蕭寶駒

(東莞市水務(wù)工程質(zhì)量安全監(jiān)督站，廣東 東莞 523000)

0 引言

城鎮(zhèn)內(nèi)澇災(zāi)害是影響城市發(fā)展、居民生活和工作秩序的自然災(zāi)害[1-2]。城鎮(zhèn)內(nèi)澇將造成極為嚴(yán)重的后果，輕則經(jīng)濟損失，重則人員傷亡。因此，采取合理的內(nèi)澇治理措施，緩解內(nèi)澇災(zāi)害是十分必要的。我國有較多的城鎮(zhèn)存在內(nèi)澇災(zāi)害，尤其是在南方城市[3]。由于部分城市發(fā)展時間早、地勢低洼，早期修建的市政管道多數(shù)設(shè)計流量較低，且在長期使用中維修不當(dāng)、破損、淤積等影響下，已無法滿足現(xiàn)狀城市排澇需求，造成城鎮(zhèn)極易出現(xiàn)內(nèi)澇災(zāi)害。為了治理內(nèi)澇災(zāi)害，有較多的城市采取了相關(guān)的治理措施，通過新建管道、疏通堵點等措施，取得了良好的治理效果。水動力模型是城市內(nèi)澇治理工程中常用的研究方法，通過建立水文模型，分析內(nèi)澇影響范圍和治理效果，對排澇方案進(jìn)行初步分析。東莞長安鎮(zhèn)近年來內(nèi)澇頻發(fā)，對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展造成了不利影響，為了緩解內(nèi)澇災(zāi)害，亟需采取治理措施。

1 現(xiàn)狀排水系統(tǒng)

長安鎮(zhèn)政府易澇點位于德政中路與長青北路交界處，市政道路建設(shè)在該出形成局部低洼點，易澇點地面中心高程約高程5.33～5.43 mm，北側(cè)高程點約5.33～14.21 m，東側(cè)高程點約5.33～7.17 m,西側(cè)高程點約5.43～6.15 m，當(dāng)上游雨水無法及時通過雨水系統(tǒng)排出時，大量雨水順著地勢形成徑流匯集至該易澇點，導(dǎo)致該處淹水嚴(yán)重。

長青北路兩側(cè)雨水匯集流入現(xiàn)狀5 m×1.5 m箱涵，自北向南順流而下，一部分往西經(jīng)德政中路現(xiàn)狀3 m×2.0 m雨水箱涵，在箱涵交匯處，高程由2.64 m抬升至3.77 m，水流在壓力作用下進(jìn)入錦繡路排渠，最終流入受納水體三八河。一部分往南經(jīng)現(xiàn)狀1.4 m×1.0 m雨水箱涵進(jìn)入長青渠，在箱涵交匯處，高程由2.64 m抬升至3.91 m。連峰北路東側(cè)雨水沿現(xiàn)狀1 m×1 m雨水箱涵自北向南順流而下，往西流經(jīng)德政中路1 m×1 m雨水箱涵，在長青北路交叉口，往南經(jīng)DN1500雨水管進(jìn)入長青渠，最終流入受納水體茅洲河。

長青渠現(xiàn)狀與環(huán)山渠連通，目前長安鎮(zhèn)正在該處增設(shè)閘門，擬關(guān)閉與環(huán)山渠連接通道；長青渠流向為自北向南，最終通過長安排澇站排至茅洲河，出口通暢。錦繡排渠與環(huán)山渠連通，并且作為蓮花山水庫的泄洪通道之一，自北向南匯入三八河，最終通過三八河排澇站排至茅洲河，出口通暢。

2 現(xiàn)狀內(nèi)澇風(fēng)險模擬

2.1 現(xiàn)狀內(nèi)澇模擬

長安鎮(zhèn)政府易澇點五年一遇降水工況下內(nèi)澇計算成果見下圖1。水動力模擬結(jié)果顯示平均最大積水深度為0.37 m，積水面積為0.13 km2。

內(nèi)澇風(fēng)險等級如圖2所示。低風(fēng)險、中風(fēng)險、高風(fēng)險區(qū)域面積分別為0.080 4 km2、0.037 6 km2、0.001 42 km2。

圖1 長安鎮(zhèn)政府現(xiàn)狀最大積水深度圖

依照內(nèi)澇風(fēng)險等級劃分標(biāo)準(zhǔn)對5 a一遇設(shè)計降雨的城市內(nèi)澇進(jìn)行現(xiàn)狀

圖2 長安鎮(zhèn)政府現(xiàn)狀5年一遇設(shè)計降雨工況下內(nèi)澇風(fēng)險

2.2 現(xiàn)狀內(nèi)澇結(jié)果分析

長安鎮(zhèn)政府易澇點位于現(xiàn)狀德政路與長青路交叉口。通過現(xiàn)狀模擬分析可知，易澇點在5年一遇設(shè)計降雨情況下，路口交接處存在大范圍積水的風(fēng)險，且積水較深消散難度大。造成該處內(nèi)澇災(zāi)害嚴(yán)重的主要原因如下。

2.2.1 管道排水能力不足

由圖3可知，長青路上三根主干管，尺寸分別為1×1.2 m、5×1.5 m和1×1.2 m，接入德政中路上3×2 m的箱涵的，大管接小管，且存在逆坡管道，下游排水能力不足，無法及時排水，管內(nèi)水頭線超過了地面，導(dǎo)致雨水溢流至地面。

圖3 德政中路管線示意圖

2.2.2 地形影響

長安鎮(zhèn)政府易澇點地勢低洼。強降雨時間，德政中路上，由于下游排水能力不足而無法及時排出的雨水從地勢低點溢流。由于長安鎮(zhèn)易澇點區(qū)域路網(wǎng)發(fā)達(dá)，硬化程度高不利于降水入滲，在一定程度上也導(dǎo)致了積水消散難度增大(圖4)。

圖4 長安鎮(zhèn)政府地形高程與易澇點對比圖

3 治理方案內(nèi)澇情況分析

擬廢除德政中路現(xiàn)狀1 400×1 000箱涵、DN1500雨水管，原位新建5 500×2 000雨水箱涵，將長青北路5 000×1 500箱涵與下游8 000×2 500箱涵連接，長度約40 m。

根據(jù)方案，在現(xiàn)狀管網(wǎng)模型的基礎(chǔ)上搭建方案模型，圖5為新增的4×2 m箱涵位置示意圖。降雨與外河水位邊界條件與現(xiàn)狀內(nèi)澇模型保持一致，地表漫流模型不變。

圖5 方案模型新增管線示意圖

圖6 長安鎮(zhèn)政府方案最大積水深度圖

根據(jù)設(shè)計方案獲取水動力計算成果見圖6。從圖中可知通過新建管線，可以提高區(qū)域管網(wǎng)排水能力，避免了雨水大量溢流，降低了內(nèi)澇災(zāi)害程度。在設(shè)計方案中，長安鎮(zhèn)政府易澇點積水深度約為0.19 m，積水面積為0.104 8 km2，治理效果較為顯著。根據(jù)內(nèi)澇風(fēng)險評價，治理后低風(fēng)險、中風(fēng)險、高風(fēng)險區(qū)域面積分別為0.072 7 km2、0.02 24 km2、0.001 2 km2。

表1 5年一遇降雨條件下各工況易澇點內(nèi)澇情況

表2 5年一遇降雨條件下各工況易澇點內(nèi)澇風(fēng)險評估結(jié)果 km2

現(xiàn)狀長安鎮(zhèn)鎮(zhèn)府易澇點管網(wǎng)排水能力不足是造成內(nèi)澇的主要原因。利用水力計算模型模擬驗證設(shè)計方案，從易澇點處開始新建5 500×2 000雨水箱涵，將長青北路5 000×1 500箱涵與下游8 000×2 500箱涵連接，能夠提升長安鎮(zhèn)政府易澇點區(qū)域管網(wǎng)排水能力，有效緩解易澇點積水情況。

工程實施內(nèi)容通過新建5.5 m×2 m雨水箱涵，將箱涵與長青渠連通，匯水區(qū)域雨水就近排放至長青渠，改善現(xiàn)狀排水標(biāo)準(zhǔn)低、箱涵高程起伏、排水能力不足的情況，大大減少易澇點處再次發(fā)生內(nèi)澇的風(fēng)險(圖7)。

圖7 長安鎮(zhèn)政府現(xiàn)狀及工程實施后內(nèi)澇風(fēng)險情況對比圖

長青渠在使用過程中也出現(xiàn)了一定程度的破損，新建管網(wǎng)向長青渠排水增大了長青渠的排水壓力，因此需要改造加固現(xiàn)狀長青渠，提高長青渠結(jié)構(gòu)安全性，滿足遠(yuǎn)期使用標(biāo)準(zhǔn)。通過本工程建設(shè)，有效減輕德政中路現(xiàn)狀箱涵排水壓力，易澇點處雨水順暢就近排入長青渠，易澇點區(qū)域內(nèi)澇問題基本解決。

4 結(jié)語

長安鎮(zhèn)政府屬于易澇點，內(nèi)澇災(zāi)害較為嚴(yán)重，不利于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。采用水文水動力模型對區(qū)域現(xiàn)狀內(nèi)澇風(fēng)險情況進(jìn)行模擬分析，5 a一遇設(shè)計降雨工況下平均最大積水深度為0.30 m，積水面積為0.13 km2。為了緩解內(nèi)澇現(xiàn)象，減輕對居民出行的影響，考慮實際情況，采用新建雨水箱涵、雨水管的方案進(jìn)行治理。通過分析，治理后最大積水深度為0.19 m，積水面積為0.104 8 km2。工程治理措施在長安鎮(zhèn)易澇點治理工程中可取得良好的效果，可為類似易澇點治理工程提供參考。