除渣器-山东智信环保科技

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研究小城镇排水官网与防涝应对措施

作者: 山东智信环保科技 来源: 山东智信环保科技 发布时间:2016-08-11
1  山地小城镇排水存在的问题
(1)建设标准偏低
山地小城镇一般依山临水,紧邻流域性河道,外来洪水的威胁大,地方政府较为重视,积极建设防洪堤保护城镇安全,但受制于资金短缺,老城镇多以10年一遇标准设防,部分新建区域采用20年一遇。
小城镇雨水设计重现期多采用0.3~1年一遇排放标准。由于技术条件有限,大多没有自己地区的暴雨强度公式,直接取用周边市(县)的。但一般山地小城镇受小气候影响明显,降雨较周边市(县)频繁且雨峰值更高,导致排水防涝系统设计标准偏低。
(2)行洪空间被挤占
随着中国城镇多年快速的建设和发展,山地小城镇有限的可用空间已基本开发完毕。城镇建设对山体的进一步开发,一来建设成本高,二来可能会诱发山体滑坡、崩塌和泥石流等地质灾害的影响。因此建设过程中挤占过境河道的漫滩和山洪沟的行泄空间,成为了小城镇发展的首选,但也加剧了城镇的排水防涝安全隐患。
(3)缺乏系统规划
小城镇规划建设过程中,排水防涝系统建设主要以总体规划中的防洪规划与排水工程为依据,其中防洪规划只对城镇建设提出设防标准要求,未明确道路交通、场地开发、内河水系与防洪水位的衔接关系;排水工程主要明确雨水管道的走向与规格,但未明确管道出口与内河水位的高程关系。由于缺乏全面、系统、详细的专项规划予以支撑,城镇排水管道、内部水系以及过境河道间的水位衔接关系不尽明确,排水防涝设施的系统考虑不周全,增加了内涝风险。
因建设用地有限,规划对山洪水排泄通道、内部雨水排放通道预留富余空间有限,一旦遭遇超标降雨,城镇将面临不同程度的内涝。
2  山地小城镇排水防涝解决方案
内涝防治是一个复杂的系统工程,不仅涉及河道、沟渠、管网,还要做好与城市用地布局、道路、绿化、场地开发等多方面的有效衔接,并将灰色排水设施与绿色排水设施系统结合,兼顾超标雨情的影响。
2.1  构筑防洪工程,避免外来洪水威胁
过境河道洪水对山地小城镇内部排水系统的顶托是内涝形成的主要原因之一,如何根据小城镇所处的地形地貌、自然地理位置以及过境洪水的特性,通过建设必要的防洪工程措施,提高小城镇的防洪应对能力,是小城镇排水防涝安全的必要条件。
(1)规划方案
小城镇历史内涝灾害数据基本没有专门统计,很多新建区域甚至无历史内涝资料。防洪工程规划建设前,要全面收集当地有关洪水的资料,从当地或周边志书、谱牒、文艺作品等文献资料中找到有关历史上发生的洪水记录。查阅各种年鉴、收集小城镇所在地的江河流域(区域)规划、防洪专业规划等,全面了解当地历史上发生过的较大洪水,统计分析洪水的发生规律,更加深入了解当地山洪危害的成因。
防洪标准随着城市的建设和发展要逐步提高,堤防系统构建时,要考虑城镇进一步发展的可能性,适度提高防洪标准。城市防洪工程建设要考虑外洪与周边山洪的影响,其中外洪主要参照防洪规划,防洪标准应根据城镇等级及当地经济发展情况,一般按20~50年一遇选取。
小城镇多位于山地沟谷区域,防洪规划要与城市总体规划充分沟通与协调,工程措施与非工程措施相结合,充分考虑超标降雨对小城镇建设的影响,发生超标准洪水时,应有预案对策。
(2)建设案例
四川省康定县新都桥镇,规划人口3万人,建设用地面积3.4平方千米,属318国道上进入藏区第一镇。镇区建设用地主要集中于力曲河两侧漫滩地,镇区以上流域面积为854平方公里。
镇总体规划编制过程中,将力曲河防洪规划同步开展,防洪通道与规划用地布局相协调,为河道预留充足的行洪空间。
镇区周边的山洪水,根据地形地势分区排放,即高水高排,低水低排。山洪通道沿线设置挡泥与疏通设施,并预留泥石流通道,两侧绿带宽度均不小于20 m。同时镇区建设保留近1平方公里高台地,应对过境河道力曲河发生超标洪水时的紧急避险。
2.2   构建城镇水系,保证内部排水安全
城镇水系主要指为保证小城镇安全,规划和建设过程中保留的天然或人工新建的城镇内部的排水河道、沟渠等,是城镇总体空间框架的有机组成部分,是小城镇排水防涝重要的大排水通道,是超标降雨重要的行泄通道。
(1)规划方案
在满足排水防涝安全的前提下,充分营造河流水系的景观效果,尽可能利用其自然形态,注重连通性,保证生态完整性。山洪流速较快,冲刷能力强,人工硬质护岸抗冲刷能力强,生态景观效应差;自然生态护岸生态效应好,但抗冲刷能力差。山地小城镇建设用地有限,一般采用紧凑型开发模式,须对河道断面形式、水位、流速进行合理计算与判断,以达到节省土地、节约投资、保证生态的要求。
(2)建设案例
四川省绵阳市北川新县城,汶川大地震后唯一异地新建的县城,原址为安昌河的山前冲积带,西部典型的河坝地区,规划占地面积7平方公里,现状建成区面积5平方公里。北川新县城建设过程中,水系构建以打造羌族特色的水系景观为理念,利用其内部天然水系与农业灌渠规划了8条主要水系,其中以防洪为主要功能的4条,以排水为主的2条,以景观为主的2条。
防洪河道以保证洪水顺利排放为主,断面按照5年一遇洪水位为分界线,5年一遇洪水位以下采用人工硬质护岸,增强过流能力,防止堤岸被过度冲刷,节省建设用地;5年一遇洪水位以上采用生态自然护岸,满足景观要求。对主要承担城市内部排水功能和景观功能的河道,全部采用生态护岸,雨水以蓄滞为主,缓释慢排。北川新县城河道建设实景。
2.3  加强管网建设,提高雨水排放标准
雨水管网是场地雨水排放的重要载体,城市雨水管道的容量主要是根据设计流域内城市本身产生的水体确定的,适度提高管网建设标准,利于强降雨时场地内部雨水的顺利排放。管网规格的确定,与暴雨强度公式及其重现期有着重要的关联。我国暴雨强度公式的编制主要经历两轮热潮,第一轮为20世纪70—80年代,所涉及的对象主要为地级市及以上城市和特殊地带的县城。第二轮是最近三年,以落实《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》为主,根据住房和城乡建设部与国家气象局联合发布的《城市暴雨强度公式编制和设计暴雨雨型确定技术导则》,编制确定各市(县)暴雨强度公式。
(1)规划方案
由于山地小城镇一般经济条件较为落后,气象监测、分析设施匮乏,暴雨强度公式多利用周边市(县)的。但受当地小气候影响,其降雨较周边市(县)频繁且雨峰值更高,因此暴雨强度的选取及重现期的合理确定显得尤为重要。设计的确定应考虑多因素的影响,经综合分析比较以后确定。
山地小城镇建设资金有限,老旧镇区合流制管网、路边排水沟渠现象较为普遍,建设过程中,应在尊重历史现状的前期下,合理确定改造方案。对于路边排水边沟,应分析其汇流面积、考虑是否容易淤塞的情况下,确定是否保留现状、加盖板或改造为排水管道;现状合流制系统,应在充分了解老镇区管网的复杂程度、资金保障情况下,提出合流制截流改造或雨水分流改造计划;新建区域尽可能采用分流制排水体制。
(2)建设案例
北川新县城位于四川盆地西北边缘鹿头山暴雨区的中心地带,是绵阳北部降雨量较大的地区。由于北川新县城范围内无气象监测站,选择距离北川最近的绵阳市暴雨强度公式作为参考。为保证参数的合理性,结合北川新县城的降雨特征,选取四川省两个降雨量比较大(年降雨量分别为1400mm和1700mm)的城市雅安市和攀枝花市(原渡口)的暴雨公式来核算北川新县城的设计重现期。通过对单位面积径流量的计算,并与绵阳暴雨强度公式推算的结果进行比较,最终确定北川新县城采用绵阳暴雨强度公式,暴雨重现期采用2年。新县城建成至今已有6年,经受了2010、2011年连续两年百年一遇降雨,未出现内涝现象。
2.4  重视竖向规划,合理组织场地有序排水
竖向规划是基于排水模式,在满足功能要求、保障城市防洪、排涝安全的前提下,对各类城市用地竖向标高而做的安排。由于城镇治涝规划的最终实现是个长期的过程,而建筑物、城市道路一旦确定则很难改变,因此,在确定小城镇竖向规划前必须深入研究排水防涝规划的近远期关系。
(1)规划方案
山地小城镇受外洪水位、内部排水、地下水位等多重因素的影响,小城镇内部排水防涝安全与道路、场地竖向规划密切相关。小城镇场地排水主要有以下三种处理方式:一是维持现状地面高程,建设排水泵站;二是提高场地与道路地面高程,保证城镇内部雨水的顺利排放;三是对周边河道疏通、深挖,降低防洪水位高程,满足防洪排涝要求。受制于自然因素如地理、水文、地质、气候等,以及考虑人文因素如历史、经济、社会、文化等因素影响,道路和场地竖向宜采用多样化的处理手法。
(2)建设案例
场地竖向充分考虑自然因素,以青川竹园镇区为例。青竹江“S”型穿过镇区,形成梁沙坝和史家坝两块山前平坝滩地,承担着汶川地震后青川老县城乔庄镇的大规模功能疏解的任务,规划区面积约3.2平方公里。为保证镇区防洪安全,均建设高于现状建设用地标高的防洪堤防,避免过境河道外洪威胁,但内部场地排水不畅。
规划建设过程中,利用周边丘陵场地平整时多余土方,将现状场地整体高程提高3~4米,不低于青竹江20年一遇洪水高程,在合理开发镇区周边建设用地的同时,保证了土方的合理利用,保证了梁沙坝和史家坝排水防涝安全。竹园镇区道路、场地土方工程量与洪水位的关系。
场地竖向考虑人文、宗教因素,以西藏某镇区为例。西藏某镇区,雅鲁藏布江支流尼洋河冲击形成的滩涂,区域性行政、经济中心,建设用地面积约6平方公里。城镇空间形态呈条带状,南北向长约5000米,东西向最大宽度约2000米,现状地面高差12米左右,整体坡降约0.25%,外洪设防水位高于地面2~3米。当地生态环境较为脆弱,且山体多为神山,不宜大面积开挖;镇区内雨水如采用泵站强排,造价及维护费用高。通过与规划用地布局协调,对现状河道进行整理,使其南北向贯通镇区,并作为镇区内部雨水排放通道,河道出口位于最南端低洼区。规划建设通过对河道疏通与深挖,降低镇区地下水位,保证市政管网的安全埋设;深挖后的砂石运至镇区南部低洼区,提高地面标高至防洪水位以上。通过以上工程措施,避免了大量土方工程,保证了城市安全,西藏某镇区建设用地规。
2.5   推进海绵建设,提高城镇防灾弹性
目前我国开始全面推进海绵城市建设,强调利用绿色、生态化设施,注重与传统的排水设施有效结合,建立和完善城市的“海绵体”,强化对城市径流的控制和管理,从而达到保护和修复水生态、改善水环境、提高排水防涝应对能力等多重目标,构建健康、可持续的水循环系统,实现城镇化与资源环境的和谐发展,减少雨水的直接外排,减轻镇区内部排水防涝压力,缓解下游地区防洪压力。
(1)规划方案
强调利用绿色、生态化设施,注重传统的排水设施与生态的海绵设施有机结合,强化对径流的控制和管理,从而达到保护和修复水生态、改善水环境、提高排水防涝应对能力等多重目标,构建健康、可持续的水循环系统,实现城镇化与资源环境的和谐发展。
(2)建设案例
北川新县城以建设生态城市为目标,在低影响开发、可持续排水系统等方面进行了有效探索,在改善城市水环境、保护和修复城市水生态的同时,提高了排水防涝的安全可靠性。以该县城尔玛小区为例。该小区内部建设众多雨水自然蓄滞、植草沟、雨水花园等低影响措施,人行步道、停车场、广场全部采用透水铺装,小区内部雨水管道采用穿孔管;所有公园、绿地均利用低影响开发措施,雨水自然汇入、渗透、溢流,全部摒弃了传统的雨水管网系统,节省大量投资。通过以上措施,有效避免了场地内涝。该小区雨水花园和透水广场。
利用河道构建多功能、多层次雨水蓄滞系统,加强雨水资源化利用,绿地浇洒水源全部为河道梯级蓄水体存储的水量,有效拦截河道下泄水量,减轻下游城镇的防洪、排涝压力;同时采用多种湿地系统组合,增强水体自净能力,保证了镇区水环境质量。北川顺义河、永昌河河道实景分别。

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