武漢長江文旅城排水(雨水)防澇綜合規劃研究

吳 浩，王景蕓，熊 怡，史文霞，馮家錦

(1.湖北工業大學，湖北 武漢 430068；2.湖北工業大學海綿城市工程研究院，湖北 武漢 430068； 3.武漢中能華源設計咨詢有限公司，湖北 武漢 430068)

1 項目概況

項目占地面積7.67 km2，位于黃陂灄水河東岸，與黃陂前川隔河相望。西臨灄水河，東臨甘露山，南起318國道，北至武合高速鐵路，具體位置見圖1。項目規劃建設區域現狀多為農用地、林地、藕塘和村灣，現排澇設施規模按農排標準建設，為20年一遇一日降雨三日排完。由于項目建成后將成為長江新區的重要功能區和新城市中心，該項目區域排澇標準應提高為50年一遇，現有的排澇標準并不能滿足項目建成后該區域的排澇需求。

圖1 項目位置

2 研究范圍

考慮到排水防澇設施的規模與其服務的匯水區密切相關，因此本次規劃研究范圍根據項目匯水區域確定，將研究范圍擴大至項目用地紅線以東的甘露山分水嶺、318國道以南的分水嶺，總面積為14.1 km2，規劃范圍與研究范圍關系見圖2。

圖2 研究范圍與規劃范圍

3 主要問題及原因分析

3.1 用地性質發生改變，現狀農排標準不滿足項目城排標準需求

規劃區域現狀為農用地，排澇標準為農排標準，即20年一遇一日暴雨三日排完。開發建設文旅城后，用地性質改變，排澇標準提高為城排標準。現狀的青鳳泵站規模不能適應文旅城遠期排澇的需求。

3.2 項目建設時序對現狀排水系統影響較大

位于地塊西南角的首開區(1.1 km2)處于匯水區排水的最下游，現狀的排水主渠道在終端被打斷。因此，項目的建設時序會對現狀水系造成影響，故首開區建設時，要考慮首開區以外的區域排水出路問題，避免出現因首開區建設打斷現狀排水系統可能帶來的內澇災害。

3.3 現狀泵站和排水閘進水渠高程與規劃水系渠底高程的矛盾

青鳳泵站剛建成不久，為了盡可能利用現狀泵站和排水閘，以合理控制工程投資，現狀泵站和排水閘保留使用。為保留項目建設區域內術雨水順利排入現狀排水閘和泵站，在確定規劃水系渠底高程時需要統籌考慮現狀渠底高程和劃場地豎向的需求。根據測量資料，青鳳泵站進水港與首開區交界處渠底高程為21.2 m，與場地最高點高差較大，制約著規劃水系的渠底高程，高差過大時需采用跌水等措施處理。

3.4 用地紅線范圍外區域雨水傳輸量大

根據匯水范圍的劃分，用地紅線范圍外6.43 km2雨水沿自然地勢排放項目建設區。該區域面積廣，匯水量大，若直接排入建設區規劃水系，則對其整體排水水系影響較大。

4 基于現狀排水防澇能力與內澇風險評估的設計理念

4.1 現狀排水系統能力評估

(1)項目規劃范圍區域尚未開發，沒有成規模地敷設雨水管網，雨水依靠自然地形，順勢而下，沿天然溝渠匯至低處青鳳渠，最終排至灄水河，研究范圍內排水溝渠較為豐富、呈枝狀連接，排水效率較高。

(2)泵站排水能力。項目區現狀排水主要通過青風泵站抽排至灄水河，設計流量11.2 m3/s,設計揚程6.3 m，設計排澇標準為20年一遇一日暴雨三日排完。

4.2 內澇風險評估

由于該區域尚未開發，沒有成規模敷設的排水管網及歷時內澇資料，也缺乏完整地理信息資料。同時，規劃區現狀坑塘水面較多，村灣的地勢相對均較高，周邊圍繞自然的水塘，有天然的調蓄能力，屬于內澇低風險區。因此本次規劃研究僅根據現狀對其內澇風險進行評估。

該區域主要排水渠為青鳳渠，現狀青鳳渠底寬3.5 m,邊坡比為1∶2.5，末端渠底高程為20.18 m，渠頂高程為24.20 m;青鳳泵站現狀排水規模為11.2 m3/s。開發建成文旅城后，用地性質變為城市建設用地，內澇防治標準提高為50年一遇，本次規劃研究采用Infoworks ICM城市綜合流域排水模型軟件模擬現狀泵站抽排能力下的水位情況，根據模型模擬結果得知，在現狀泵站規模(11.2 m3/s)下，50年一遇長歷時降雨時，澇水位達25.7 m,水深4.7 m,淹沒時間長達36 h,遠不能滿足文旅城開發建設的排澇要求。

5 基于排水(雨水)系統規劃的設計方法

5.1 規劃匯水分區劃分

本次規劃匯水分區劃分的研究思路:以規劃道路為邊界，結合地面高程，按照雨水就近排入規劃管網或渠道的原則進行匯水分區的劃分。將項目建設區內劃分為8個匯水分區，非項目建設區根據其地勢特點劃分為2個匯水分區，共10個匯水分區，各分區編號見圖3。

5.2 建設區水系平面布局及出路

考慮水動力學，景觀學等因素，經綜合分析本次規劃水系渠道由“兩縱四橫”主渠、部分支渠及10處景觀節點水體組成。其中“兩縱”平行于灄水河、垂直318國道方向，即東側主渠、西側主渠；“四橫”垂直于灄水河、平行于318國道方向，由北向南分別為東西向渠1、東西向渠2、東西向渠3、東西向渠4，景觀節點水體自南向北分別由節點水體1-10組成。規劃水系整體布局見圖4。

圖3 匯水分區示意

圖4 規劃水系平面布局

5.3 非建設區與雨水排放出路

以水量平衡為原則，對于非建設區的雨水排放，特別是匯水分區九，屬于甘露山來水，承雨面積大，雨峰期匯流量也相對較大，如果處理不當，會對文旅城帶來安全隱患。本次規劃研究采用沿現狀主排水通道排放，在甘露山一側沿文旅城用地范圍線，設置截洪溝，在排入文旅城水系入口前設置雨水調蓄池，將雨水收集并經過調蓄后進入文旅城規劃水系，最終排水口為青鳳泵站和青鳳閘，并在調蓄池與文旅城排水渠之前設置節制閘控制排水流量。

圖5 規劃調蓄池及截洪溝平面示意

6 結論

本次研究擬在建設區東側規劃4道截洪溝，規劃截洪溝與現狀截洪溝相連；紅線外設有雨水調蓄，調蓄容積為9萬m3，泵站規模為65 m3/s(圖5)。將建設區外雨水排至規劃調蓄池，進行調蓄錯峰排水。由Infoworks ICM模型模擬得知(圖6～9)：20年一遇一日降雨249 mm時，渠道末端水深為3.96 m,對應水位為24.14 m，不高于防洪控制水位24.2 m,可以保證遭遇該強度降雨時，村莊不受澇災。50年一遇一日降雨303 mm時，渠道末端水深為4.73 m，對應水位為24.91 m，不高于最低建設地面高程25.20 m，滿足重現期50年的排澇標準。

圖6 20年一遇降雨主渠道縱斷面

圖7 50年一遇降雨主渠道縱斷面

圖8 20年一遇降雨主渠道水深變化曲線

圖9 50年一遇降雨主渠道水深變化曲線