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        應(yīng)用深隧解決寶安中心區(qū)防洪排澇及水環(huán)境問(wèn)題研究

        2016-03-29 18:39:28深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司廣東深圳518000
        中國(guó)農(nóng)村水利水電 2016年7期
        關(guān)鍵詞:西鄉(xiāng)寶安咸水

        劉 斌 玲(深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司,廣東 深圳 518000)

        1 現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

        寶安中心區(qū)位于深圳市寶安區(qū)南部,東北至寶安大道,西北至碧海灣公園,西南至沿江高速公路和濱海岸線,東南隔湖濱西路與前海深港合作區(qū)接壤,由濱海片區(qū)與碧海片區(qū)組成。規(guī)劃用地面積15 km2,其中,濱海片區(qū)用地面積7 km2,碧海片區(qū)8 km2。大部分為建成區(qū),已用建設(shè)用地約10 km2,未建設(shè)用地約5 km2(濱海片區(qū)約3 km2,碧海片區(qū)約2 km2)。

        片區(qū)發(fā)展目標(biāo)是:與前海共同組成深圳市城市雙中心之一,區(qū)域的總部經(jīng)濟(jì)、商務(wù)商業(yè)和文化體育中心。

        功能定位:與前海共同組成深圳市城市雙中心之一,寶安中心區(qū)功能定位為CBD+TBD,即中央商務(wù)區(qū)和科技研發(fā)服務(wù)區(qū),與前?,F(xiàn)代服務(wù)業(yè)合作區(qū)區(qū)域聯(lián)動(dòng),形成區(qū)域性現(xiàn)代服務(wù)業(yè)和綜合配套服務(wù)拓展區(qū)。規(guī)劃總?cè)丝谝?guī)模約41萬(wàn)人,其中,濱海片區(qū)規(guī)劃約19.8萬(wàn)人,碧海片區(qū)規(guī)劃約21.3萬(wàn)人。目前居住人口達(dá)23萬(wàn)。

        1.1 防洪現(xiàn)狀及問(wèn)題

        寶安中心區(qū)主要河流有鐵崗水庫(kù)排洪河、西鄉(xiāng)河、西鄉(xiāng)大道分流渠、咸水涌、新圳河等。受鐵崗水庫(kù)下泄洪水影響,寶安中心區(qū)河流西鄉(xiāng)河、鐵崗水庫(kù)排洪河、西鄉(xiāng)大道分流渠共長(zhǎng)約10.2 km河道過(guò)流能力不足。規(guī)劃新建鐵崗水庫(kù)分洪通道將鐵崗水庫(kù)洪水轉(zhuǎn)輸至珠江口,片區(qū)不受鐵崗水庫(kù)下泄洪水影響的情況下,以洪為主的工況,西鄉(xiāng)河、鐵崗水庫(kù)排洪河、西鄉(xiāng)大道分流渠基本滿足50年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。局部瓶頸段,如咸水涌寶安大道~107國(guó)道之間,現(xiàn)狀過(guò)流能力僅約10年一遇。

        1.2 受澇現(xiàn)狀及問(wèn)題

        1.2.1受澇分析

        本片區(qū)已建排澇泵站8座,抽排能力44.39 m3/s;在建泵站4座,抽排能力28.25 m3/s。

        片區(qū)總體地勢(shì)北高南低,沿海相對(duì)低洼,除寶安中心區(qū)新填區(qū)外,基本低于多年平均高潮位。寶安大道與107國(guó)道之間為舊城區(qū),地勢(shì)較低。在鐵崗水庫(kù)分洪通道建設(shè)及已建(在建)泵站服務(wù)范圍之外,片區(qū)仍存在兩處集中受澇區(qū)。

        (1)咸水涌。受澇區(qū)主要分布在寶安大道及107國(guó)道之間的舊城區(qū),地勢(shì)較為低洼,地面高程大多位于3~4 m,局部3 m以下,受澇面積合計(jì)1.66 km2。澇區(qū)匯水范圍還包括107國(guó)道以北的高區(qū),匯水面積為3.1 km2。

        (2)新圳河。流域受澇區(qū)亦主要位于寶安大道及107國(guó)道之間的舊城區(qū),尤其是107國(guó)道創(chuàng)業(yè)立交處地勢(shì)較周邊低,形成“鍋底”狀。由于寶安區(qū)自然地勢(shì)北高南低,暴雨時(shí)107國(guó)道北側(cè)高區(qū)雨水順坡流入107國(guó)道,造成內(nèi)澇。受澇面積0.94 km2,澇區(qū)匯水范圍還包括107國(guó)道以北的高區(qū),匯水面積為1.71 km2。

        1.2.2積水淹沒(méi)分析

        2014年“5.11”暴雨在寶安中心區(qū)引起的災(zāi)情非常嚴(yán)重,107國(guó)道新安、西鄉(xiāng)段交通中斷10多個(gè)小時(shí),“5.11”暴雨研究區(qū)域內(nèi)的寶安站觀測(cè)到該場(chǎng)降水,總降水量為379.4 mm,其中最大1、3、6 h降水量分別為62、148和255.8 mm。24小時(shí)降水約為30年一遇,最大6 h降水超過(guò)50年一遇,最大1 h降水約為5年一遇??芍敬谓邓^為集中,因此造成了較為嚴(yán)重的內(nèi)澇災(zāi)害。

        采用SWMM模型與Mike21二維水動(dòng)力模型進(jìn)行耦合建立內(nèi)澇模型分析片區(qū)積水淹沒(méi)范圍。由于無(wú)實(shí)測(cè)資料,以2014年“5.11”暴雨為模型參數(shù)率定。經(jīng)計(jì)算可看出,當(dāng)發(fā)生50年一遇暴雨時(shí),研究區(qū)積水深度大于15 cm的區(qū)域達(dá)103.7萬(wàn)m2,107國(guó)道、翻身大道和寶安大道均受澇嚴(yán)重,積水均超過(guò)了15 cm。

        由此可見(jiàn),107國(guó)道、翻身大道和寶安大道之間的區(qū)域?yàn)槭軡臣袇^(qū)。

        1.3 水環(huán)境現(xiàn)狀及問(wèn)題

        西鄉(xiāng)河、新圳河已完成沿河截污,但與灣區(qū)目標(biāo)仍存在差距。灣中、灣口水質(zhì),BOD、活性磷酸鹽、無(wú)機(jī)氮等指標(biāo)都劣于海水第四類。外海水質(zhì)除非離子氮和無(wú)機(jī)氮外, DO、BOD5、CODMn、活性磷酸鹽指標(biāo)都優(yōu)于海水第四類。西鄉(xiāng)河、新圳河、雙界河沿河完善污水管,旱季污水不入河。河道旱季一級(jí)A補(bǔ)水及初(小)雨水水質(zhì)不滿足入灣條件。

        2 規(guī)劃方案

        鑒于鐵崗水庫(kù)下泄洪水屬高區(qū)水,水質(zhì)較好;澇區(qū)基本位于地勢(shì)低洼的舊城區(qū),雨污未完全分流,因此,遵循“洪澇分治”的原則,鐵崗水庫(kù)下泄洪水對(duì)寶安中心區(qū)的影響問(wèn)題單獨(dú)解決,在片區(qū)防洪問(wèn)題解決的基礎(chǔ)上再解決受澇問(wèn)題。

        2.1 防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)

        根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》(GB50201-2014)及《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2014年版)》、《城市排水(雨水)防澇綜合規(guī)劃編制大綱》,參照《深圳市排水(雨水)防澇綜合規(guī)劃》、寶安中心的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展及近年洪澇災(zāi)害情況確定治理標(biāo)準(zhǔn)[2]。

        河道防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇;內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇;雨水排水工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)為5年一遇。

        2.2 分洪方案

        遵循“高水高排”的原則對(duì)現(xiàn)有的排水分區(qū)進(jìn)行優(yōu)化,減少高水對(duì)低區(qū)的沖擊。

        (1)咸水涌流域。寶安公園所在的嶺下山以北集雨范圍內(nèi)的山洪從地勢(shì)上應(yīng)順西鄉(xiāng)大道匯入西鄉(xiāng)河。隨著上游山體開(kāi)發(fā)建設(shè)為別墅區(qū),市政建設(shè)時(shí)沿公園路及流塘路埋設(shè)6×2.5~2孔4.4×2.2箱涵,將上游高區(qū)雨水最終匯入咸水涌,因此,從管網(wǎng)匯水范圍分析,此部分高水屬咸水涌流域。該匯水范圍為2.3 km2,50年一遇洪峰流量43 m3/s。擬通過(guò)新建DN2500管道將上游高水直接排入寶安大道以下。

        (2)107國(guó)道以北。采用人行道與暴雨管理相結(jié)合的方式[3],規(guī)劃沿107國(guó)道北側(cè)人行道或輔路下方新建集水箱涵,將107國(guó)道以北高水隔離,統(tǒng)一排入新圳河。

        集水箱涵規(guī)模達(dá)50年一遇標(biāo)準(zhǔn),尺寸4.5 m×(2.2~4) m,隔離高水,箱涵頂較現(xiàn)狀地面高0.5 m左右,并在箱涵高水側(cè)設(shè)置立式雨水口,確保北側(cè)高水通過(guò)立式雨水口截入箱涵??紤]萬(wàn)佳泵站建于濠江社區(qū)公園內(nèi),在用地上有擴(kuò)建的可能,規(guī)劃擴(kuò)建萬(wàn)佳泵站抽排箱涵內(nèi)澇水,擴(kuò)建后萬(wàn)佳泵站規(guī)模40.8 m3/s。新圳河水位較低時(shí)直排入河,水位較高時(shí)通過(guò)泵站抽排。

        經(jīng)集水箱涵截流后,107國(guó)道范圍區(qū)間匯水通過(guò)現(xiàn)有路下4 m×1.5 m箱涵經(jīng)107國(guó)道臨時(shí)泵站抽排入新圳河,解決創(chuàng)業(yè)立交低洼區(qū)排水問(wèn)題。

        2.3 治澇方案

        根據(jù)以上方案對(duì)咸水涌流域及107國(guó)道以北高水高排后,針對(duì)低區(qū)進(jìn)行治澇方案分析。

        在地面設(shè)施擴(kuò)建、新建實(shí)施難度大等條件下,合理利用地下空間是現(xiàn)階段解決排水受澇問(wèn)題的途徑之一。結(jié)合國(guó)內(nèi)外已建、在建深隧,對(duì)本區(qū)域提出設(shè)置深層排水隧道集中解決片區(qū)受澇問(wèn)題的方案[1]。

        由于低洼受澇區(qū)基本位于舊村,現(xiàn)有雨水管網(wǎng)過(guò)流能力低,擬建設(shè)深層排水隧道串聯(lián)低區(qū),將低區(qū)超出管網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)形成地面匯流的澇水通過(guò)豎井或箱涵等地面集水設(shè)施直接接入深隧,再在末端通過(guò)集中泵站抽排入外海。

        根據(jù)主要受澇區(qū)域的分布情況,擬定排水通道的線路為:起點(diǎn)位于翻身路與新安一路交叉口,沿翻身路向西,至勞動(dòng)路,沿勞動(dòng)路至大鏟灣港,穿大鏟灣港至珠江口,收集沿途低洼區(qū)澇水,末端設(shè)置集中泵站抽排,共設(shè)置5座豎井,分別集中收集各澇區(qū)水,其中咸水涌則直接將河道水接入深水隧洞,通過(guò)末端集中泵站抽排咸水涌的洪水,降低河道水位來(lái)解決上游河道周邊低區(qū)受澇問(wèn)題。同時(shí),仍需將咸水涌寶安大道~107國(guó)道段拓寬至20 m。

        鑒于翻身大道段建筑物密集,豎井用地實(shí)施困難,因此,排水通道起點(diǎn)至咸水涌段采用淺層箱涵,長(zhǎng)3.2 km,斷面尺寸4.5 m×(2.2~4.5) m;深層隧道起于咸水涌翻身大道橋處,洞徑暫定6 m,總長(zhǎng)4.0 km,末端集中泵站規(guī)模150 m3/s,設(shè)置5座豎井。

        對(duì)淺層管網(wǎng)進(jìn)行局部改造,使低洼澇水直接入深隧。新建排水箱涵合計(jì)4.0 km。各泵站配套淺層排水系統(tǒng)布置及規(guī)模如下:

        中心區(qū)2號(hào)泵站:沿裕安路新建3.5 m×3 m箱涵,長(zhǎng)0.5 km,起點(diǎn)位于中心區(qū)2號(hào)泵站前池位于107國(guó)道,終點(diǎn)為接入新建翻身大道排水箱涵。

        西鄉(xiāng)河1號(hào)泵站:沿寶安大道新建3.5 m×3 m箱涵,長(zhǎng)0.9 km,起點(diǎn)位于西鄉(xiāng)大道分流渠,終點(diǎn)為新建深隧,沿新湖路新建2.5 m×2 m箱涵,長(zhǎng)1.0 km,起點(diǎn)位于西鄉(xiāng)大道分流渠,接入新建深水隧洞。

        西鄉(xiāng)河2號(hào)泵站:沿興業(yè)路新建3.5 m×3 m箱涵,長(zhǎng)0.6 km,起點(diǎn)位于海城路,接入深水隧洞,沿海城路新建4.5 m×2 m箱涵,長(zhǎng)1 km,起點(diǎn)位于新湖路,接入新建興業(yè)路涵。

        2.4 水污染治理方案

        新圳河、雙界河流域初雨通過(guò)在寶安大道新增截流閘,沿寶安大道設(shè)置DN2100~2500截流管,收集新圳河及雙界河寶安大道以上初雨接入翻身大道擬建集水箱涵。

        西鄉(xiāng)河、咸水涌流域初雨:通過(guò)在西鄉(xiāng)河口新增截流閘,沿海濱大道設(shè)置截流涵,將兩條河涌初雨總口截流至擬建深水隧洞。新建混流水截流箱涵1.4 km,斷面尺寸3.0 m×3.5 m。

        羅田路、裕安路排水涵污水及初雨:通過(guò)臨時(shí)泵站將漏排污水及初雨提升至新建截流管涵,由其轉(zhuǎn)輸至擬建集水隧洞,新建截流管長(zhǎng)0.8 km,斷面尺寸DN1200。

        寶安中心區(qū)多為新城區(qū),雨污分流效果較好,可通過(guò)低影響開(kāi)發(fā)措施從源頭上削減片區(qū)面源污染量,減少入灣面源污染[4]。

        3 結(jié) 論

        在建筑物密集、澇污水交織、規(guī)劃定位較高的寶安中心區(qū)采用深層排水隧洞統(tǒng)籌解決片區(qū)受澇及水污染治理問(wèn)題,雖在末端設(shè)泵,排水流程較分散泵站較長(zhǎng),但深層排水隧洞設(shè)置于低洼區(qū)主干道路下方,低洼區(qū)匯水流程短,見(jiàn)效快,且與初小雨結(jié)合,多功能控制,管理相對(duì)集中,對(duì)片區(qū)澇水及污水就地吸收、就地消化、就地治蓄、就地解決。工程實(shí)施后,可將片區(qū)內(nèi)澇防治標(biāo)準(zhǔn)提高到50年一遇,解決片區(qū)初小雨對(duì)大鏟灣的污染問(wèn)題,能夠有效緩解片區(qū)防洪排澇壓力,改善片區(qū)水環(huán)境及水生態(tài)。

        [1] 林文杰,趙俊鳳,吳慧英. 東濠涌深隧工程對(duì)初雨污染的減排效果初探[J].環(huán)境水利,2014,(5):72-75.

        [2] 楊秀靜,譚聰睿. 北京“7·21”暴雨引發(fā)的城市防洪排澇建設(shè)思考[J].海河水利,2013,(1):41-42.

        [3] 李 婧,王 晨,楊 柳.可持續(xù)排水系統(tǒng)——城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)設(shè)計(jì)的生態(tài)途徑[J].建設(shè)科技,2013,(14):92-95.

        [4] 于 立,單錦炎. 西歐國(guó)家可持續(xù)性城市排水系統(tǒng)的應(yīng)用[J].國(guó)外城市規(guī)劃,2006,(3):55-60.

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