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海绵城市理念防洪排涝治理

发布时间:2021-03-29   |  所属分类:建筑设计:论文发表  |  浏览:  |  加入收藏

  文章基于海绵城市的理念梳理了南京市友谊河淹水片的基本概况、地形特征,统筹考虑城市下垫面及用地情况,分析淹水成因,拟定海绵城市理念下的解决方案,采用精准化的雨洪管理非工程措施系统解决该片区的防洪排涝问题。

海绵城市理念防洪排涝治理

  关键词:海绵城市;防洪排涝;精准管理

  随着城市建设发展速度加快,建成区面积不断增加,友谊河淹水片区原有水系及城市下垫面发生了较大变化,遭遇连续降雨时容易发生内涝。

  1工程概况

  1.1流域概况

  友谊河发源于紫金山南麓,接纳紫金山山洪及河道沿线径流,自北向南汇入外秦淮河,最后流入长江。流域总面积11.06km2,南北长5936m,东西长3336m,以沪宁连接线和紫金东路将河道划分为北中南片。

  1.2河道及泵站概况

  流域内有友谊河主流和孝陵卫东、西两条支流。友谊河主流汇水面积为5.29km2,长度为6.06km;孝陵卫东沟汇水面积为4.7km2,长度为5.11km;孝陵卫西沟汇水面积为1.07km2,长度为2.75km。流域内现状有泵站4座,分别为四方新村泵站、友谊河泵站、长巷泵站和理工大泵站,总规模为16.6m3/s。

  1.3排水管道概况

  机排区雨水管道均通往雨水泵站,现场勘查发现沿线雨水口缺失、雨水口型号偏小、堵塞情况严重、收水能力较低,部分已丧失使用功能。经SWMM模型模拟,现状管线排水能力不足,在汛期暴雨时,部分地区排水不及,沿道路汇入低水区,导致低洼区内部排水压力增大,泵站进水易受限制,造成道路淹水。

  2地形特征

  友谊河淹水片区北高南低,东西高中间低,最高地面标高为313.10m,最低地面标高为9.3m。流域北面汇水速度快,中间河道坡度小,排水慢,造成峰现时间短,峰值水位高。同时,高低水缺少明显分界,地表坡度大,高水排水不畅。

  3城市下垫面特征

  随着城市建设加速,建成区面积不断增加,片区由1995年的41%到2004年的55%再到2015年的62%,城市用地日趋紧张,造成水体空间被侵占、末梢河道及坑塘等逐步消失,水面率逐年降低,造成城市内涝风险增加。整个片区现状综合径流系数为0.51,绿地率较高,占54.79%,水面率较低,占2.53%,海绵基础条件较好。片区以科研、教育和居住用地为主,北部紫金山可增设分段调蓄设施。高校共有4所,面积达2.68km2,可挖掘潜在调蓄空间。

  4淹水成因

  (1)现有雨水管网排水能力差,布局不合理,存在高低水混杂的情况。排涝泵站规模小,建设标准低,遇到强降雨排水不及容易发生内涝。(2)受地形影响,片区北高南低,北陡南缓,上游紫金山来水量大速度快,下游排水慢,下游秦淮河水位较高时洪涝排泄不顺畅。(3)随着城市开发建设,区域原有水面、绿地被侵占,没有协调好城市发展与生态环境的关系,城市调蓄功能减弱。(4)防洪排涝规手段单一,缺乏统筹管理措施,没有协调好防洪与排涝之间的关系。

  5基于海绵城市理念的防洪排涝治理方案

  规划方案充分引入海绵城市建设理念,排蓄结合,通过挖掘调蓄空间,建立多级调蓄体系,从源头到末端,消纳区域内水量,减轻外部区域的排水压力。其中源头级别措施包括各类用地中的海绵措施(下凹式绿地、水塘等),以及北片山体河道中的溢流坝和沿河水塘。末端级别调蓄包括河口闸站带来的友谊河调蓄空间,以及安江河河道及其沿河绿带调蓄空间。并通过增加行洪路径,优化地表径流系统,转移区域内涝水,降低内涝风险。

  5.1调蓄系统

  通过场地现状分析,流域内具有调蓄系统布局优势。流域范围内绿地率高,海绵基础条件好,河道沿岸布设有绿廊,其中安江河绿廊宽达175m,面积总计20.96hm2,可提供充足的沿河调蓄空间。北部紫金山空间充足,可增设分段调蓄设施,削减山洪。流域范围内学校众多,有4所院校,5个操场,面积为10.3hm2,可扩展为调蓄空间。

  5.2排涝系统

  (1)管网提标。对现状管网进行改造,结合源头控制措施,全面提升管网排水能力。按照年径流总量控制率75%设置设施规模,按照短历时、长历时雨型,分别经SWMM模型验算,管网基本可应对三年一遇的降雨。(2)地表行洪通道。根据GIS水文分析结果,结合现状用地条件,规划布设3大类、共18条地表径流行洪通道,合理组织地表径流,完善内涝防治系统。行洪通道:行洪通道坡向宜连续单一,与河道相交处或平行处需增设出口引导径流排河。根据现状用地条件,将GIS识别的地表行泄通道设置为行泄道路,共7条,长6.15km。路旁下凹式绿地:坡度有反复的道路可结合道路两侧绿地布置下凹式绿地,根据GIS水文分析结果,结合现状道路两侧绿化带,增加溪道6条,长4.34km。截流溪道:在高低水分界处,增加截流溪道5条,长4.83km,以实现高水高排、低水低排,减轻低水区排水压力。(3)河道排蓄空间扩展。安江河通过沿河蓝绿共享空间改造,不仅可提供约25万m3调蓄容积;还能拓大行洪断面,断面过流能力可提高约70%。若实施安江河与友谊河连通,友谊河水可分流至安江河,通过安江河沿岸蓄排空间,进一步滞蓄、消纳雨水,减轻汛期排水压力。在安江河二埠泵站规模不变(8m3/s)的前提下,通过安江河沿河绿廊调蓄,按1m计,泵站规模仅需10m3/s。如果进一步提高安江河沿河绿廊调蓄水深,扩大调蓄空间,则可进一步缩小泵站规模,只承担腾空作用。

  5.3精细化管理

  针对外秦淮河和友谊河的水位不同工况组合,提出针对性、合理的泵闸调度运行方案,如表1所示。通过泵站和闸门的开启和关闭控制,进行精细化管理,隔绝外河高水位对区域内部的不利影响,为内部低洼区排涝营造有利条件。

  6结束语

  基于海绵城市规划的理念,在尊重现状的基础上,采用排蓄结合、灰绿结合的措施,配合精准化的雨洪管理达到友谊河片区防洪排涝的目的。通过海绵设施布局,经MIKE11模型复合,规划工况下遭遇2015、2016年暴雨时模拟结果不再出现溢流点,有效解决该片区防洪排涝的问题。

  参考文献:

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  作者:李鹏鹏

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