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摘要：小區(qū)內(nèi)山體排洪溝工程設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合減災(zāi)防災(zāi)原則，以消除山洪對(duì)小區(qū)的危害和隱患為目的。通過(guò)對(duì)雨水流量計(jì)算方法的選擇，對(duì)比不同地形的流域面積的確定及排洪溝形式的比較，設(shè)計(jì)統(tǒng)籌整個(gè)項(xiàng)目的防洪規(guī)劃，確定必要的截流引流措施，將山洪安全引出居住區(qū)，并對(duì)截流雨水再利用。
關(guān)鍵詞：排洪溝；設(shè)計(jì)洪峰流量；匯水面積；地形地貌；雨水利用
0引言
小區(qū)的地形地貌隨著城市的發(fā)展也越來(lái)越多樣化。盆地、丘陵等地貌也越來(lái)越多地出現(xiàn)在住宅小區(qū)內(nèi)。因此，必須堅(jiān)持減災(zāi)防災(zāi)的原則，提前預(yù)防、減少洪水的危害，保護(hù)地勢(shì)較低住宅的居民的生命財(cái)產(chǎn)安全。設(shè)計(jì)上要認(rèn)真做好防洪規(guī)劃，且兼顧考慮雨水的再利用。
1設(shè)計(jì)原則
排洪溝的設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮小區(qū)旁邊山洪現(xiàn)狀。統(tǒng)籌規(guī)劃整個(gè)項(xiàng)目的雨水排水系統(tǒng)，采取必要的截流引流措施，避免周圍山體的洪水對(duì)項(xiàng)目的影響。根據(jù)小區(qū)市政雨水管網(wǎng)或排入水體的實(shí)際情況，排洪溝與其順利銜接，使山洪可以有效排入市政雨水管網(wǎng)或水體。為減少對(duì)管道的堵塞及排入水體的泥砂量，排洪溝末端應(yīng)設(shè)置沉砂池等設(shè)施。
2設(shè)計(jì)要點(diǎn)
排洪溝應(yīng)盡量利用原有的天然溝道，因地制宜加以修整，保持現(xiàn)有的水力條件，有利于洪水的順利下泄。其走向根據(jù)地形地貌，利用地形坡度，使洪水在最短的距離內(nèi)重力流出居住區(qū)［1］。排洪溝一般采用明渠，現(xiàn)澆混凝土或條石砌筑。小區(qū)內(nèi)園林景觀有要求可以局部采用暗渠。當(dāng)小區(qū)的地勢(shì)較陡，落差比較大時(shí)，可利用跌水井或陡槽，減少洪水的勢(shì)能。
3排水溝的設(shè)計(jì)計(jì)算
結(jié)合東南地區(qū)的某個(gè)小區(qū)的排洪溝的設(shè)計(jì)過(guò)程，進(jìn)行逐步說(shuō)明：某小區(qū)占地460畝，最北側(cè)為180畝養(yǎng)生住宅（在建），東側(cè)及中部150畝為康療中心（在建），西南側(cè)128畝為精品酒店（二期工程）。目前核心區(qū)景觀水體已基本完成，為避免周圍山體的洪水對(duì)項(xiàng)目的影響，及水景的補(bǔ)水要求，需綜合考慮排洪溝的設(shè)計(jì)。一期工程的航拍現(xiàn)狀如圖1所示。
3.1設(shè)計(jì)防洪標(biāo)準(zhǔn)
排洪溝的設(shè)計(jì)首先應(yīng)確定防洪標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而確定洪峰流量。防洪標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)工程的性質(zhì)、重要性等因素，按照表1進(jìn)行確定［2］。根據(jù)本工程小區(qū)所在的城市的人口及重要性［1］，防洪標(biāo)準(zhǔn)按重現(xiàn)期取100年。
3.2設(shè)計(jì)洪峰流量的計(jì)算
設(shè)計(jì)洪水通常用實(shí)測(cè)的暴雨資料間接求得，并假定暴雨與洪水流量同頻率。屬于小匯水面積的排洪溝，一般沒(méi)有實(shí)測(cè)的暴雨資料。目前洪峰流量計(jì)算的方法主要有3種：洪水調(diào)查法、推理公式法、經(jīng)驗(yàn)公式法。由于小區(qū)附近沒(méi)有水文觀測(cè)站，無(wú)水位、流量觀測(cè)資料。小區(qū)的排洪溝的洪峰流量計(jì)算通常只能采用經(jīng)驗(yàn)公式法。經(jīng)驗(yàn)公式法有一般地區(qū)性經(jīng)驗(yàn)公式、公路科學(xué)研究所經(jīng)驗(yàn)公式、第二鐵路設(shè)計(jì)院等值線法及第三鐵路設(shè)計(jì)院計(jì)算方法。由于當(dāng)?shù)氐乃畡?wù)局、水利局等部門(mén)均沒(méi)有相關(guān)的暴雨資料及經(jīng)驗(yàn)公式，因此無(wú)法采用地區(qū)經(jīng)驗(yàn)公式。公路科學(xué)研究所與鐵路設(shè)計(jì)院計(jì)算方法相比較，鐵路設(shè)計(jì)院經(jīng)驗(yàn)公式適用于流域面積10km²以上且高含沙量洪峰流量計(jì)算，公路科學(xué)研究所經(jīng)驗(yàn)公式適用于流域面積10km²以下的低含沙量洪峰流量計(jì)算。因此本工程采用的是公路科學(xué)研究所小流域公式計(jì)算雨水量［3］。式中：Q為設(shè)計(jì)洪峰流量（m³/s）；F為流域面積（km²）；K為徑流模數(shù)，按表2采用；n為面積參數(shù)，當(dāng)F＜1km²時(shí)，n=1。
3.3匯水面積的確定
山體的地形比較復(fù)雜，必須使用建設(shè)局提供的小區(qū)周邊的原始地形圖，根據(jù)等高線確定山脊山谷，從而劃定流域面積［4］。根據(jù)地形標(biāo)高，框內(nèi)的山體雨水均會(huì)匯入地塊內(nèi)的山腳，進(jìn)入小區(qū)，這部分的流域面積即為排洪溝的計(jì)算流域面積［5］。主要的地形地貌及匯水方式有以下幾種：⑴地形一，緩坡一側(cè)匯水，如圖2⒜所示其特點(diǎn)是徑流量與匯水面積成正比，對(duì)建設(shè)場(chǎng)地的沖擊較小，危害相對(duì)較小。⑵地形二，山谷環(huán)匯水，如圖2⒝所示其特點(diǎn)是短期匯集徑流量較大，水位上升較快，對(duì)建設(shè)場(chǎng)地沖擊較大，危害相對(duì)較大。⑶地形三，陡坡匯水，如圖2⒞所示其特點(diǎn)是瞬間徑流量比較大，勢(shì)能高，對(duì)建場(chǎng)地沖擊大，危害最大。根據(jù)不同的地形特點(diǎn)，在地形圖上分段確定各段排洪溝匯入的雨水的流域面積。每個(gè)山頭，每個(gè)陡坡、緩坡，按地勢(shì)逐片逐片畫(huà)出流域范圍，進(jìn)而確定流域面積。本工程一期的匯水面積如圖3所示。山體的徑流系數(shù)取0.2，一期東側(cè)地塊的匯水面積為18.34公頃。根據(jù)當(dāng)?shù)氐谋┯陱?qiáng)度公式，設(shè)計(jì)雨水量為2.26m³/s。根據(jù)公路科學(xué)研究所的小流域公式，設(shè)計(jì)雨水量為7.40m³/s。按暴雨強(qiáng)度公式和公路科學(xué)研究所的小流域公式所計(jì)算的較大值確定排洪溝的設(shè)計(jì)流量，則一期地塊東側(cè)山體的設(shè)計(jì)流量為7.40m³/s。
3.4排洪溝位置的確定
排洪溝走向主要根據(jù)地勢(shì)及山體的輪廓布置，但是也要考慮地形的影響。根據(jù)不同的地形按實(shí)際情況確定排水溝的位置［5］。⑴排洪溝設(shè)置在山腳，如圖4⒜所示。排洪溝沿山腳設(shè)置是最常見(jiàn)的做法，可以有效地截留山體匯流的雨水，一般的緩坡、山谷及陡坡底都適用。⑵排洪溝設(shè)置在山坡，如圖4⒝所示。當(dāng)陡坡上方是緩坡或平坡，通常會(huì)在陡坡上設(shè)置一道排洪溝，截留上部的雨水，以免雨水從陡坡傾瀉而下，對(duì)建設(shè)場(chǎng)地造成危害及長(zhǎng)期沖刷造成安全隱患。該部分排洪溝可能需要開(kāi)挖緩坡的山體，對(duì)原有的植被會(huì)有一定的破壞，完成排洪溝后應(yīng)對(duì)破壞的植被和山體進(jìn)行修復(fù)［5］。
3.5配套排水工程
該小區(qū)一期項(xiàng)目沿地勢(shì)結(jié)合地形和園林景觀的要求，緩坡、山谷底部設(shè)置排洪溝，陡坡頂部設(shè)置排洪溝，陡坡底部設(shè)置排水溝。4#樓與5#樓之間現(xiàn)場(chǎng)已經(jīng)預(yù)留一個(gè)過(guò)路涵洞，該位置上游所有山體擋土墻頂?shù)呐藕闇系挠晁ㄟ^(guò)該涵洞排至景觀水體，如圖5⒜所示。該部分排洪溝的匯水面積為16.13公頃，設(shè)計(jì)流量為6.72m³/s。4#樓~1#樓的擋土墻頂山體排洪溝，排至1#樓現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留的DN800雨水管，再排至景觀水體，如圖5⒝所示。該部分排洪溝的匯水面積為2.21公頃，設(shè)計(jì)流量為1.51m³/s。5#樓~1#樓的擋土墻底的排洪溝，排至1#、2#樓之間現(xiàn)場(chǎng)預(yù)留的DN300雨水管，再排至景觀水體，如圖5⒞所示。結(jié)合山體的護(hù)坡、地形特點(diǎn)，無(wú)論是山腳或者山坡設(shè)置排洪溝，都是為了更有效更快捷更安全的把洪水引出小區(qū)，且盡量減少小區(qū)的安全隱患。
3.6沉砂池的設(shè)計(jì)
沉砂池的作用是截留洪水裹挾而來(lái)的泥砂，避免沉積在水體及堵塞市政管道。沉砂池的進(jìn)水口與排洪溝相連，一般采用平流式沉砂池，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，截留效果較好［6］。本工程根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)園林景觀的實(shí)際情況，設(shè)置2個(gè)平流式沉砂池，1#沉砂池（18.0m×13.5m）及2#沉砂池（6.0m×4.5m）。沉砂池的最大設(shè)計(jì)流速為0.3m/s，停留時(shí)間30~60s。沉砂池底部的砂斗采用移動(dòng)式的吸砂泵不定期吸砂。
4雨水利用
本工程在沉砂池附近設(shè)置一個(gè)100m³的雨水清水池。暴雨后沉砂池停留的雨水的水質(zhì)比較好，因此通過(guò)抽取沉砂池上層的雨水，只需經(jīng)過(guò)沉淀過(guò)濾后進(jìn)入清水池，然后供給小區(qū)綠化用水及道路沖洗用水。二期西側(cè)的排洪溝也將采用同樣的雨水利用方式，設(shè)置相應(yīng)的雨水清水池，供二期范圍的綠化用水及道路沖洗用水。水質(zhì)要求如表3所示［7］。排洪溝后的雨水先進(jìn)入水體，再排入市政管網(wǎng)，可以保持水體的水質(zhì)。實(shí)現(xiàn)水體長(zhǎng)年不斷、地表吸水能力強(qiáng)、小區(qū)無(wú)積水現(xiàn)象的建設(shè)目標(biāo)。
5結(jié)語(yǔ)
防洪標(biāo)準(zhǔn)及流域面積的確定對(duì)排洪溝的設(shè)計(jì)起關(guān)鍵作用。除了在地形圖上認(rèn)真劃分流域范圍，還要實(shí)地勘察現(xiàn)場(chǎng)，查看現(xiàn)狀天然排洪溝的位置、走向，可以對(duì)設(shè)計(jì)起重要的指導(dǎo)作用。隨著住宅小區(qū)規(guī)模越來(lái)越大，地形地貌越來(lái)越復(fù)雜。越來(lái)越多的小區(qū)內(nèi)需要設(shè)置排洪溝。在減災(zāi)防災(zāi)的原則及保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全的前提下，通過(guò)分析洪水的特點(diǎn)、地段的選擇、線路安排和進(jìn)出口設(shè)置等，針對(duì)排洪溝的自身缺陷，進(jìn)行配套設(shè)施的建設(shè)，包括陡坡跌水、護(hù)坡堤岸、沉砂池等。此外，物業(yè)管理公司應(yīng)對(duì)沖刷嚴(yán)重的排洪溝及時(shí)維護(hù)，沉砂及時(shí)清理，水體定期清淤，以保證排洪溝及配套設(shè)施能最好地發(fā)揮作用。有條件的設(shè)置雨水回收設(shè)施，供給綠化、景觀水體補(bǔ)水及道路沖洗等，提高非傳統(tǒng)水源的利用率，節(jié)約用水。
作者:遲軍 單位:廣州珠江實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司