廊坊市城市总体规划》,廊坊市定位为“京津冀城市群的重要节点,京津冀科技研发及成果转化基地、战略新兴产业和现代服务业聚集区,河北省新型城镇化与城乡统筹示范区和创新驱动经济强市”。城市的可持续发展对供水的安全保证提出了更高的要求。

2.工程建设是廊坊市优化水资源配置格局的需要

根据《河北省实行最严格水资源管理制度实施方案》,南水北调工程通水以后,受水区各市县自备井全部关停,逐步削减地下水超采量,南水北调来水将成为廊坊市区的主要供水水源,廊坊市区城市供水将由以地下水供水为主转化为以南水北调地表水供水为主。

地表水供水从供水过程的均匀性、工程运行的稳定性、保障程度等方面都远低于地下水供水,因此修建地表调蓄水库是非常必要的。

3.工程建设是调节供水不均匀性的需要

河北省南水北调多年平均分水指标为30.4亿m3。根据对实际水文长系列的分析,调水量在年际间存在差异,在年内的过程也不均匀,尤其在枯水年,有1至4个月存在来水很少或无水情况,这样的来水过程给城市直供利用带来了很大困难,为提高城市供水保证率,修建调蓄工程是必要的。

4.工程建设是南水北调供水工程检修和事故备用的需要

廊涿干渠分水口门以上总干渠输水线路长1100多公里,沿线交叉建筑物众多,运行管理复杂,总干渠正常检修或发生事故对廊坊市的供水安全将造成很大的影响。另外,廊涿干渠长80km,虽为双管布置,但在管道正常检修时,干渠供水流量将为原设计的70%,不能满足用水要求;另外工程布置为同槽埋设,一旦爆管等事故发生,廊坊市区供水难以保证。因此,建设廊涿干渠调蓄工程是非常必要的。

5.工程建设是输水系统安全稳定运行保障的需要

廊涿干渠属于长距离引调水工程,输水管道在一定时间内维持稳定的流量,而用户的用水过程是波动的。为调节来、供水量的差额,在干渠输水管道的适当位置设置一定容积的调蓄工程,可使输水管道系统整体运行平稳,减少因管道末端调流阀频繁操作而造成管道爆管等安全事故。

建设广阳水库调蓄工程既能调节南水北调来水过程,提高廊坊市城市供水保证率,也为配套工程的平稳运行提供安全保障。工程的建设将对提高城市供水可靠性和安全性,对廊坊市社会、经济的可持续发展起到至关重要的作用。在2008年河北省人民政府批复的《河北省南水北调配套工程规划》中,广阳水库是我省南水北调配套工程供水网络体系框架中“十库”之一,水库工程的建设符合我省南水北调配套工程规划总体布局。廊坊地处京津冀城市群核心地带,随着京津冀协同发展深入实施,北京城市副中心、北京新机场及临空经济区和河北雄安新区的规划建设,廊坊全域都处于重大国家战略支撑带动之下。根据《廊坊市城市总体规划》,廊坊市定位为“京津冀城市群的重要节点,京津冀科技研发及成果转化基地、战略新兴产业和现代服务业聚集区,河北省新型城镇化与城乡统筹示范区和创新驱动经济强市”。城市的可持续发展对供水的安全保证提出了更高的要求。

综上所述,建设广阳水库调蓄工程既能调节南水北调来水过程,提高廊坊市城市供水保证率,也为配套工程的平稳运行提供安全保障。工程的建设将对提高城市供水可靠性和安全性,对廊坊市社会、经济的可持续发展起到至关重要的作用。在2008年河北省人民政府批复的《河北省南水北调配套工程规划》中,广阳水库是我省南水北调配套工程供水网络体系框架中“十库”之一,水库工程的建设符合我省南水北调配套工程规划总体布局。

广阳水库是廊坊市南水北调配套工程的平原调蓄工程,2003年5月廊坊市水利勘察规划设计院编制了廊坊市南水北调调蓄工程(广阳水库)选址报告,经专家论证,库址选在广阳区采留线以东、大伍龙村以南、龙河以西、旧天堂河以北区域。

2007年8月,我院编制完成《廊坊市应急供水工程广阳水库可行性研究报告》(以下简称“原可研报告”),水库设计总库容3500万m3。2007年11月至2011年6月,河北省南水北调工程建设委员会、省工程咨询研究院及省发展和改革委员会对“原可研报告”进行了审查、评估和批复。

目前,“原可研报告”批复至今已历时近七年之久,廊涿干渠已全线通水运行。随着廊坊市在京津冀协同发展这一国家重大战略带动下国民经济的快速发展,城市供水保证率和供水安全问题愈加突出;作为廊涿干渠的调蓄工程—广阳水库的建设条件也发生了较大的变化,为此,2018年11月重新启动了广阳水库可行性研究工作。

广阳水库作为廊坊市区南水北调中线配套工程调蓄工程,工程的任务是在南水北调总干渠或廊涿干渠工程检修或事故期间为廊坊市区提供储备用水,同时调节南水北调来水过程,提高供水保证率,并为配套工程的平稳运行提供安全保障。

本次可研基准年取2018年,设计水平年为2035年。

根据需水量预测,规划水平年廊坊市城乡生产生活需水量1.4亿m3,南水北调中线一期供水量基本可满足需水要求。

工程规模主要考虑两个方面,一是工程检修或事故备用所需用水,二是满足枯水年枯水时段所需用水。

中线总干渠或廊涿干渠发生事故或工程检修时需中断供水,考虑正常检修或事故抢修备用时间为2个月。这期间,利用调蓄水库为城市供水,同时可利用原有的地下水供水系统补充供水。根据地下水补充供水程度的不同,需要的调蓄库容为1480~2030万m3。

遇南水北调枯水季长时间来水不足或无水时,按现状地下水源井供水能力10万m3/d参与应急供水,与广阳水库蓄水联合保障城市供水,南水北调中线90%~98%保证率来水过程所需要的调蓄库容在2510~3110万m3之间。

分析事故备用、检修需要的工程规模和满足城市供水保证率所需规模,并综合考虑廊坊市城市规划、土地利用规划、工程建设条件等多方面因素,本阶段确定调蓄工程总库容为2800万m3。

广阳水库作为廊坊市城市供水的调蓄工程,本着安全、经济,减少工程对环境的不利影响,充分发挥调蓄水库的功能,结合《廊坊市城市总体规划》,将库址选在廊坊市广阳区龙河与旧天堂河汇合口上游三角区域,距廊坊市区约10km。库区位于采留线以东、大伍龙村以南、龙河以西、天堂河以北区域。该区域地面高程约16.0~17.8m,东侧紧临龙河,可以作为水库的退水出路,适宜围坝修库,同时该库址临近在建的地表水厂,也是《廊坊市城市总体规划》中为水库建设预留的位置。

围坝轴线布置根据库址区地形、地质条件、工程规模及廊涿干渠等边界条件、土地指标和工程管理运用、村庄和地表水厂等地面附着物的情况综合考虑。围坝轴线距龙河100m,旧天堂河120m,大伍龙村100~150m,李纪营村300m,小伍龙村80~140m,李家场村120~130m。

水库永久占地面积5100亩,蓄水面积2.73km2,由围坝、入库涵洞、出库涵洞、供水泵站、泄水涵洞等建筑物组成。

围坝为均质土坝,总长6766m,采用库区开挖的壤土和砂壤土填筑,地面以上平均坝高8.0m,库区平均挖深4.5m,库底高程12.0m。围坝坝顶宽10m,上游边坡坡比为1:3.0,上游采用干砌预制混凝土块护坡,下游边坡坡比为1:2.5,采用混凝土框格草皮护坡。结合地基防液化处理和减少弃土,围坝在上、下游分别设置宽15m和10m压坡平台。

入库涵洞位于廊涿干渠末端,是水库的进水建筑物,与廊涿干渠末端两条输水管道相接。入库涵洞共2孔,单孔孔口尺寸2.0×2.0m。

出库涵洞是水库向地表水厂分水的建筑物。为利于水库水体交换,并结合城市配套供水线路,将出库涵洞布置在水库东围坝,共1孔,闸孔孔口尺寸2.0×2.0m。涵洞出口接泵站压力箱。

供水泵站布置在出口涵洞下游,供水至廊坊市区水厂。泵站总体布置考虑泵组抽水和自流输水相结合。泵房采用半地下混凝土结构,布置7台卧式离心泵,总平面尺寸为58.6×17.2m(长×宽)。

为满足水库事故紧急退水和正常安全检修的要求,设置1座泄水涵洞。考虑到退水条件和工程管理的便利,泄水涵洞布置在水库东北角、龙河右岸,库水退入龙河。泄水涵洞共1孔,底高程与该处龙河现状河底高程齐平,孔口尺寸3.0×3.0m(宽×高)。

另外,为便于巡视检查和工程管理,围坝截渗沟外侧布置1条环形巡视路、1条进厂路和5条上坝坡道;结合地表水厂和廊涿干渠管理处布置,将本工程管理处布置在紧邻廊涿干渠管理处北侧。

三、精准与施工对接,避免施工人员对设计的错误理解

Lumion软件模型库资源多,,里面有小品建筑,植物,海洋、水池等水体,山地山丘峡谷地形,各种材质,以及真实的天气系统,针对不同的项目设计,设计师可以灵活运用Lumion里的素材库,让设计图与施工现场比较符合,让施工人员更能理解施工图内容,避免造成不必要的错误。

在王村闸河道景观施工图项目设计中,现状分洪闸除防洪标准不满足规划要求外,自身还存在闸室上游铺盖影响分洪能力、底板上下游伸缩缝止水拉裂破坏、交通桥斜截面强度不满足要求,以及部分混凝土冻融剥蚀、启闭机室老化和管理设施不完善等问题,影响工程安全运行,存在安全隐患,我们用Lumion软件做了多张效果图及视频渲染,以便施工人员方便进行施工防止出现不必要的错误。

四、用3D动画展示为项目设计开拓新思路

鉴于Lumion软件强大的图像处理功能以及丰富的内容库,在河道景观项目上它有着更加广阔的前景,通过动画效果可以展示景观植物四季的变化,以及内外部空间各个不同的视觉关系,达到一种较完整地立体空间效果,Lumion软件的优势在于实现实时观察场景效果,设置真实的场景地理位置,根据项目地理位置真实的光照,把河道景观方案制成动画与摄像的帧画面叠加,可以方便考察方案建成后对环境的影响,为设计方案投标建立多种层次、细节丰富的虚拟模型。能够真实显现工程竣工后的情景,

在承德一个大城环城水系项目中,设计师根据水系的连通状况,开拓新思路,利用大城县现有的南赵扶排干(白马河)、安庆屯干渠、西排水渠等河道,开挖新的大童子路渠道,打造环城水系的“五环”景观空间,形成由五条带型区域共同构筑的完整空间体系,

“第一环”——亲水设施的联络线,空间体现为水岸线与护坡之间的亲水空间。

“第二环”——滨水步道,空间体现为滨水慢行系统及其两侧的休闲座椅、小广场、健身设施等进行公共活动的滨水开放空间。

“第三环”——草坪与灌木的分界线,空间体现为可进行休憩的近景空间。

“第四环”——灌木与乔木的分界线,空间体现为具有底层空间隔离的防护带。

“第五环”——15米边缘线,空间体现为本次景观设计的范围界限,可与周边居住区、道路等无缝衔接。

在窄进深(15米)的景观空间进行设计,需将上述“五环”空间逐一分割设计并进行有机串联。

并根据现状将五环设置三个节点,整体设计以水为主线索的轴线进行诠释,轴线二侧是缓坡绿地,采用简洁,明快的风格,以自然元素:石头,木材,水和植被为背景,在其上叠加木平台、廊架、景亭、雕塑小品等。

节点一离县城较近,周边有居住区,为人们提供一个休闲健身的滨河绿带,左岸塑胶跑道、健身器械等,强调了人的参与性,真正体系水岸生活的时尚感,右岸为车行道路。

节点二位于S272省道下游,沿河景观绿化以植物造景为主,营造一种遐意的休闲空间,面对水面,用植被将喧嚣隔离在外。

节点三位于田地间,人流量较少,以乡野自然为主,设置少量休憩空间。

通过河道的现状特点,设计师将环城水系打造成安全、舒适、优美、便捷的水环境,提升县城的整体形象,贯彻社会、经济可持续发展的战略思想,体现和反映社会经济发展对水系水环境的新要求。

五、总结

随着河道景观行业的发展,效率与质量并重的景观动画设计软件才能在行业中站稳脚跟,因此,拥有强大功能,为景观量身打造,简单易学的lumion,必将在今后的景观动画效果市场站主角地位,Lumion给设计师带来了无穷的想象力与制作空间,更好的服务于生活环境,更广泛地应用于河道景观设计中。越来越成为当代的主流。

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