宁安市防洪排水工程东城区排水方案论证.pdf

2 0 1 3年第 1 期 ( 第 4 1 卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 1 2 01 3 ( T o t a l N o 41 ) 文章编号 ： 1 0 0 77 5 9 6 ( 2 0 1 3 ) 0 1 0 1 4 8 0 4 宁安市 防洪排水工程东城 区排水方 案论证 于彦军 ( 大庆市东湖水厂 ， 黑龙江 大庆 1 6 3 0 0 0 ) 摘要 ： 随着经济社会的快速发展 ， 宁安市城市化进程明显加快， 城市规模不断扩大， 城市功能 逐年提升， 对水环境、 水生态、 水安全、 水景观和水文化等方面都提 出了更高 的要求。 工程在考虑城市发展规划和滨水城市建设要求的同时， 将城市防洪、 排水工程建设与 水景观建设有机地结合起来 。阐述了宁安市防洪排水工程东城区内部排水方案。 关键词： 防洪排水 ； 方案； 论证； 东城区； 宁安市 中图分类号 ： T V 8 7 文献标识码 ： B D r a i n a g e S c h e me De mo s t r a t i o n f o r F l o o d C o n t r o l a n d Dr a i n a g e P r o j e c t i n Do ng c he n g Di s t r i c t ， Ni ng h n Ci t y Y U Y a h j n ( D a q i n g M u n i c i p a l D o n g h u Wa t e r Wo r k s ， D a q i n g 1 6 3 0 0 0 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： W i t h t h e f a s t d e v e l o p me n t o f e c o n o my a n d s o c i e t y，u r b a n l i z a t i o n p r o c e s s i s s p e e d i n g u p a p pa r e n t l y， c i t y s i z e i s g r a d u a l l y e x p e n d i n g a nd c i t y f u n c t i o n i s b e i n g up g r a de d y e a r b y y e a r I t p o s e s a h i g h e r e x p e c t i o n t o wa t e r e n v i r o m me n t ， wa t e r e c o l o g y， wa t e r s a f e t y， wa t e r l a n d s c a p e a n d wa t e r c u hu r e T h e p r o j e c t c o m b i n e s u r b a n fl o o d c o n t r o l a n d w a t e r l a n d s c a p e c o n s t r u c t i o n t o g e t h e t ， f u l l y c o n s i d e r i n g u r b a n d e v e l o p me n t pa l n n i n g a n d wa t e r f r o n t l a n d s c a p e c o n s t r u c t i o n Th e pa p e r i n t r o d u c e s d r a i n a g e s c h e me f o r fl o o d c o n t r o l a n d d r a i n a g e p r o j e c t i n D o n g c h e n g D i s t r i c t ， N i n g h n C i t y Ke y wor ds ： fl o o d c o n t r l a n d d r a i n a g e； s he me； d e mo s t r a t i o n； Do n g c h e n g Di s t r i c t ； Ni ng h n Ci t y 1 概况 宁安市位于黑龙江省东南部 ， 牡丹江市 的南部 ， 地处张广才岭 和老爷岭之 间的牡丹江上游谷地 ， 行 政 区划隶属于牡丹江市 ， 市政府驻地为宁安镇 ， 宁 安镇是全市的政治 、 经济 、 文化和商贸中心。 2 0 1 0年以前宁安市城区段未单独做过 防洪排水 规划 。随着经济社会 的快速发展 ， 宁安市城市化进 程明显加快 ， 城市 规模不 断扩大 ， 城市 功能逐 年提 升 ， 对水环境 、 水生态、 水安全 、 水景观和水文化等方 面都提出了更高的要求。为此 ， 受宁安市委托 ， 2 0 1 1 年 1 0月由黑龙江省水利水电勘测设计研究 院编制 了 黑龙江省 宁安市滨水城市建设水利工程规划报 告 J ， 其 内容主要包括宁安市城 区段 防洪、 排水工 程及水景观工程。规划工程建设 的主要任务是建设 城市防洪排水工程 ， 提 高城市 防御外 洪能力和健全 收稿 日期 2 0 1 2 _ - 0 9 - _ 2 9 作者简介 于彦军( 1 9 7 5 一 ) ， 男， 黑龙江绥化人 ， 工程 师。 v u 1 4 8 - 于彦军 ： 宁安市防洪排水工程东城区排水方案论证 第 1 期 内部排水 网络 ， 同时结合滨水城市景 观建设 城市 内 河的水景观工程 ， 改善 生态环境。本 文就其 东城区 内部排水方案做一简介 。 2 排水分 区 宁安市城区共划分 4个排水 分区 ， 分别 为五里 河 、 西 城 区、东 城 区 和 南 城 区，排 水 总 面 积 3 7 3 1 k m 。其中五里河排水面积1 3 4 2 k m ， 主要由 坡水和平原 区内水组成 ， 其排水需经过东城 区排入 2 号人工湖 ， 经人工湖调蓄后最终排人 牡丹江。由于 西城 区和南城 区排水方式单一 ， 本 次仅分析论证东 城 区 内部排 水方 案 。 东城区排水 区总面积7 3 3 k m ， 主要 由城 市 内 水和部分平原 区内水组成 。根据城 区内现有地形条 件 、 老河道所在位置 、 现有低洼地 和鱼池位置以及总 体规划中城市道路 的布置， 可将东城 区细分 为 3个 小的排水分区， 各排水分区情况见表 1 。 表 1 东城 区排水分 区基本情况统计表 k m 3 排水方式 根据规划区内地形条件及推求 的水位关 系， 东 城区内部各排水分 区内水均可 自排入 内部 承泄区 ； 而排水总出口处地面高程较低 ， 但通 过出 口前排水 沟道与 内部承泄 区( 人工湖 ) 相连 ， 具有一定的 内部 调蓄条件 ， 当排水闸前起 调水位较高时可实现 自排 ， 当排水闸前起调水位低于外江 5 a 一遇洪水位时， 可 以通过强排将 内水排入牡丹江 ， 也可 以采用外水 高 时关闸 ， 将 内水水位壅高 ， 以自排方式排出内水。 因此确定排水采取 自排 与强排相结合 、 蓄泄兼 顾的排水方式 ， 先滞蓄再强排 、 自排 ； 有条件时 自排 ， 没有 自排条件时强排 。 4排水工程布置 排水工程规划结合滨水城市建设 ， 尽量营造城 区的水环境 。根据宁安市城市总体规划布局及排水 分 区划分情况， 东城区 内部排水工程 主要利用现有 鱼塘及低洼地开挖人工湖 ， 并与排水沟道连通 ， 形成 具有一定调蓄作用的排水 网络系统和城市 内河湖连 通网络。利用排水 沟道布置打通原有老河道 ， 城市 内部排水沟道 即为景观 内河 ， 利 用现有鱼塘及低洼 地开挖 ， 既可调 蓄内水 ， 又能作为景 观湖， 景观 内河 出口即为排水沟道出口。 排水线路选择上应遵循如下 5条原则 ： 尽量 利用原有沟道和地势低洼处布置排水沟道 ； 尽量 减少排水 出口， 以减少穿堤建筑物数量 ； 排水 出口 附近有条件的地方应布置人工湖或湿地 ， 以作 为内 水承泄区或滞 蓄内水 减小建筑物 规模 ； 排水线 路 应选择在少占耕地 、 拆迁房屋及建筑物少的地带 ； 排水沟道的布置要考 虑城市 内河 景观河道要求 ， 尽 量与景观相协调 。 排水工程具体布置如下 ： 按照规划 区内的实际地形 ， 现有 2处地点可利 用鱼塘和低洼地开挖人工湖作为 内部排水 承泄区 ， 内水经人工湖调蓄后排入牡丹江。其 中 1号人工湖 位于宁安镇第一小学西侧 ， 面积为0 0 7 1 k m ； 2号人 工 湖 位 于 污 水 处 理 厂 东 侧 带 状 区 域 ， 面 积 为 0 3 8 6 k m 。规 划 布 置 排 水 沟 道 1 9条 ， 总 长 度 1 4 4 8 1 m， 其 中排水 干沟 3条 ， 总长2 7 9 1 1T I ， 排 水支 沟 2条 ， 总长3 9 8 0 1T I ， 直斗沟 4条 ， 总长2 6 9 0 I l l ， 斗 沟 1 0条 ， 总长5 0 2 0 m。其 中 1 号排水沟道长9 2 9 m， 排水入 1号人工湖 ； 2号排水沟道长1 1 6 8 m， 其上游 与 1号人工湖连通 ， 排水人 2号人工湖 ； 3号排水沟 道长6 9 4 n q ， 其上游通过 1 、 2号人工湖与 1 、 2号排水 沟道连通 ， 排水通过三合排水 闸站排人牡丹江 ； 21 支沟长2 2 6 5 m， 排水入 2号排水沟， 并将其上游打通 与 1 号排水沟连通 ， 形成连通的景观水系。 5 排水 方案 东城区的内水及五里河 的坡水 、 平原 区内水通 过三合闸排人牡丹江 ， 排水流量较大 ， 而三合闸已老 化严重 ， 只有1 m 宽的混凝土闸门， 运行不便 ， 当外江 水位较高时 ， 内水排泄不 畅， 堤 内多次受淹 ， 本次将 三合 闸拆除重建 。 排水方式按 自排 、 强排和 自排 与强排 相结合等 一 1 49 2 0 1 3年第 1期 ( 第4 1 卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 1 2 01 3 ( T o t a l N o 4 1 ) 方案进行 比选 。具体方案如下 ： 5 1 方案一 ： 自排方案 考虑 1号湖和 2号湖 的滞蓄作用 ， 根据三合 闸 前不同水深对来水 量进行调洪计算 ， 推求三合 闸设 计排水流量 ， 内水设计标准为l 0 a 一遇 ， 根据洪水遭 遇分析 ， 外江承泄区采用5 a 一遇洪水位。排水闸闸 宽为1 0 5 I T I 。三合闸排水流量比较成果见表 2 。 表 2 三合闸排水流量 比较表 备注 ： 沟道出 口水位 与2号湖对应水位为内水起调水位 。 由表 2可见 ， 方案 l 方案 3的起调水位均低于 外、江5 a 一遇洪水位 ， 此时需关 闸， 不能 自排 ， 当 2号 湖来水量加大， 内水水位升高超过外江水位时， 才能 开闸实现 自排 ， 此方案对闸门的开启调度较难 ， 管理 不便。方案 4的起调水 位高于外江5 a 一遇洪水位 ， 可 以实现 自排。 从 4个方案 的排水流量看 ， 方案 4的排水流量 最大 ， 且 与 3号排水 沟道排 水 流量 ( 2 6 6 i n s ) 相 当， 由于本次 4个方案 比选 的闸门尺寸相同 ， 因此对 工程规模影响不大。同时由于排水沟道作为景观 内 河 ， 为保持河水 的流动性和景观水位的要求 ， 方案 4 的排水河道水深不影响景观水深 。 因此 自排方案推荐方案 4， 即起调水位为2 4 7 I n ， 排水流量2 6 6 I n s 。 5 2 方案二 ： 强排方案 三合闸为东城 区排水 的唯一出 口， 根据石头水 文站 统 计 成 果 ， 牡 丹 江 1 0 a一 遇 洪 水 持 续 时 问 4 d ， 此时三合闸处外江水位高于 内水位 ， 不能 自 排 ， 考虑城 区的安全 ， 需设置强排站 。 泵站强排流量 由 2号湖洪水调节计算确定 ， 根 据 出 口处 沟 底 高 程 ( 2 4 5 1 1 m) 、 平 均 地 面 高 程 ( 2 4 7 3 IT I ) 以及 2号湖附近平均地 面高程 ( 2 4 7 I n ) ， 考虑闸前最小水深要求 和 2号 湖洪水不 出槽 ， 确定 起排水位为 2 4 5 6 、 2 4 6 、 2 4 6 5 m和 2 4 7 1T I ， 对应 2号 湖最高水位 2 4 7、 2 4 7 5 m和2 4 8 I T I 进行组合 ， 各方案 排水流量 比较成果见表 3 。 表 3 三合排水泵站强排流量比较表 备 注 ： 沟 遁 出 口水 位 与 2号 湖 对 应 水 位 为 起 排 水位 。 由表 3可见 ， 沟道起排水位为2 4 5 6 i n 时， 方案 3 不需要强排 ， 设计洪水总量可全部存人 2号湖 内； 方 案 2的排水流量最小 ， 但排水历时较长约 9 d ； 沟道 起排水位为 2 4 6 1T I 时， 方案 3不需要强排 ， 设计洪水 总量可全部存入 2号湖 内； 方案 1泵站流量较 大， 投 资高 ， 年 运 行 费 用 高 ， 不 经 济 ； 沟 道 起 排 水 位 为 2 4 6 5 I n 和2 4 7 m时， 方案 2与方案 3的泵站 流量也 较大 ， 不经济。 综合来看 ， 沟道起排 水位 为 2 4 5 6 1 T I 时 的方 案 一 1 5 0 1 、 起排 水 位 为 2 4 6 m时 的方 案 2和起 排 水 位 为 2 4 6 5 m时的方案 3比较合理。 由于 2号湖右侧 周边地面高程较低 ， 平均地面 高程约 2 4 7 i n ， 因此对于湖 内水位达到最高水位时为 防止湖水出槽造成 内涝 ， 需在 2号湖右侧部分地段 修建堤防。本次结合沟道起排水位 2 4 5 6 、 2 4 6 I n 和 2 4 6 5 m 3个方 案的泵站投资 和堤 防投 资进 行 了 比 较 ， 比选结果见表 4 。 从比选结果可 以看 出， 方 案 3泵站和 堤防工程 于彦军： 宁安市防洪排水工程东城区排水方案论证 第 1 期 总投资最大 ， 修筑 土堤 工程量较大 、 长度 较长 ， 不作 最优选择 ， 而方案 1 虽然总投资最少 ， 但是泵站规模 稍大。 综合上述分析 比较 ， 本 阶段 推荐排水 沟道起排 水位为 2 4 6 m时方案 2的排水流量作为强排流量 ， 即 三合排水泵站设计流量为 3 4 m s 。 表 4 排水泵站投资比较表 5 3 方案三 ： 自排与强排相结合 通过上述 自排和强排方案的 比较成果中可以看 出 ， 两个推荐方案的 2号湖控制最高水位较接近 ， 自 排方案为 2 4 7 3 m， 强排方案为 2 4 7 5 m， 但 当选用 自排方案 时， 虽然保证 了非汛期 ( 外 江水位低 于5 a 一 遇水位时) 景观河水的流动性 ， 但作为城区来说洪 水期不利于城市排涝 ； 当只选用强排方案时 ， 虽然可 解决 内涝问题 ， 但非汛期为保持景观河水 的流动性 ， 须起用泵站抽水 ， 运行费用 过高。因此应考虑 自排 和强排相结合的排水方式。 1 ) 按近远期相结合的方式在排水出 口处设一座 排水闸站。近期在东城区规模未发展到 2号湖附近 时， 按推荐的 自排方案只修建排水 闸， 此时排水出 口 附近低洼地在汛期如受 内涝损失不 大， 远期东城 区 发展到 2号湖附近时， 为防止城区受 内涝影响， 再配 套修建三合排水泵站 ， 解决城区内涝问题。 2 ) 近期建成排水闸站。由于规划排水 出口距离 三合灌区渠 首泵站较近 ， 约2 5 0 m。因此 ， 排水 闸站 建成后可将景观河道 内的水引入三合灌 区 ， 可作为 三合灌区灌溉水源 ， 这样可 以减少 自牡丹 江提水 的 扬程 ， 节省泵站年运行费用 。 三合灌区设计灌溉面积2 9 0 0 h m ， 现状实灌面 积 约 5 3 0 h m ， 渠 首 三 合 抽 水 站 现 状 设 计 流 量 1 2 m s ， 始建 于 1 9 5 7年 ， 翻建 于 1 9 8 8年 ， 1 9 9 1年 开始运行。 目前由于运行时间长和缺少维修资金等 问题 ， 三合抽水站设备陈 旧、 老化严 重 ， 大部分设备 都是带病运行 ， 存在着极 大的安全 隐患 。根据 2 0 1 0 年 1 1 月黑龙 江省水利水 电勘测设计研究 院编制 的 黑龙江省宁安市渤海泵站更新改造工程 可行性研 究报告 J ， 拟将三合抽水站拆除重建 ， 新建渠首泵 站设计流量 2 4 8 m s ， 设计扬程7 4 6 m。 本次可研 经计算 ， 利用三 合排水 站 ( 设计 流量 3 4 m s ) 为三合灌区补水 ， 可 以满足灌 区设计流量 要求 ， 且可减少提水扬程 ， 可节省泵站年运行费用约 6万元 。目前 ， 在国家大型泵站更新改造资金没有到 位前 ， 三合灌溉泵站带病 运行 ， 灌 区水量不 足， 无法 达到设计灌溉面积 ， 影响产量和效益 ， 近期建成三合 排水闸站不但可满足城市防洪排水要求 ， 还可解决 三合灌区灌溉水源 问题 ， 一举两得。而且现有的三 合抽水站不需要拆 除重建 ， 只在三合排水 闸处新建 双向的排水( 兼灌溉) 泵站即可 ， 该项 目利用 国家大 型泵站更新改造资金较有利 。 经上述分析 比选 ， 本次规划东城 区排水 出 口推 荐采用 自排和 强排相结合 的方式 修建 三合排水 闸 站， 设计 自排流量 2 6 6 m s ， 强排流量3 4 m s ， 排 水泵站兼顾 灌溉任务 ， 该排 水 闸、 站 在近期 一次建 成 ， 尽早发挥效益。 参考文献： 1 黑龙江省水 利水 电勘测设计研究 院 黑龙 江省 宁安 市滨 水城市建设水利 工程 规划报告 R 哈尔滨 ： 黑龙江 省水 利水 电勘测设计 研究院 ， 2 0 1 1 2 中华人民共和 国水利部 G B 5 0 2 8 8 - - 9 9灌溉与排水工程 设计规范 S 北京 ： 中国计划出版社 ， 1 9 9 9 3 黑龙江省水 利水 电勘 测设计研究 院 黑龙 江省宁安 市渤 海泵站更新改造工程 可行 性研究报告 R 哈尔滨 ： 黑龙 江省水利水 电勘测设计研 究院 ， 2 0 1 0 一 l 51