東莞市城市排水防澇工程設計探討

曾佩玲

（東莞市水務工程建設運營中心,廣東 東莞 523009）

東莞市位于廣東省、珠江三角洲東岸,目前隨著城市的不斷發展,已經成為一座特大城市。東莞市瀕臨珠江和南海,經常受到洪水和臺風降水影響,導致城市出現內澇,因此,建設好城市排水防澇工程,是城市基礎設施建設的重中之重。

1 東莞區域積水特征分析

根據實地調查研究,東莞市積水特征主要有以下幾方面。①山區性洪水明顯。東莞地區山多,地勢起伏大,一旦發生強降雨,就容易在山區形成積水,沿著山區形成山區性洪水,順山而下,進入地勢低洼處后,大量積水,再加之排水不通暢,無法將積水排出。②河道出口強排措施不足。東莞市為珠江東岸,珠江流量大,再加之東莞經常受到臺風侵襲,帶來大量降水,降水進入到珠江,更增大了珠江的流量,而在河道口缺乏強力排洪措施,難以將洪水排出,形成城市內澇。③部分河槽過水斷面不足。位于珠江東岸的部分徑流斷面小,容易形成排水卡口,使洪水難以順利下泄,出現大暴雨之后,珠江水位就會持續升高,導致下游低洼地帶形成積水。積水無法快速有效排出,從而倒灌至路面。④截洪溝排水設施建設標準低,在東莞市的排洪建設中,沒有形成高標準截洪溝及排水暗渠建設,難以滿足山體雨水流量要求,而且東莞市的洪水中,多以山區性河流為主,攜帶大量泥沙,容易堵塞截洪溝,從而影響排水。

2 東莞市系統排澇能力分析

2.1 區域匯水范圍

依據地形,可以計算出整個東莞市的積水點的雨水匯水范圍為450 hm2,珠江河道出口段,匯水區域的面積總計1200 hm2。

2.2 明確設計參數標準

東莞是特大城市,人口多,一旦受到城市內澇影響,將會帶來重大生命安全和財產損失,所以在對道路排雨進行設計時,應當以30 年為標準,路面徑流系數0.9,綜合系數0.75,在雨水管設計中,采用東莞暴雨強度公式,山體小流域洪峰徑流的標準按照30 年一遇標準,洪水量Qp計算,根據洪水流量公式,即：

計算公式：

式中：H24p為設計頻率p 的24 h 雨量,mm；n 是暴雨遞減指數,本次取0.8。

2.3 現狀過流能力分析

2.3.1 現狀截洪溝核算

規劃降雨量標準,依據匯水范圍,結合截洪溝尺寸,通過核算過流能力,結果見表1。通過仔細核算,東莞市一些路段,截洪溝在設計時缺乏足夠的尺寸,一旦出現大暴雨,道路路面就會蔓延大量雨水,最后匯集到城市低洼地帶。通過分析,山體截洪溝的建設也沒有達到標準,無法滿足山體雨水流量要求。

表1 現狀截洪溝（涵）的過流能力核算結果

2.3.2 核算現狀河道斷面

規劃降雨標準,依據匯水范圍,結合河道斷面和底坡核算結果,結果見表2。

表2 現狀河道的過流能力核算結果

通過核算,在東莞整個城市中,都存在斷面過窄或是嚴重的河道淤積,很難滿足30 年一遇的大降水,無法承載大的過流量,雨水匯聚到地勢低洼處,導致城市積水嚴重。

2.3.3 區塊排水量復核

工程的范圍為整個東莞市,在進行設計時,雨水流量為12.56 m3/s,地勢低洼處設計雨流量為1.53 m3/s,橫穿城市道路現狀排水渠過水斷面為3.0 m×0.8 m,過水的有效量為1.3 m2,排水能力為2.1 m3/s。在設計工程區域時,在山體、道路等地匯聚的雨水,遠超過承載量和排水量,導致城市內部容易出現大量積水[1]。

3 東莞市城市排水防澇工程設計策略

3.1 利用植被生態,強化蓄水功能

東莞市山體多而高大,但植被豐富,對雨水路徑、雨水流量等進行規劃,可有效提升植被蓄水能力。設計新明渠和暗渠時采用漿砌塊石,可以聯通地下水和雨水,從而提升系統抗洪能力。經實地調查,得出植被增加前后的積水情況,可以看出增加植被后比增加植被前積水得到了明顯改善（見表3）。

表3 增加植被前后積水情況結果

3.2 采用頂管工藝

運用頂管施工工藝在城市道路中鋪設雨水管道,避免挖掘路面造成交通擁堵,減少多環境的影響。通過頂管工藝建造雨水管,將雨水引入排水渠,有效排泄積水,保證城市排水暢通。

3.3 改建擴建截洪溝,增加多重收水

在城市低洼處,山前等地,大力建設排水管溝渠,設計標準應為斷面尺寸1 m×0.8 m,總長根據實際情況設定,并增設擋水土壩、沉沙池等,并建設雨水邊溝,收集雨水,防止雨水漫灌。依據30 年一遇洪峰流量標準,將山體截洪溝尺寸擴大為2 m×1.8 m,底坡為10%,保證排水通暢。

3.4 采用出口強排,緩解外排壓力

在城市道路排水口等地,建設雨水應急泵房,特別是在城市主干道中,應當多建設自耦式水泵系統,有效清理積水,在應急狀態下,及時排水。同時,在城市建設中,還要對暗渠進行改造,使水流通過暗渠排人到珠江中,而當珠江水位上漲時,就可以將暗渠閘門關閉,防止珠江水倒灌。另外,還要對雨水泵站進行建設,對積水強排,將其排人到珠江中,在珠江口建設的排水泵站,按照30 年一遇的標準,規模應為15 m3/s,泵站寬為15 m,長為20 m,沿著河道兩岸建設,這樣性價比最高,占地最少,同時能夠有效排水[2]。

3.5 通過自動化控制,實現信息化管理

對防洪排水工程進行建設時,要大力運用信息技術,連接應急指揮系統和水位數據監控系統,通過遠程電腦控制,人員不在的情況下,也能及時應對緊急狀況,在第一時間,開啟水泵和閘門。同時,建設雨水自動清淤系統,利用雨水將泥沙帶走,這樣就能高效清淤,緩解后續管理壓力。采用自動化排水,提升排水反應效率。

4 結語

城市防洪排澇系統是一個城市基礎建設的關鍵,必須要給予足夠的重視,然后在此次基礎上,積極開展防洪排澇系統的建設。因此,以廣東省東莞市為例,分析東莞市的特點以及防洪排澇系統建設的現狀,并針對性地提出建議,以期能夠對東莞市防洪排澇系統建設有所幫助。