【導讀】同集片區(qū)洪塘頭村排澇工程可行性研究報告

　　

【正文】 問題，確保在環(huán)東海域建設過程中，如若遭遇設計排澇標準洪水時，中部流域內不會產生內澇災害，確保區(qū)內人民生命財產安全，保障環(huán)東海域建設順利進行。 同集片區(qū)洪塘頭村排澇工程可行性研究報告 27 工程任務 依據(jù)本排澇工程建設主要目的， 本 排澇工程主要工程任務為： 計算中部流域設計排澇標準下的洪水組成，根據(jù)流域現(xiàn)有實際排澇現(xiàn)狀，充分利用區(qū)內現(xiàn)有池塘、河溝等低洼地段的承納調蓄作用，以及現(xiàn)有排水涵管、渠道的排泄能力，并在合適的位置合理增設適宜的調蓄池、排水涵管、截洪溝等排澇建筑物，以實現(xiàn)在遭遇十年一遇的洪水與多年平均年最高潮水位的情況下 ， 在設計洪潮組合最 不利工況下，流域片區(qū)內不會產生內澇災害， 保障人民生命財產安全，確保環(huán)東海域建設順利進行。 設計依據(jù) （ 1）《防洪標準》（ GB5021— 94） （ 2）《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL252— 2020） （ 3）《水利水電工程設計洪水計算規(guī)范》（ SL44— 93） （ 4）《水利工程水利計算規(guī)范》（ SL104— 95） （ 6）《 水利水電工程 可行性研究報告 編制 規(guī)程 》 （ DL502093） （ 7）《水利建設項目經濟評價規(guī)范》（ SL44— 94） 工程建設標準 根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522020）中 “水利水電工程分等指標”及“灌溉和治澇工程永久性水工建筑物洪水標準”規(guī)定，本排澇工程防洪治澇面積 ，約 萬畝＜ 3 萬畝，工程等別屬?。?2）型，主要建筑物和次要建筑物級別均為 5 級，則排澇標準應為 10 年一遇不漫溢。 根據(jù) 《關于環(huán)東海域洪塘片區(qū)和同集片 區(qū)度汛工程施工圖審查 會議紀要》 文件精神：臨時性排澇工程排澇 標準 可 采用 10 年一遇洪水與多同集片區(qū)洪塘頭村排澇工程可行性研究報告 28 年平均年最高潮位組合及 2 年一遇洪水與 10 年一遇潮位 組合兩種組合工況 進行 澇水計算，取二者計算中 最不利工況的結果作為 本次排澇工程設計依據(jù)。經計算比較， 洪潮組合為 10 年一遇 洪水與多年平均 年最 高潮位組合 工況為最不利工況，因此本次設計采用 10 年一遇 洪水與多年平均 年最 高潮位 組合的洪潮組合工況進行排澇計算 。 建 設規(guī) 模 根據(jù) 上述排澇方案設計，結合工程現(xiàn)場實際情況及工程相關設計圖紙統(tǒng)計計算，本排澇工程主要工程量見下表： 主要工程量表 序號 項目名稱 單位 數(shù)量 備注 1 土石方明挖 m3 40935 2 砌石 m3 3 Φ 2020 砼管涵 m 555 4 C25 鋼筋砼 m3 494 5 鋼筋 t 76 同集片區(qū)洪塘頭村排澇工程可行性研究報告 29 5 工程總布置及主要建筑物 排澇工程的設計 本工程所在地環(huán)東海域同集片區(qū)，目前同集片區(qū)洪塘頭村的洪來主要來自區(qū)外跟區(qū)內兩部份。其中區(qū)外洪水來自同集路以西的來自天馬山那側的洪水，該部份洪水通過同集路西側的截水溝攔截排放到同集路埋設的穿路涵洞再排到項目區(qū)。目前同集路設 T4 涵洞 2m （寬高）、 T5 涵洞 4m 4m、 T6 涵洞 。由于洪塘頭村兩側地形較高，因此區(qū)外的洪水沒有其他途徑進行分流，因項目區(qū)帶來了比較大的排洪壓力。區(qū)外洪水排放到項目區(qū)，通過項目區(qū)內現(xiàn)有的排水溝以及濱海大道埋設的橫 穿涵管排放到外海。區(qū)內的洪水主要通過現(xiàn)有的排水溝排放到村內的池塘及排水渠，再通過濱海大道埋設的橫穿涵管排放到外海。 目前項目區(qū)內原來用于承納調蓄洪水的池塘、河溝等低洼地段很大一部分已被吹填至 高程，而區(qū)內村莊高程范圍約為 — （低于 6m），因此流域區(qū)內現(xiàn)有可用于承納洪水的庫容大大減少，另外流域內原有的排洪河道、通往外海的排水涵管及渠道也已部分因環(huán)東海域建設而遭受堵塞破壞，流域區(qū)內行洪排洪能力大大降低，流域內澇隱患日益凸顯。且據(jù)當?shù)夭糠值貏葺^低的村莊村民反應，當遭遇連續(xù)暴雨時，村莊經常處于內 澇警戒狀態(tài)，威脅村民生命及財產安全。 設計標準 根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標準》（ SL2522020）中 “水利水電工程分等指標”及“灌溉和治澇工程永久性水工建筑物洪水標準”規(guī)定，本排澇工程防洪治澇面積 ，約 萬畝＜ 3 萬畝，工程同集片區(qū)洪塘頭村排澇工程可行性研究報告 30 等別屬?。?2）型，主要建筑物和次要建筑物級別均為 5 級，則排澇標準應為 10 年一遇不漫溢。 根據(jù) 《關于環(huán)東海域洪塘片區(qū)和同集片 區(qū)度汛工程施工圖審查 會議紀要》 文件精神：臨時性排澇工程排澇 標準 可 采用 10 年一遇洪水與多年平均年最高潮位組合及 2 年一遇洪水與 10 年 一遇潮位 組合兩種組合工況 進行 澇水計算，取二者計算中 最不利工況的結果作為 本次排澇工程設計依據(jù)。經計算比較， 洪潮組合為 10 年一遇 洪水與多年平均 年最 高潮位組合 工況為最不利工況，因此本次設計采用 10 年一遇 洪水與多年平均 年最 高潮位 組合的洪潮組合工況進行排澇計算 。 設計方案 本次排澇工程設計排澇范圍 為 同集片區(qū)中部流域（即洪塘頭社區(qū)），流域范圍 涉及孤單厝、下洋村、蔡店村、下尾村、劉山村 等 5 個 自然村，約 29019 人，排澇工程防護面積約 。 本次排澇工程建設方案主要根據(jù)現(xiàn)場調查分析結果、環(huán)東海域相關規(guī) 劃設計報告，以及 1： 1000 電子版地形圖進行初步 擬定，并經相關的理論計算后，從滿足工程排澇 安全 要求 角度及工程經濟性、可行性等角度出發(fā)， 綜合分析考慮，最終確定排澇 工程 方案。 考慮到同集片區(qū)整體地形為中間低、兩邊高， 區(qū)內房屋密集， 且本次排澇工程又位于片區(qū)中部， 通過設置縱向排水溝貫穿整個 同集 片區(qū)將中部流域 洪水統(tǒng)一排向片區(qū)北邊的官潯溪，實現(xiàn)整個片區(qū)的排洪排澇安全將涉及到大量的房屋拆遷及排水溝土方開挖工作，現(xiàn)實操作難度 及 施工難度非常之大，不經濟也不可行。因此本次排澇方案設計從工程實際情況出發(fā)， 初步擬定以下兩個 排澇 方案 ，并進行方案分析比選，從而確定最終的排澇方案。 初步 排澇方案如下： （ 1）方案一：高水高排方案 同集片區(qū)洪塘頭村排澇工程可行性研究報告 31 高水高排方案設計思路：從降低 流域 片區(qū)內排澇壓力角度出發(fā)，設計將片區(qū)內、外的洪水排放分開處理，即對于 中部流域區(qū)外匯水面積（即該片區(qū)對應同集路以西部分 137ha 匯水面積）采取高水高排方案，即單獨設置 專屬排水箱涵，將區(qū)外雨水通過箱涵排向外海 ，實現(xiàn)該區(qū)間 排澇安全 ；對于 中部流域區(qū)內 的匯水，設計利用片區(qū)內現(xiàn)有的排水涵洞，并結合現(xiàn)有的池塘進行調蓄，實現(xiàn)該區(qū)間排澇 安全 。 方案一 中流域區(qū)內、區(qū)外的排澇標準均采用 10 年一遇不漫溢的排澇 標準。 （ 2）方案二：增設排水涵管及調蓄區(qū)方案 增設排水涵管及調蓄區(qū)方案 設計思路：設計將 中部流域 片區(qū)內、外的洪水排放結合在一起處理，通過利用片區(qū)現(xiàn)有縱橫交錯的水溝將規(guī)劃片區(qū)內、外的雨水由高往低統(tǒng)一匯集至低洼處，盡可能的利用現(xiàn)有可征用的空地進行設置調蓄區(qū)，調蓄區(qū)在臨近房子及公路的地方增設擋土墻，在縱六路的西側設置截水溝，截水溝與調蓄區(qū)結合，可有效的將四周的洪水匯集至調蓄區(qū)內，最后結合片區(qū)內現(xiàn)有排水涵洞并采用頂管施工埋設排水管道穿過濱海大道將洪水排向外海 ，實現(xiàn)片區(qū) 排水排澇 安全 。另外考慮片區(qū)內分布有多個魚塘，設計 可通過對現(xiàn)有魚塘進行適當?shù)臄U容改造，合理利用魚塘的承納調蓄作用，減少調蓄池庫容，降低臨時性強排工作量，減小頂管管道數(shù)量及斷面大小，降低工程造價。 方案二 的排澇標準也為 10 年一遇不漫溢。 （ 2）方案三：抽水泵站進行輔助強排 設置抽水泵站進行強排 ：設計將 中部流域 片區(qū)內、外的洪水排放結合在一起處理，通過利用片區(qū)現(xiàn)有縱橫交錯的水溝將規(guī)劃片區(qū)內、外的雨水由高往低統(tǒng)一匯集至低洼處， 在低洼處設置必要的調蓄區(qū) ， 并修建排澇站 ，通過排澇站將水排至外海。 方案 三 的排澇標準也為 10 年一遇不漫溢。 同集片區(qū)洪塘頭村排澇工程可行性研究報告 32 設計方案的 復核 方案 一復核 中部流域 區(qū)外排水方案 （ 1）方案設計 經了解， 中部流域區(qū)外 匯水面積為 137ha，目前該部分匯水主要通過該區(qū)域對應同集路上現(xiàn)有的 T4— T6 共 3 個排水涵洞將水排向中部流域區(qū)內的現(xiàn)有縱、橫排水溝內，然后通過自流排向外海。 3 個排水涵洞尺寸分別為： T4 涵洞 2m （寬高）、 T5 涵洞 4m 4m、 T6 涵洞 。 根據(jù)排澇設計總體思路，設計在 3 個排水涵洞出口設置 3 個專屬排水箱涵連接，箱涵沿著流域區(qū)內規(guī)劃橫向道路布置至濱海旅游路臨海側，將水直接排向外海，實現(xiàn)中部流域區(qū)外高水高排。 排 水箱 涵 按 10 年一遇不漫溢的排澇標準確定其過水斷面及箱涵結構尺寸。 （ 2）涵洞過流能力復核及箱涵斷面尺寸擬定 a、洪峰流量計算 經調查計算，中部流域對應 同集路上 的 3 個排水涵洞分別承擔的上游匯水面積如下表： 涵洞序號 T4 T5 T6 承擔上游匯水面積（ ha） 22 115 （注：經現(xiàn)場查看，目前 T T6 排水涵洞進口之間已設有排水溝連接，因此 T T6 排水涵洞共同承擔上游 115ha 匯水面積的洪水排泄） 洪峰流量 計算見本報告 節(jié) “設計洪水”。 經計算，該片區(qū) 10 年一遇 洪峰流量 Qp＝ （ m3/s）， 則各 涵洞對應 洪峰流量按其匯水面積同集片區(qū)洪塘頭村排澇工程可行性研究報告 33 進行分配如下： 設計洪峰流量表（ 10 年一遇， P=10%） 涵洞序號 T4 T5 T6 承擔上游匯水面積（ ha） 22 115 10 年一遇洪峰流量 Qp（ m3/s） b、涵洞過流能力計算 涵洞流量計算公式： 3 / 202Q m B g H??? 20 2VHH g??? 其中： Q— 涵洞流量（ m3/s）； ? — 淹沒系數(shù)，取 ； ? — 側收縮系數(shù)，取 ； m — 流量系數(shù)，取 ； B— 涵洞寬度（ m）； g— 重力加速度，為 ； H0— 包括行近流速水頭在內的進口水深（ m）； H— 涵洞進口水深（ m）； ? — 動能修正系數(shù)，取 ； V— 涵洞進口上游行近流速（ m3/s）。 經計算， 3 個排水涵洞過流能力 Q 如下表： 同集片區(qū)洪塘頭村排澇工程可行性研究報告 34 涵洞過流能力計算成果表 涵洞序號 T4 T5 T6 涵洞流量 Q（ m3/s） c、涵洞過流能力復核 根據(jù)洪峰流量計算及涵洞過流能力計算成果可得出如下涵洞過流能力分析表： 涵洞過流能力復核分析表 涵洞序號 T4 T5 T6 10 年一遇洪峰流量 Qp（ m3/s） 涵洞過流流量 Q（ m3/s） += 是否滿足排洪 排澇 過流要求 滿足 滿足 從上述計算結果可知， T T5 和 T6 公路排水涵洞均滿足 10 年一遇不 漫溢排澇標準的 排洪 排澇 過流要求。 d、箱涵斷面尺寸擬定 根據(jù)上述涵洞過流能力復核結果可知，現(xiàn)狀排水涵洞斷面尺寸均能滿足相應區(qū)外匯水面積的 澇 水排放要求， 因此本次設計區(qū)外專屬排水箱涵斷面尺寸取與相應公路排水涵洞的斷面尺寸相同，即 3 個排水箱涵的斷面尺寸分別為： T4 排水箱涵 2m （寬高）、 T5 排水箱涵 4m 4m、 T6 排水箱涵 。 （ 3）排水箱涵結構設計 本著安全、經濟的原則，設計對過水斷面較大的排水箱涵 T5（過水斷面尺寸 4*4m）采用 C20 鋼筋砼箱涵形結構，對過水斷面較小的其余三個排水箱涵 T T6 設計采用 漿砌塊石底板及墻身，箱涵蓋同集片區(qū)洪塘頭村排澇工程可行性研究報告 35 板采用 C20 現(xiàn)澆鋼筋砼結構。 區(qū)內排水方案 （ 1）方案設計 經了解，該區(qū)域匯水面積為 ，目前該部分匯水主要通過分布在該區(qū)域內現(xiàn)有的 5 處（ 6 條）管涵或箱涵將雨水排向外?！，F(xiàn)有排水涵洞編號、規(guī)格尺寸及進 、出 口高程如下： 編號 規(guī)格尺寸（ m） 進口高程（ m） 出口高程（ m） D2 1— Ф D3 1— Ф D4 1— D5 1— D6 2— Ф 考慮到當遭遇 10 年一遇洪水及多年平均年最高潮位組合 時 ，該區(qū)內現(xiàn)有排水涵洞的排水能力將受到較大的削弱，洪水無法及時排出，部分洪水滯留在流域區(qū)內，產生內澇災害。根據(jù)排澇設計總體思路， 按10 年一遇不漫溢排澇標準， 且從工程建設階段、目的及工程造價角度出發(fā)，設計中部流域區(qū)內排澇方案 為 ：合理利用片區(qū)內現(xiàn)有的排水涵洞，實現(xiàn)部分洪水的排放，同時充分發(fā)揮現(xiàn)有池塘的調蓄功能，實現(xiàn)滯留洪水的調蓄與排放，從而消除內澇災害，實現(xiàn) 片區(qū)內 排澇安全。 （ 2）區(qū)內洪水計算 區(qū)內 10 年一遇洪水洪 峰流量及洪水過程線見本報告第 節(jié)“設計洪水”中的中部流域洪水計算成果。 （ 3） 潮水位過程線計算