山区建筑项目防洪排涝方案探讨

　　摘    要：　文中选取鞍山市一典型山区建筑项目，从山区的产汇流特点出发，划分园区的汇流区并确定洪水流量，对园区的防洪排涝总体布局方案进行分析比较，提出相对合理和可借鉴的应对方案。

　　关键词：　山区建筑; 防洪排涝; 产汇流;

　　1 、概述

　　这次论述的项目区位于辽宁省鞍山市，项目规划用地面积为7.85万m[2]。根据项目规划总体安排，拟将规划用地上现有低洼区域回填，并依托原地形，形成南北高，中间低，西北向东南倾斜的园区地势。园区规划内部地面高程自山体侧至外围道路侧比降为2.46%～4.99%。园区出入口紧邻市政道路，市政道路下设市政排水干管排水至太子河一级支流南沙河。

　　2、 产汇流分析及洪水流量确定

　　2.1、 暴雨洪水特性

　　项目区地处鞍山市太子河一级支流南沙河流域中上游，该地区形成暴雨的天气系统主要有华北气旋、江淮气旋、台风、低压冷锋及高空槽等。项目区地势较高，区域集水面积较小，洪水汇流历时较短，一般在5～10 min之内，即项目区的洪水主要受短历时暴雨影响。由于项目地点并没有雨量站，此次采用与项目距离较近的立山水文站降雨资料进行分析。项目收集了立山站1981年至2015年共35年年最大10 min降水量资料。经计算，项目地点多年平均最大10 min点暴雨量为15.9 mm，多年平均最大1 h点暴雨量为33 mm。

　　2.2 、汇流区划分

　　根据园区外围地形分析，将园区外围坡面划分为5个汇水分区，计为1～5号汇流区。在各汇流区的适当位置确定了汇流集水点，收集汇流区内洪水通过设置排水通道进入市政排水系统。

　　项目位于辽宁省水文分区Ⅰ2区，园区外围各汇流区的河沟集水面积、沟长及河沟比降均在地形图上量算，汇流区面积0.005～0.091 km[2]。

　　由于项目区域设计洪水计算主要受10 min暴雨影响，故采用实测系列法对设计10 min暴雨进行复核。选取立山站1981—2015年，共35年连续年最大10 min降雨系列，计算设计10 min暴雨，10 min暴雨频率计算采用矩法，线型采用P-Ⅲ型曲线。由于实测系列具有35年实测资料，系列年限较等值线图法长，计算精度更高，故此次设计10 min暴雨采用实测系列法计算成果。
 

 

　　2.3、 设计洪峰流量

　　设计洪峰流量按如下公式计算：

　　式中：QP为设计洪峰流量；ψP为设计洪峰径流系数；F为集水面积；iP为相当于汇流时间τ的设计面暴雨强度；PτP面为一定频率下τ历时的设计面暴雨；P24P面为一定频率下24 h历时的设计面暴雨；n1p、n2p为短历时暴雨衰减指数；τ为汇流时间；L为河流长度；J为河道平均坡度；x、y为地区汇流参数。

　　园区外围各汇流区，10年一遇设计洪峰为0.28～2.31 m[3]/s,24 h洪量为0.04～0.76万m[3]。

　　3、 防洪排涝方案

　　3.1 、防洪标准

　　园区防洪标准根据《城市防洪工程设计规范》中2.1.1、2.1.2条规定选取。园区防洪工程等别按Ⅳ等考虑，选取防山洪的工程设计标准为10年一遇。

　　3.2、 总体布局

　　3.2.1 、拟定原则

　　1）安全性为主的原则。考虑到园区人口密集、不动产经济价值较高，各方案均应将确保园区防洪排涝安全放在首位。保证当发生设计标准降雨情况下，雨水不会漫溢至园区地面；当发生超标准降雨情况下，漫溢至园区地面的水流不会对园区安全造成较大影响。

　　2）尽量降低对园区规划布局影响的原则。在园区已有的现状排洪方案的基础上局部优化方案，针对不同汇流区特性，综合分析拟定各汇流区排洪方案，尽量不做大的改动。

　　3）尽量节省工程投资和后期维护费用的原则。排洪方案应充分考虑各种不利条件，各种方案的不利条件在实施中能否克服；同时各排洪方案在建成后是否易于维护，保证排洪功能不失效。

　　3.2.2、 排洪方案优缺点分析

　　1）外围截洪沟导流。优点是对园区无影响。缺点包括投资非常大；对园区外围局部景观有破坏；存在征占地问题；可维护性较差。受汇流区地形影响，截洪沟线路较长，且断面不宜过大，整体比降不宜过大，降雨将导致截洪沟上游坡面泥沙、树枝等进入截洪沟，会阻塞截洪沟，后期维护工作量较大；工程安全性较差。园区外围山体较陡，表层杂填土较厚，稳定性差，局部边坡达到1∶1.5，在陡边坡位置设置截洪沟会进一步增加山体边坡风险，一旦遭遇强降雨，极易造成局部土体失稳，造成截洪沟的破坏，造成工程功能失效，影响园区安全。

　　2）园区地面分散导流。优点是对园区日常基本无影响；实施方便，基本无投资。缺点是园区道路设计需兼顾雨水走向；大量雨水从园区通过，会有部分漂浮物及泥沙滞留园区，增加后期清洁工作量；安全余度较低，流量较大时对道路行人安全有影响。

　　3）园区地下管涵导流。优点是对园区无影响。缺点包括投资较大；与园区内其他设施可能有交叉，对其他工程布置有影响；对外围市政雨水管涵有承接要求。

　　4）直接外排。优点是对园区无影响；实施方便。缺点是对地形条件要求较高。

　　3.2.3、 方案比选

　　结合各分区实际地形特点，综合考虑汇流量、园区定位、管理、排水、景观等综合需求，对各分区排洪方案进行比选分析。

　　1)1号、2号汇流区。这2个汇流区相邻且汇水面积均较小，两分区间分水岭高度较小且均靠近园区南侧，排洪方案确定可将两分区打通。考虑该分区距离园区外道路较近，且现状地面高程普遍高于外围市政管网高程，推荐采取直接外排方案，将雨洪直接导入市政雨水管网。

　　2)3号、4号、5号汇流区。这3个汇流区洪水在坡面下游汇集后，由于下游园区地面设计高程较高，且其距离园区外道路较远，其间间隔分水岭高程较高，在无大量工程措施的基础上，不具备直接外排条件，因此该分区均不考虑直接外排方案。

　　这三个汇流区规划标准排水流量共计可达3.0 m[3]/s以上，采取园区地面分散导流，不但水深和流速均超出园区人居安全能够承受的范围，且雨水流经园区后对园区环境影响较大，增加了原有园区规划排水压力，影响园区规划排水布局，因此该分区不考虑园区地面分散导流方案。

　　推荐将该分区洪水通过地下管涵引入园区地下管涵，最终集中排泄至外部市政雨水管网。

　　3.3 、工程布局

　　3.3.1 、1号、2号汇流区

　　在1号汇流区东侧设置排水管涵与道路北侧的市政雨水管涵连接，O-P管涵长度约30 m。对1号、2号汇流区下游与园区临近位置形成的洼地进行局部回填，以避免局部水深较大，影响园区挡墙稳定以及周边安全。1号、2号汇流区排洪方案初步估算需回填土方约1 200 m[3]，回填面积约1 000 m[2],O-P段管径600 mm、管涵30 m。

　　3.3.2、 3号、4号、5号汇流区

　　沿园区外围3号～4号集水点段布设截洪沟92 m,3号汇流区山洪经截洪沟明排至4号集水点，3号汇流区洪水从A点自南向北经管道在4号汇流区附近B点与4号汇流区洪水汇合后，由管道自西向东在E点承接5号汇流区洪水后，向东南方向出园区与市政管网在F点相接；5号汇流区洪水自C点进入管道，经D点于E点汇入主管道。将规划排洪管涵线路分为5段，A-B,B-E,C-D,D-E,E-F，各管道长度分别为100,155,90,72,50 m。3号、4号、5号汇流区排洪方案根据线路走向及管径，需建设集水井3座，C-D,D-E段管径400 mm、管涵162 m,A-B段管径600 mm、管涵100 m,B-E,E-F段管径1 000 mm、管涵205 m，管涵合计长度约467 m。

　　4、 结论

　　为确保山区建筑排洪安全，首先要根据园区规模确定防洪标准，合理划分汇流分区，明确排洪流量，并根据区域排水安排确定洪水出路。这里很重要的一个问题是洪水出路问题，对于人工排水通道必须确保其排水能力能够满足项目需求，这是所有建设方案的前提。

　　具体方案中要优先采用对园区影响小的排洪方式，必须经过园区的洪水优先利用地下管涵。确保影响园区的洪水均有合适的出路和有效的措施，同时还要适度考虑超标准洪水，在截洪沟开挖和管道选择时留有余地。

　　参考文献

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