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摘要:本文以紅旗聯(lián)圩澇區(qū)治理項(xiàng)目為例,綜合分析當(dāng)?shù)貪碁?zāi)發(fā)生的原因,并從水文、建筑物設(shè)計(jì)、施工方法與水土保持等方面著手,提出綜合有效的設(shè)計(jì)與建設(shè)方案。同時(shí),以北聯(lián)站、馬山站、張坊枧站、閔家枧站為例,對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)洪水位、設(shè)計(jì)排水流量進(jìn)行明確,并提出水土保持的有效措施。
關(guān)鍵詞:澇區(qū)治理;工程設(shè)計(jì);建設(shè)方案
1工程概況
紅旗聯(lián)圩地處南昌市昌南城東部地區(qū),東側(cè)與鄱陽(yáng)湖相連,西側(cè)以尤口到羅家集高地為界。整體區(qū)域?yàn)闄E圓形沖積湖積平原,地勢(shì)低洼平坦,共有人口70余萬(wàn)人,區(qū)域總面積為457.26km2,包括耕地、旱地、水田,以及易洪澇面積。境內(nèi)主要河流為扁擔(dān)港、焦頭河、南流水,歷史上洪澇災(zāi)害多發(fā)。在1998年,有13.33余萬(wàn)公頃農(nóng)田被淹,作物減產(chǎn)絕收嚴(yán)重,經(jīng)濟(jì)損失巨大,給農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與新農(nóng)村建設(shè)帶來(lái)極大阻礙,不利于農(nóng)民增產(chǎn)增收目標(biāo)達(dá)成。
2澇區(qū)現(xiàn)狀
紅旗聯(lián)圩占地面積較廣,區(qū)域內(nèi)河流數(shù)量眾多,洪澇災(zāi)害多發(fā)。經(jīng)過(guò)多年堅(jiān)持不懈的治理,該市區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到10年一遇,但澇災(zāi)仍然時(shí)有發(fā)生,主要原因:一是當(dāng)?shù)卮笮秃恿鲾?shù)量較多,不但外洪多發(fā),還存在內(nèi)澇問(wèn)題,受外洪頂托,內(nèi)部水量排泄不暢,導(dǎo)致洪澇災(zāi)害程度增加;二是受歷史因素與上下游排水規(guī)則影響,邊界處更易出現(xiàn)澇災(zāi)情況;三是以往項(xiàng)目布局不夠科學(xué),導(dǎo)致排干落淤?lài)?yán)重阻水,形成澇災(zāi);四是排水進(jìn)出口位置受到外洪影響,使原本的出口形狀發(fā)生變化,導(dǎo)致外洪頂托排水難度增加,且局部排區(qū)密封性不足,導(dǎo)致排區(qū)范圍內(nèi)出現(xiàn)一水多淹的情況;五是田間配套設(shè)施不足。受以往干旱災(zāi)害影響,一些居民的排澇、防澇意識(shí)不足,在經(jīng)濟(jì)利益驅(qū)動(dòng)下,該地區(qū)三級(jí)排水溝大多被人為改建為耕地,尤其是斗、農(nóng)溝更為顯著,已經(jīng)基本失去排水功能,當(dāng)遇到大型降雨時(shí)無(wú)法外排,導(dǎo)致內(nèi)澇情況發(fā)生。以往工程標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較低,排干橋沒(méi)有擴(kuò)建,阻水嚴(yán)重。橋涵閘年久失修,老化破損嚴(yán)重,大多數(shù)已經(jīng)受損無(wú)法繼續(xù)使用[1]。
3澇區(qū)綜合治理工程設(shè)計(jì)與建設(shè)方案實(shí)施
3.1水文設(shè)計(jì)
3.1.1設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)
根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求,需對(duì)施工期洪水進(jìn)行分析計(jì)算,為施工建設(shè)提供有力依據(jù)。水利工程施工設(shè)計(jì)規(guī)范中指出,施工期設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為五年一遇。結(jié)合該區(qū)域暴雨洪水特點(diǎn)、電排站施工要求等,應(yīng)在枯水期10月—次年2月之間進(jìn)行施工。扁擔(dān)港水通過(guò)新聯(lián)閘進(jìn)入撫河道,焦頭河水通過(guò)罐子口進(jìn)入鄱陽(yáng)湖。在撫河八字腦站與康山站進(jìn)行建設(shè),對(duì)歷年11月—次年2月最高水位進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并計(jì)算施工期最高水位,利用P-Ⅲ曲線(xiàn)計(jì)算施工期5年一遇洪水位為14.83m,康山站設(shè)計(jì)洪水位為14.02m。經(jīng)內(nèi)插計(jì)算出撫河故道新聯(lián)閘的設(shè)計(jì)水位為14.65m,程家池閘的出口水位設(shè)計(jì)為14.40m。
3.1.2設(shè)計(jì)洪水位
根據(jù)當(dāng)?shù)爻欠篮闈骋黄诠こ萄芯繄?bào)告可知,瑤湖主汛期在5—6月之間,水位通常保持在15.64~16.15m之間,蓄澇水位為16.14m,大泵站水位最高值為14.94m。結(jié)合地形資料,焦頭河、南流水與扁擔(dān)港等位置的岸堤高程范圍為17.6~18.4m。由各電排站蓄澇水位的最高值對(duì)比可知,圩區(qū)的水位最高值應(yīng)根據(jù)影響水位的各項(xiàng)因素綜合考慮而定,對(duì)馬山、張坊枧與北聯(lián)等電排站的設(shè)計(jì)洪水位進(jìn)行分析,設(shè)計(jì)水位為17.30m,其標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇[2]。
3.1.3設(shè)計(jì)排水流量
因當(dāng)?shù)貨](méi)有降水觀測(cè)資料,結(jié)合區(qū)域地理位置與雨量站分布,以西側(cè)南昌站為例進(jìn)行設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算。該站資料精度滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn),代表性較強(qiáng),可采用定時(shí)年最大值選樣的方式計(jì)算暴雨量,針對(duì)該站年最大一日和最大三日暴雨資料進(jìn)行頻率計(jì)算,如圖1~圖2所示。圖1南昌站最大一日降水量在設(shè)計(jì)排澇水量方面,該區(qū)域與南昌城區(qū)相鄰,與焦頭河相對(duì),特別是張坊枧電排站排水區(qū)域,與昌萬(wàn)公路相鄰。根據(jù)治澇所處位置,采用南昌站對(duì)暴雨值進(jìn)行設(shè)計(jì)。結(jié)合范圍內(nèi)農(nóng)田情況,綜合徑流系數(shù)為0.95;不同治澇范圍與水域狀況相結(jié)合,蓄水深度為1.0m,起調(diào)水位范圍為13.8~15.0m,蓄澇水位范圍為14.8~16.0m。除此之外,還要對(duì)水田范圍的調(diào)蓄量綜合分析,將其深度設(shè)定為0.05m。結(jié)合不同電排站實(shí)際情況,對(duì)10年一遇的最大三日暴雨形成的凈排澇水量進(jìn)行計(jì)算,具體如下表1所示。在北聯(lián)站中,排澇水量的計(jì)算結(jié)果為:排水面積為3.97km2,排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇,設(shè)計(jì)暴雨為259.8mm,排澇流量為3.53m3/s,排澇模數(shù)為0.89m3/s/km2。在張坊枧站中,排澇水量的計(jì)算結(jié)果為:排水面積為3.09km2,排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇,設(shè)計(jì)暴雨為161.9mm,排澇流量為3.66m3/s,排澇模數(shù)為1.18m3/s/km2。在馬山站中,排澇水量的計(jì)算結(jié)果為:排水面積為2.47km2,排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇,設(shè)計(jì)暴雨為259.8mm,排澇流量為3.53m3/s,排澇模數(shù)為0.89m3/s/km2。在閔家枧站中,排澇水量的計(jì)算結(jié)果為:排水面積為2.58km2,排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇,設(shè)計(jì)暴雨為259.8mm,排澇流量為1.97m3/s,排澇模數(shù)為0.77m3/s/km2。
3.2建筑物
(1)北聯(lián)站。該站的地址不變,設(shè)計(jì)流量為3.52m3/s,總規(guī)模為225kW。按堤后式建設(shè)站,采用閘合布設(shè)方式,具有代表性的建筑物為泵房、控制閘、消力池等。泵站進(jìn)出水均為正向,自流與電排位于相同涵箱。泵房長(zhǎng)寬尺寸為11.60m×7.00m,控制室設(shè)置在泵房左側(cè),長(zhǎng)寬尺寸為7.00m×6.08m;泵房右側(cè)為檢修間,長(zhǎng)寬尺寸為7.00m×6.20m。將變壓器設(shè)置在箱式變電站之中,位于控制室周?chē)?/p>
(2)馬山站。該站的地址也固定不變,總裝機(jī)規(guī)模為110kW,按堤后式建站,采用合一布設(shè)式,具有代表性的建筑為消力池、壓力水箱、泵房等,泵站進(jìn)出水均為正向,自流與電排采用相同涵箱。泵房長(zhǎng)寬尺寸為8.00m×8.00m,控制室設(shè)置在泵房左側(cè),長(zhǎng)寬尺寸為8.00m×6.08m;泵房右側(cè)為檢修間,長(zhǎng)寬尺寸為7.00m×6.20m。將變壓器設(shè)置在箱式變電站之中,安裝在控制室附近。
(3)張坊枧站。該站的地址也固定不變,總裝機(jī)規(guī)模為225kW,按堤后式建站,采用合一布設(shè)式,具有代表性的建筑為泵房、控制閘、前池、檢修閘等,泵站進(jìn)出水均為正向,自流與電排采用相同涵箱。泵房長(zhǎng)寬尺寸為11.6m×7.0m,控制室設(shè)置在泵房左側(cè),長(zhǎng)寬尺寸為8.00m×6.08m;泵房右側(cè)為檢修間,長(zhǎng)寬尺寸為8.00m×6.20m。將變壓器設(shè)置在箱式變電站之中,與控制室相鄰。
(4)閔家枧站。該站的地址也固定不變,總裝機(jī)規(guī)模為110kW,按堤后式建站,采用合一布設(shè)式,具有代表性的建筑為泵房、出水涵箱、消力池、海漫等,泵站進(jìn)出水均為正向,自流與電排采用相同涵箱。泵房長(zhǎng)寬尺寸為8.00m×8.00m,控制室設(shè)置在泵房左側(cè),長(zhǎng)寬尺寸為8.00m×6.08m;泵房右側(cè)為檢修間,長(zhǎng)寬尺寸為7.00m×6.20m。將變壓器設(shè)置在箱式變電站之中,與控制室距離相近[3-4]。
3.3水土保持
該市區(qū)水土流失情況嚴(yán)重,范圍在16km2左右,占土地總面積的0.87%,為重點(diǎn)預(yù)防、監(jiān)督區(qū)。該項(xiàng)目水土流失主要對(duì)施工環(huán)節(jié)造成影響,結(jié)合該項(xiàng)目施工特點(diǎn),在建設(shè)中因泵房、前池與引水渠等基礎(chǔ)影響,在圍堰、閘等處拆除時(shí)產(chǎn)生許多棄渣,為提高水土保持效率,節(jié)省更多成本投入,可利用棄渣土與圍堰土進(jìn)行場(chǎng)區(qū)回填。該項(xiàng)目水土保持工程設(shè)計(jì)指標(biāo)如表2所示。在水土保持設(shè)計(jì)實(shí)施中,應(yīng)注重水土流失監(jiān)測(cè),尤其是在施工期與林草恢復(fù)期,前者應(yīng)對(duì)臨時(shí)堆土場(chǎng)、開(kāi)挖破壞面等流失情況進(jìn)行分析,后者則對(duì)場(chǎng)地回填位置的植被恢復(fù)情況進(jìn)行分析。在場(chǎng)地回填區(qū)中,工程開(kāi)挖未利用的圍堰均投入到場(chǎng)區(qū)回填中,在填平后由人工清理表層石塊,對(duì)場(chǎng)地深翻20cm后,人工用靶、石磙子等方式覆土,厚度在2~3cm之間,綠化面積達(dá)到1.36hm2。在這一方案中,種草施工流程為:場(chǎng)地平整、種籽、播種覆蓋、苗期管理。在草籽出苗后應(yīng)做好管理,及時(shí)清理弱苗、雜苗與病苗等,在播種后澆水,后續(xù)每個(gè)星期最低澆水一次,直至全部成活發(fā)芽。
4結(jié)論
當(dāng)前因農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)不當(dāng),很多區(qū)域仍受到澇災(zāi)影響,急需采取綜合治理方案進(jìn)行改善。在方案制定中,應(yīng)結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況,對(duì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與洪水位等關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行明確,并創(chuàng)建高效合理的電排站、泵房等,提高排水系統(tǒng)性能,使當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境面貌煥然一新。
作者:余倩 單位:江西省南昌縣紅旗大泵電力排灌管理站