前言:寻找写作灵感?中文期刊网用心挑选的红旗联圩涝区治理工程设计和建设方案,希望能为您的阅读和创作带来灵感,欢迎大家阅读并分享。
摘要:本文以红旗联圩涝区治理项目为例,综合分析当地涝灾发生的原因,并从水文、建筑物设计、施工方法与水土保持等方面着手,提出综合有效的设计与建设方案。同时,以北联站、马山站、张坊枧站、闵家枧站为例,对设计标准、设计洪水位、设计排水流量进行明确,并提出水土保持的有效措施。
1工程概况
红旗联圩地处南昌市昌南城东部地区,东侧与鄱阳湖相连,西侧以尤口到罗家集高地为界。整体区域为椭圆形冲积湖积平原,地势低洼平坦,共有人口70余万人,区域总面积为457.26km2,包括耕地、旱地、水田,以及易洪涝面积。境内主要河流为扁担港、焦头河、南流水,历史上洪涝灾害多发。在1998年,有13.33余万公顷农田被淹,作物减产绝收严重,经济损失巨大,给农业经济发展与新农村建设带来极大阻碍,不利于农民增产增收目标达成。
2涝区现状
红旗联圩占地面积较广,区域内河流数量众多,洪涝灾害多发。经过多年坚持不懈的治理,该市区排涝标准达到10年一遇,但涝灾仍然时有发生,主要原因:一是当地大型河流数量较多,不但外洪多发,还存在内涝问题,受外洪顶托,内部水量排泄不畅,导致洪涝灾害程度增加;二是受历史因素与上下游排水规则影响,边界处更易出现涝灾情况;三是以往项目布局不够科学,导致排干落淤严重阻水,形成涝灾;四是排水进出口位置受到外洪影响,使原本的出口形状发生变化,导致外洪顶托排水难度增加,且局部排区密封性不足,导致排区范围内出现一水多淹的情况;五是田间配套设施不足。受以往干旱灾害影响,一些居民的排涝、防涝意识不足,在经济利益驱动下,该地区三级排水沟大多被人为改建为耕地,尤其是斗、农沟更为显著,已经基本失去排水功能,当遇到大型降雨时无法外排,导致内涝情况发生。以往工程标准相对较低,排干桥没有扩建,阻水严重。桥涵闸年久失修,老化破损严重,大多数已经受损无法继续使用[1]。
3涝区综合治理工程设计与建设方案实施
3.1水文设计
3.1.1设计标准
根据施工设计要求,需对施工期洪水进行分析计算,为施工建设提供有力依据。水利工程施工设计规范中指出,施工期设计标准为五年一遇。结合该区域暴雨洪水特点、电排站施工要求等,应在枯水期10月—次年2月之间进行施工。扁担港水通过新联闸进入抚河道,焦头河水通过罐子口进入鄱阳湖。在抚河八字脑站与康山站进行建设,对历年11月—次年2月最高水位进行统计,并计算施工期最高水位,利用P-Ⅲ曲线计算施工期5年一遇洪水位为14.83m,康山站设计洪水位为14.02m。经内插计算出抚河故道新联闸的设计水位为14.65m,程家池闸的出口水位设计为14.40m。
3.1.2设计洪水位
根据当地城防洪涝一期工程研究报告可知,瑶湖主汛期在5—6月之间,水位通常保持在15.64~16.15m之间,蓄涝水位为16.14m,大泵站水位最高值为14.94m。结合地形资料,焦头河、南流水与扁担港等位置的岸堤高程范围为17.6~18.4m。由各电排站蓄涝水位的最高值对比可知,圩区的水位最高值应根据影响水位的各项因素综合考虑而定,对马山、张坊枧与北联等电排站的设计洪水位进行分析,设计水位为17.30m,其标准为20年一遇[2]。
3.1.3设计排水流量
因当地没有降水观测资料,结合区域地理位置与雨量站分布,以西侧南昌站为例进行设计暴雨计算。该站资料精度满足标准,代表性较强,可采用定时年最大值选样的方式计算暴雨量,针对该站年最大一日和最大三日暴雨资料进行频率计算,如图1~图2所示。图1南昌站最大一日降水量在设计排涝水量方面,该区域与南昌城区相邻,与焦头河相对,特别是张坊枧电排站排水区域,与昌万公路相邻。根据治涝所处位置,采用南昌站对暴雨值进行设计。结合范围内农田情况,综合径流系数为0.95;不同治涝范围与水域状况相结合,蓄水深度为1.0m,起调水位范围为13.8~15.0m,蓄涝水位范围为14.8~16.0m。除此之外,还要对水田范围的调蓄量综合分析,将其深度设定为0.05m。结合不同电排站实际情况,对10年一遇的最大三日暴雨形成的净排涝水量进行计算,具体如下表1所示。在北联站中,排涝水量的计算结果为:排水面积为3.97km2,排涝标准为10年一遇,设计暴雨为259.8mm,排涝流量为3.53m3/s,排涝模数为0.89m3/s/km2。在张坊枧站中,排涝水量的计算结果为:排水面积为3.09km2,排涝标准为10年一遇,设计暴雨为161.9mm,排涝流量为3.66m3/s,排涝模数为1.18m3/s/km2。在马山站中,排涝水量的计算结果为:排水面积为2.47km2,排涝标准为10年一遇,设计暴雨为259.8mm,排涝流量为3.53m3/s,排涝模数为0.89m3/s/km2。在闵家枧站中,排涝水量的计算结果为:排水面积为2.58km2,排涝标准为10年一遇,设计暴雨为259.8mm,排涝流量为1.97m3/s,排涝模数为0.77m3/s/km2。
3.2建筑物
(1)北联站。该站的地址不变,设计流量为3.52m3/s,总规模为225kW。按堤后式建设站,采用闸合布设方式,具有代表性的建筑物为泵房、控制闸、消力池等。泵站进出水均为正向,自流与电排位于相同涵箱。泵房长宽尺寸为11.60m×7.00m,控制室设置在泵房左侧,长宽尺寸为7.00m×6.08m;泵房右侧为检修间,长宽尺寸为7.00m×6.20m。将变压器设置在箱式变电站之中,位于控制室周围。
(2)马山站。该站的地址也固定不变,总装机规模为110kW,按堤后式建站,采用合一布设式,具有代表性的建筑为消力池、压力水箱、泵房等,泵站进出水均为正向,自流与电排采用相同涵箱。泵房长宽尺寸为8.00m×8.00m,控制室设置在泵房左侧,长宽尺寸为8.00m×6.08m;泵房右侧为检修间,长宽尺寸为7.00m×6.20m。将变压器设置在箱式变电站之中,安装在控制室附近。
(3)张坊枧站。该站的地址也固定不变,总装机规模为225kW,按堤后式建站,采用合一布设式,具有代表性的建筑为泵房、控制闸、前池、检修闸等,泵站进出水均为正向,自流与电排采用相同涵箱。泵房长宽尺寸为11.6m×7.0m,控制室设置在泵房左侧,长宽尺寸为8.00m×6.08m;泵房右侧为检修间,长宽尺寸为8.00m×6.20m。将变压器设置在箱式变电站之中,与控制室相邻。
(4)闵家枧站。该站的地址也固定不变,总装机规模为110kW,按堤后式建站,采用合一布设式,具有代表性的建筑为泵房、出水涵箱、消力池、海漫等,泵站进出水均为正向,自流与电排采用相同涵箱。泵房长宽尺寸为8.00m×8.00m,控制室设置在泵房左侧,长宽尺寸为8.00m×6.08m;泵房右侧为检修间,长宽尺寸为7.00m×6.20m。将变压器设置在箱式变电站之中,与控制室距离相近[3-4]。
3.3水土保持
该市区水土流失情况严重,范围在16km2左右,占土地总面积的0.87%,为重点预防、监督区。该项目水土流失主要对施工环节造成影响,结合该项目施工特点,在建设中因泵房、前池与引水渠等基础影响,在围堰、闸等处拆除时产生许多弃渣,为提高水土保持效率,节省更多成本投入,可利用弃渣土与围堰土进行场区回填。该项目水土保持工程设计指标如表2所示。在水土保持设计实施中,应注重水土流失监测,尤其是在施工期与林草恢复期,前者应对临时堆土场、开挖破坏面等流失情况进行分析,后者则对场地回填位置的植被恢复情况进行分析。在场地回填区中,工程开挖未利用的围堰均投入到场区回填中,在填平后由人工清理表层石块,对场地深翻20cm后,人工用靶、石磙子等方式覆土,厚度在2~3cm之间,绿化面积达到1.36hm2。在这一方案中,种草施工流程为:场地平整、种籽、播种覆盖、苗期管理。在草籽出苗后应做好管理,及时清理弱苗、杂苗与病苗等,在播种后浇水,后续每个星期最低浇水一次,直至全部成活发芽。
4结论
当前因农田水利设施建设不当,很多区域仍受到涝灾影响,急需采取综合治理方案进行改善。在方案制定中,应结合区域实际情况,对设计标准与洪水位等关键指标进行明确,并创建高效合理的电排站、泵房等,提高排水系统性能,使当地农业生产与生态环境面貌焕然一新。
作者:余倩 单位:江西省南昌县红旗大泵电力排灌管理站