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    科学技术论文

    山区建筑排洪对策分析

    时间:2020年04月03日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

    [摘要]文中选取鞍山市一典型山区建筑项目,从山区的产汇流特点出发,划分园区的汇流区并确定洪水流量,对园区的防洪排涝总体布局方案进行分析比较,提出相对合理和可借鉴的应对方案。 [关键词]山区建筑;防洪排涝;产汇流 1概述 这次论述的项目区位于辽宁省鞍

      [摘要]文中选取鞍山市一典型山区建筑项目,从山区的产汇流特点出发,划分园区的汇流区并确定洪水流量,对园区的防洪排涝总体布局方案进行分析比较,提出相对合理和可借鉴的应对方案。

      [关键词]山区建筑;防洪排涝;产汇流

    城市建筑

      1概述

      这次论述的项目区位于辽宁省鞍山市,项目规划用地面积为7.85万m2。根据项目规划总体安排,拟将规划用地上现有低洼区域回填,并依托原地形,形成南北高,中间低,西北向东南倾斜的园区地势。园区规划内部地面高程自山体侧至外围道路侧比降为2.46%~4.99%。园区出入口紧邻市政道路,市政道路下设市政排水干管排水至太子河一级支流南沙河。

      2产汇流分析及洪水流量确定

      2.1暴雨洪水特性

      项目区地处鞍山市太子河一级支流南沙河流域中上游,该地区形成暴雨的天气系统主要有华北气旋、江淮气旋、台风、低压冷锋及高空槽等。项目区地势较高,区域集水面积较小,洪水汇流历时较短,一般在5~10min之内,即项目区的洪水主要受短历时暴雨影响。由于项目地点并没有雨量站,此次采用与项目距离较近的立山水文站降雨资料进行分析。项目收集了立山站1981年至2015年共35年年最大10min降水量资料。经计算,项目地点多年平均最大10min点暴雨量为15.9mm,多年平均最大1h点暴雨量为33mm。

      2.2汇流区划分

      根据园区外围地形分析,将园区外围坡面划分为5个汇水分区,计为1~5号汇流区。在各汇流区的适当位置确定了汇流集水点,收集汇流区内洪水通过设置排水通道进入市政排水系统。项目位于辽宁省水文分区Ⅰ2区,园区外围各汇流区的河沟集水面积、沟长及河沟比降均在地形图上量算,汇流区面积0.005~0.091km2。由于项目区域设计洪水计算主要受10min暴雨影响,故采用实测系列法对设计10min暴雨进行复核。选取立山站1981—2015年,共35年连续年最大10min降雨系列,计算设计10min暴雨,10min暴雨频率计算采用矩法,线型采用P-Ⅲ型曲线。由于实测系列具有35年实测资料,系列年限较等值线图法长,计算精度更高,故此次设计10min暴雨采用实测系列法计算成果。

      2.3设计洪峰流量

      设计洪峰流量按如下公式计算:QP=0.27ψPiPFiP=PτP面/τPτP面=P24P面24n2p-1×6n1p-n2p×τ1-n1pτ=x(L/J)y式中:QP为设计洪峰流量;ψP为设计洪峰径流系数;F为集水面积;iP为相当于汇流时间τ的设计面暴雨强度;PτP面为一定频率下τ历时的设计面暴雨;P24P面为一定频率下24h历时的设计面暴雨;n1p、n2p为短历时暴雨衰减指数;τ为汇流时间;L为河流长度;J为河道平均坡度;x、y为地区汇流参数。园区外围各汇流区,10年一遇设计洪峰为0.28~2.31m3/s,24h洪量为0.04~0.76万m3。

      3防洪排涝方案

      3.1防洪标准

      园区防洪标准根据《城市防洪工程设计规范》中2.1.1、2.1.2条规定选取。园区防洪工程等别按Ⅳ等考虑,选取防山洪的工程设计标准为10年一遇。

      3.2总体布局

      3.2.1拟定原则

      1)安全性为主的原则。考虑到园区人口密集、不动产经济价值较高,各方案均应将确保园区防洪排涝安全放在首位。保证当发生设计标准降雨情况下,雨水不会漫溢至园区地面;当发生超标准降雨情况下,漫溢至园区地面的水流不会对园区安全造成较大影响。2)尽量降低对园区规划布局影响的原则。在园区已有的现状排洪方案的基础上局部优化方案,针对不同汇流区特性,综合分析拟定各汇流区排洪方案,尽量不做大的改动。3)尽量节省工程投资和后期维护费用的原则。排洪方案应充分考虑各种不利条件,各种方案的不利条件在实施中能否克服;同时各排洪方案在建成后是否易于维护,保证排洪功能不失效。

      3.2.2排洪方案优缺点分析

      1)外围截洪沟导流。优点是对园区无影响。缺点包括投资非常大;对园区外围局部景观有破坏;存在征占地问题;可维护性较差。受汇流区地形影响,截洪沟线路较长,且断面不宜过大,整体比降不宜过大,降雨将导致截洪沟上游坡面泥沙、树枝等进入截洪沟,会阻塞截洪沟,后期维护工作量较大;工程安全性较差。园区外围山体较陡,表层杂填土较厚,稳定性差,局部边坡达到1∶1.5,在陡边坡位置设置截洪沟会进一步增加山体边坡风险,一旦遭遇强降雨,极易造成局部土体失稳,造成截洪沟的破坏,造成工程功能失效,影响园区安全。

      2)园区地面分散导流。优点是对园区日常基本无影响;实施方便,基本无投资。缺点是园区道路设计需兼顾雨水走向;大量雨水从园区通过,会有部分漂浮物及泥沙滞留园区,增加后期清洁工作量;安全余度较低,流量较大时对道路行人安全有影响。3)园区地下管涵导流。优点是对园区无影响。缺点包括投资较大;与园区内其他设施可能有交叉,对其他工程布置有影响;对外围市政雨水管涵有承接要求。4)直接外排。优点是对园区无影响;实施方便。缺点是对地形条件要求较高。

      3.2.3方案比选

      结合各分区实际地形特点,综合考虑汇流量、园区定位、管理、排水、景观等综合需求,对各分区排洪方案进行比选分析。1)1号、2号汇流区。这2个汇流区相邻且汇水面积均较小,两分区间分水岭高度较小且均靠近园区南侧,排洪方案确定可将两分区打通。考虑该分区距离园区外道路较近,且现状地面高程普遍高于外围市政管网高程,推荐采取直接外排方案,将雨洪直接导入市政雨水管网。2)3号、4号、5号汇流区。

      这3个汇流区洪水在坡面下游汇集后,由于下游园区地面设计高程较高,且其距离园区外道路较远,其间间隔分水岭高程较高,在无大量工程措施的基础上,不具备直接外排条件,因此该分区均不考虑直接外排方案。这三个汇流区规划标准排水流量共计可达3.0m3/s以上,采取园区地面分散导流,不但水深和流速均超出园区人居安全能够承受的范围,且雨水流经园区后对园区环境影响较大,增加了原有园区规划排水压力,影响园区规划排水布局,因此该分区不考虑园区地面分散导流方案。推荐将该分区洪水通过地下管涵引入园区地下管涵,最终集中排泄至外部市政雨水管网。

      3.3工程布局

      3.3.11号、2号汇流区

      在1号汇流区东侧设置排水管涵与道路北侧的市政雨水管涵连接,O-P管涵长度约30m。对1号、2号汇流区下游与园区临近位置形成的洼地进行局部回填,以避免局部水深较大,影响园区挡墙稳定以及周边安全。1号、2号汇流区排洪方案初步估算需回填土方约1200m3,回填面积约1000m2,O-P段管径600mm、管涵30m。

      3.3.23号、4号、5号汇流区

      沿园区外围3号~4号集水点段布设截洪沟92m,3号汇流区山洪经截洪沟明排至4号集水点,3号汇流区洪水从A点自南向北经管道在4号汇流区附近B点与4号汇流区洪水汇合后,由管道自西向东在E点承接5号汇流区洪水后,向东南方向出园区与市政管网在F点相接;5号汇流区洪水自C点进入管道,经D点于E点汇入主管道。将规划排洪管涵线路分为5段,A-B,B-E,C-D,D-E,EF,各管道长度分别为100,155,90,72,50m。3号、4号、5号汇流区排洪方案根据线路走向及管径,需建设集水井3座,C-D,D-E段管径400mm、管涵162m,A-B段管径600mm、管涵100m,B-E,EF段管径1000mm、管涵205m,管涵合计长度约467m。

      4结论

      为确保山区建筑排洪安全,首先要根据园区规模确定防洪标准,合理划分汇流分区,明确排洪流量,并根据区域排水安排确定洪水出路。这里很重要的一个问题是洪水出路问题,对于人工排水通道必须确保其排水能力能够满足项目需求,这是所有建设方案的前提。具体方案中要优先采用对园区影响小的排洪方式,必须经过园区的洪水优先利用地下管涵。确保影响园区的洪水均有合适的出路和有效的措施,同时还要适度考虑超标准洪水,在截洪沟开挖和管道选择时留有余地。

      [参考文献]

      [1]白红卫.建筑场地中的防洪排涝设计[J].建筑技艺,2015.

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      [3]杭州市西溪国家湿地防洪排涝问题的探讨[J].商品与质量:建筑与发展,2011(11):90-92.

      [4]李鸿奎,徐扬,陈钢.南京牛首山文化旅游区佛顶宫项目给水排水设计特点解析[J].给水排水,2017(01).

      [5]林升.大学城防洪排涝系统建设中的几点反思与建议[J].南方建筑,2006(07).

      [6]杨俊军.城市防洪排涝体系建设的问题及对策[J].河南水利与南水北调,2018(07).

      建筑工程师论文投稿刊物:《城市建筑》杂志是由哈尔滨工业大学建筑设计研究院与哈尔滨工业大学建筑学院共同主编,中国建筑学会作为支持单位和新生杂志,旨在从城市、建筑设计及其理论研究等方面,探讨城市、建筑、城市与建筑问题。

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