金湖城区防洪排涝综合整治规划

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1.现状主要问题及其分析 1.1规划区概述

1.1.1地理位置与规划范围

金湖县位于淮河下游,江苏省中部偏西,东经118°53'~119°22',北纬32°47'~33°13'。东与宝应县、高邮市隔水相望,南与安徽省天长市相邻,西与盱眙县、洪泽县交界,北与洪泽县毗邻。县域以西紧邻我国五大淡水湖之一—洪泽湖,境内东部有白马湖、宝应湖、高邮湖,淮河入江水道自西向东横穿腹地。县域总面积1394km2,其中,陆地面积930km2,水域面积420km2,滩地面积44km2。

金湖县城区位于县域中部偏西,三河南岸,东经119°06,,北纬33°02,,属淮河水系。城区地形平坦,西部略高,地形自西南向东北微微倾斜,地面坡降1‰,平均高程(废黄河高程,下同)10m左右,属冲积湖平原,土质大部分为亚粘土。

城区地势以北部(三河河堤)、西部和南部为高。其中三河堤顶高程为15.00m,西部和南部高程在18m左右。东部较低,地面高程在9.0-9.5左右。 1.1.2气侯条件

县城区气候比较温和,四季分明,雨量充沛,日照充足,属亚热带湿润地区季风气候。全年平均气温14.6℃,平均无霜期217天,年平均日照为2136.3小时,平均蒸发量1415.4mm。由于受季风影响,

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降水量季节性变化显著,冬季雨水稀少,夏季雨水集中(约占全年的65%左右)。

据金湖站统计,多年平均降水量约994mm,最多年1679.2mm(1991年),最少年416.5mm(1978年)。一日最大降雨量为207.2mm,出现在1975年8月15日。三日最大降雨量为292mm,出现在1975年8月15日至17日。全年降雨多集中在6—9月份,多年平均为625.9mm,占年降水量的63%,最多年1320mm(1965年),最少年259.2mm(1978年)。其中:6月年均降雨量136.2mm;7月年均降雨量240.9mm;8月年均降雨量156.2mm;9月年均降雨量92.5mm。 1.1.3城区水系

除入江水道外,县城区骨干河道南北向有东截水沟、利农河、利东河、东西向主要排水河流有利民河、三里桥河、老新建河、新建河、城西排涝河、大兴河等,城区及上游的雨涝水和未处理的污废水分别排入上述河流后汇入利农河,向南经黎农尾闸进入高邮湖。非汛期利农河水位一般保持在7.5m左右。当三河水位超过8.0m时,则关闭黎农船闸,防止三河水入利农河。城区排水以自排为主,机排为辅。

(1)入江水道(三河)

金湖县城区位于淮河流域下游,汛期上游15.8万km2的洪水经洪泽湖调蓄后,主要沿淮河入江水道归江入海。城区北面是淮河入江水道, 该河全长56Km,金湖县境内31Km,河道宽3Km,是排泄淮河流域上中游15.8万Km2洪水入高邮湖的主要通道。该河设计行洪流量12000m3/s,最高水位达12.14m(50年一遇)。其作用一是使淮河上

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中游洪水直接排入高邮湖,二是通过东西偏泓节制闸,将三河水位控制在7.5m,为本县丘陵地区提供稳定的灌溉水源,并保障县城区生活和工业生产用水;三是稳定三河水位,提高三河航运能力。入江水道三河南堤城区段堤顶高程15m左右,堤顶宽6~8m,迎水面已铺设块石护坡,堤防标准满足城区50年一遇防洪要求。

(2)利农河

利农河是金湖县入江水道改道段以西丘陵地区的一条排涝、防洪、灌溉、航运骨干河道。北自黎农闸与三河相通,南至黎农尾闸与高邮湖相接,全长16.75Km,流域面积154.12Km2。

由于利农河流域安徽省天长市部分山丘区地势陡,坡度大,汇流快,若县城日降雨150mm(约10年一遇),入江水道行洪4000 m3/s时,县城附近水位达到10.3m,县城区和利农河以东70Km2将处于高水位之下。为此,在大寨河北侧建有利农河腰闸(B=8m),节制大寨河南的高水不再北灌。

(3)大兴河

大兴河开挖于1973年,西至利农河大兴闸,东至利东河,全长2.5Km,为城区涝水东排及城东区农田涝水排入利东河的内排河道,具有防洪、排涝作用,河底高程5.0m,底宽5.0m,坡比1:1.5。该河南岸为金湖东路,路面高程11.0~11.5m,北岸堤顶高程11.0 m,顶宽4.0m,河正常水位为7.5m。

(4)新建河

该河位于规划的环城南路以北150m,西至新建灌溉站,东至利

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农河,全长3.7Km,用于承泄县城西南高地19.67Km2的洪水下排至利农河。河底高程5.0m,底宽4.0m,坡比1:2.0,两岸堤顶高程13.0~18.0m,是城区南部的防洪堤。

(5)利民河与三里桥河

为利民河与三里桥河主城区内河道,承担城区的排涝、纳污任务。利民河底高程5.5 m,底宽4.0m,长1.43Km; 三里桥河底高程5.0m,自护城闸站至衡阳路长2.52Km,底宽7-14.0m。衡阳路以西至同泰大道之间该河窄缩为排水沟,长度1.72km,宽度在4-10m;同泰大道以西至八四大道之间为排水农沟,其间长度1.0km,宽度4-10m。

(6)金湖路以南诸河

主要有南一河至南七河、任庄河、老新建河等城区河道,目前主要承担金湖路以南地区的涝水、污水以及西海水库、东海水库的弃水,上述河道均排入新建河,最后进入利农河。 1.1.4 社会经济状况

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1.2现状主要问题及其分析

经过多年的建设,县城水利建设取得了很大成就,主要排水、防洪体系已经形成,排水控制建筑物基本完备。但由于城市化进程的加快,金湖县城区水利建设仍然存在一些问题,分析如下:

(1)城区水系紊乱,排涝标准偏低。

随着城市扩建和工业园区不断向西发展,大量的农田改为企业用地,打乱了原来的农田排水格局,大量的塘坝、排水沟塘被填平为厂区,地表径流不能有效调蓄,加上水系紊乱,导致排水不畅。工业化进程改变了城区的下垫面条件,地表不透水层急剧增加,城区水面率降低,使得地表径流系数加大,汇流时间缩短,原来的排水设施难以满足城区排涝要求。暴雨导致的道路积水、局部低洼地区受淹状况频繁发生,城区实际排涝标准仅有5年一遇左右。

⑵城区河道淤塞严重,河道水质恶化。

金湖县城区排水系统为合流制排水体制,工厂废水未经市政排水管网直接排入水体。利民河、三里桥河是县老城区内的两条骨干排涝河道,承担上游园林路西6.1平方公里洪水及老城区2平方公里涝水外排任务,河两岸企业、居民集中。经过多年运行,河道淤塞严重,自净能力基本丧失。加之近几年上游城区扩建和工业园区快速发展,企业废水、生活污水越来越多。根据《金湖污水处理厂可研报告》,主要污染物浓度指标为:CODcr为280mg/L,BOD5为160ml/L,SS为200mg/L,NH3-N是25mg/L,TP为2mg/L。城区水质总体为劣Ⅴ类水。加上河水流动性差,水体发黑、变臭,水环境严重恶化,必须加以整

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治。

⑶城区河道连通性差,难以体现水乡特色

金湖路北城区面积达11.1km2,仅有三里桥河和利民河两条河道,利民河向西到园林路仅1.6km,三里桥河向西到衡阳路西果园小区2.8km为比较开阔的河道,河宽在25~35m,再向西仅为宽度4m的排水小沟穿过企业厂区。衡阳路以西园区内缺少宽阔的河道与此两河以及金湖西路以南的河道相连。利农河以东地区目前为农田排灌沟渠,其布置形式为树状结构,连通性差。

目前河道、坑塘的水源主要是城区污水、降雨和部分地下水补给。在连续无雨情况下,由于水源不足,河道、坑塘水面面积较小,流动性差,与城区水乡特色不相适应。需要在沟通河道的基础上,引入外界水源,促进城区河道流动,改善水景观。

(4)缺少城市备用水源,饮水安全受到威胁

金湖城区的饮用水源来自三河。三河水质受淮河上游水质影响,当淮河中、上游排污时,山河水质恶化,影响城区的饮水安全。因此,需要开辟备用水源。

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2.规划标准与依据 2.1 规划范围

本次规划的范围,县城区西至城西干道(即金宝南线绕城段)、东至利东河、南至南环路(金宝南线改线)、北至入江水道三河南堤,规划城区总面积为34.27Km2。

2.2指导思想与规划原则

(1)服从城市总体规划;

(2)满足防洪、排涝和饮水安全要求; (3)高、低分区排水,尽量自排; (4)尽量减少主城区排涝压力;

(5)水利规划与城市河道水环境综合整治相协调。 (6)增加河道连通性,建设富有水乡特色的水系;

(7)尽量利用现有水利设施和水系,减少工程占地量和拆迁量,降低工程投资;

(8)充分利用雨水资源和自流条件改善河道水质,节约运行成本;

(9)将长远规划与近期规划目标相结合,为今后发展预留空间。

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2.3规划依据

1)《中华人民共和国水法》,2002.10; 2)《中华人民共和国防洪法》,1998.1; 3)《中华人民共和国河道管理条例》,1998.6;

4)中华人民共和国水利部《防洪规划任务书》,1998.10; 5)中华人民共和国水利部《城市防洪规划编制大纲》(修订稿), 1998.6;

6)《城市防洪工程设计规范》,CJJ50—92; 7)《室外排水设计规范》,GBJ14—87; 8)《堤防工程设计规范》,GB50286-98; 9)地表水环境质量标准 GB3838-2002; 10)金湖县城市防洪排涝规划,2006; 11)《金湖县县城总体规划》,(2004~2020); 12)《金湖县水利发展专项规划》,2005;

13)金湖县人民政府《金湖县工业新区分区规划》。2004.10; 14)《金湖县污水处理工程可行性研究报告》,2006。

2.4规划标准

2.4.1 防洪标准

(1)三河大堤防洪标准:洪水设计重现期:50年一遇。 (2)城区河道防洪标准

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现根据《城市防洪工程设计规范》,结合金湖县城市总体规划,城区近期防洪标准取20年一遇。

根据金湖县城总体规划,至2020年,县城城市人口20万人,参照国家《防洪标准》,依据城市社会地位的重要性和非农业人口的数量,金湖县县城等级为Ⅲ级,属“中等城市”,故远期城市防洪标准重现期为50年。 2.4.2排涝设计标准

排涝标准是表达排涝能力的一项技术指标,是指对一定重现期的暴雨,在一定时间内排出所达到的效果。我国目前尚未有一个城市排涝规范,行业标准与学科侧重点不同,计算方法和需探讨的问题也较多。本规划主要借鉴了邻近江阴、芜湖等城市的水利规划成果,并结合金湖县的自然和经济状况确定了排涝标准。

(1)小区排涝设计标准

远期规划实行雨污分流,按城市总体规划中污水工程规划,建设完善污水处理系统,雨水可直接就近排入内河水体。雨水管道设计重现期根据地形特点和地区建设性质来确定。金湖属于小城市,参考《给水排水设计手册》(第5册),重现期取1年。

(2)城区排涝设计标准

江苏省金湖县邻近地区小城市的排涝标准,一般为10年一遇24h暴雨24h排出。本次规划河道排涝设计标准采用10年一遇最大24h暴雨。远期标准,河道排涝设计标准采用20年一遇最大24h暴雨。

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2.4.3水质标准

规划后城区水质应达到不低于V类水水质标准。

3. 城区及工业园区内排水系统规划与调整 3.1不同方案比较分析与确定

金湖县城西北高、东南低。县城涝水分别排向三河、利农河、大兴河、利东河等,区内有太平排涝站、顺河洞、利农节制闸等排水枢纽,排水沟、河布局较为复杂。在设计标准下,城区大部分地区无法自流排水,需要修建排涝闸站排水。

区内水水系已经形成,大规模河道开挖较为困难。排水方案的确定,除满足排水功能外,还要兼顾水环境整治和现有的排水格局。根据分析,排水方案有集中排水与分片排水两种方案可供选择。

对于利农河以西地区,集中排水方案(1)是将除自流排水的部分(排涝三区、排涝五区,该区涝水分别自流进入三河、新建河)外,其他需要抽排的地区集中排水进入三里桥河、利民河,最后通过利农河、大兴河、利东河排入三河。或者(2)将上述涝水通过农抗河排涝站抽排入利农河。上述方案的优点是集中建站(可考虑扩建大兴排涝站),占地少,便于管理,但缺点也比较明显:方案(1)集中向三河排水,水泵扬程高,运行费用较高;方案(2)运行方案较低,但会造成农抗河排水泵站规模过大,增加建设投资,同时降低太平排涝站利率,造成资源浪费。

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对于利农河以东地区,大兴河两侧原为相对独立的圩区,若采用集中排水,则东二区(大兴河南侧)向大兴河排水,而太平排涝站本身设计排涝流量有限,若向三河排水,仍然存在运行费用高的缺点。且会打乱原有的排涝水系。

分片排水则根据地势和水系,兼顾历史排水格局,分成不同的排涝区域,分片排水。分片排水的规划见排涝分区。

分片排水的优点一是是输水距离短,排水效果好;二是充分利用现有排水设施,资源利用效率较高;三是新建排水泵站可作为水环境整治的应急设备利用(当自流引水冲洗河道效果较差时,可利用排涝泵站强制城区河道水流动),河道水环境、生态整治效果具有较高的保证率。因此采用分片排涝的模式更为合适。

根据上述分析,排水规划方案采用分片排水方案,尽量利用原有排水系统,划分不同的排涝区,分片排水,尽量减少投资和运行费用。

3.2排涝流量及排水调度

3.2.1排涝模数确定 (1)小区设计排涝模数

城区雨水管渠设计流量计算以城市暴雨强度公式和雨水流量公式为主,侧重小汇流面积(<2km2)、短降雨历时(<120min)雨水管渠的流量计算,用以推算和校核城市雨水管道、排水沟渠的断面面积。

小区排水采用淮安市的暴雨强度公式计算:

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q=688(1+0.75lgP)/(t+3)0.44 (1)

式中:q-暴雨设计强度(L/s.hm2);t-降雨历时(min);P-暴雨设计重现期,这里取P=1年。

雨水管渠的设计降雨历时,按设计汇流时间计算,包括地面集水时间和管渠内流行时间两部分,计算公式如下:

t=t1+mt2 (2) 式中:t-设计降雨历时(min);

t1-地面集水时间(min),这里取10min; t2-管渠内流行时间(min);

m-延缓稀疏系数,暗管取2,明渠取1.2。

小区排水管道、明渠的设计流量,一般采用以下公式计算: Q=ψqF (3) 式中: Q-设计流量(L/s);

ψ-径流系数,参照《给水排水设计手册》(第5册),取ψ

为0.6;

q-设计降雨强度(L/s.hm2);F-汇水面积(hm2)。

由以上分析,可以确定城中建成区的雨水管道的排涝模数为6.67m3/s.km2。 (2) 城区排涝模数

水利部门一般按“小流域设计洪水计算”的方法,排涝设计流量通过产、汇流计算推求设计暴雨产生的洪峰流量确定,计算方法有推

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理公式法、瞬时单位线法等水文公式。经综合分析,本规划区内排水主河道排涝设计流量采用“综合单位线法”计算。计算中参数的选取采用《江苏省水文手册》中提供的数据和图表。在计算时结合本规划区实际情况,充分考虑具体的流域特性。 (3)设计暴雨推求与分配

近期按10年一遇最大24h暴雨进行设计,远期按20年一遇最大24h暴雨进行设计。

1)设计点雨量

查《江苏省水文手册》,最大24小时雨量均值等值线图和最大24小时雨量Cv值等值线图,得到H24=115mm,Cv=0.5,CS采用3.5CV,查皮尔逊Ⅲ型曲线模比系数Kp值表,得到Kp=1.33(20年一遇为1.99),由此得到24h设计点雨量为152.95mm(20年一遇为228.85mm),计算公式如下:

H24=KpH24 (4) 式中:H24-某一频率设计点雨量(mm);H24-最大24小时雨量均值(mm); Kp-模比系数。

由最大24小时设计点雨量,可以推求出最大1日设计点雨量为136.56mm(20年一遇为204.33mm),计算公式如下:

H1日=H24/1.12 (5) 2)设计面雨量

由设计点雨量推求设计面雨量,计算公式为:

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HmF?KHam (6)

式中:HmF—最大一天设计面雨量;

Ham—最大一天设计点雨量;

K—折算系数,查最大一天暴雨点面关系图可得。

设计面雨量计算结果见表3-1所示。

表3-1 最大一天设计面雨量计算表 p 10% 5% KP 0.998 0.995 H24(mm) 136.56 204.33 Hp(mm) 136.29 203.31 3)设计暴雨分配

按照设计暴雨雨型分配表(24小时雨型、2小时段分配),对设计面雨量进行分配,不同设计标准设计净雨分配见表3-2和表3-3。

表3-2 P=10%设计净雨分配表

时段 比例% 设计暴雨mm 设计净雨mm 内河入流mm 1 0 2 0 3 0 4 0 5 5 6 5 7 10 8 35 9 35 10 5 11 12 5 0 0.0 0.0 0.0 0.0 6.8 6.8 13.6 47.7 47.7 6.8 6.8 0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 39.0 41.3 0.0 0.0 0 0.0 39.0 41.3 0.0 0.0 0 表3-3 P=5%设计净雨分配表

时段 比例(%) 设计暴雨mm 设计净雨mm 内河入流mm 1 0 2 0 3 0 4 0 5 5 6 5 7 10 8 35 9 35 10 5 11 5 12 0 0.0 0.0 0.0 0.0 10.2 10.2 20.3 71.2 71.2 10.2 10.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 4.7 71.2 57.7 0.0 4.7 48 0.0 0.0 0.0 48 32.8 0.0 14

(4)设计净雨推求与分配

1)设计净雨量

采用降雨~径流关系法P+Pa~R,由设计降雨推求设计径流。 前期影响雨量:Pa=αIm 式中:?—前期影响系数,查最大一天暴雨前期影响系数?值表,得

一天暴雨对应的?=0.60;

Im —最大初损值,查最大初损值Im表,平原区Im=90mm。

查淮河区旱地次降雨径流关系曲线图,由于一日暴雨量超过100mm很多,所以采用公式:

R?(P?P?)?b (7)

式中:R—最大一天净雨量,mm;

P—最大一天设计面雨量,mm;

P?—最大一天前期影响雨量,mm。

由此得到最大一天净雨量为82.29mm(20年一遇为133.31mm)。 2)设计净雨分配

采用初损后损法求净雨深。

总损失量:I=P-R=56mm(20年一遇为70mm) 初损值:I0=Im-Pa=36mm(20年一遇为36mm) 后损值:It=I-I0=20mm(20年一遇为34mm)

根据暴雨分配过程,先扣除初损值,然后在产生净雨的时段内均匀扣除后损值,即得到净雨深。计算结果如表5-3所示。城市雨水管道是以一年一遇排水能力控制的,故需逐时段推求入河涝水,结果见

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异,减少抽排费用。

当利农河、利东河水位低于三河时,城区需要抽排时,尽量启用农抗河闸站,抽排城区涝水。当利农河水位较低,城区排涝压力较小时,可通过闸门调度,将园区部分雨水排入三里桥河、利民河,增加城区河道流量,改善其水质。

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3.3骨干水系与建筑物规划

3.3.1排涝骨干水系规划分区 (1)分区原则

1)区内地势差异较小,便于沟、河、管道布置; 2)区内社会经济条件类似,便于统一规划标准和要求; 3)结合防洪排涝规划,减少抽排水量;

4)尽可能利用现有坑塘、水系,减少工程量和投资; 5)尽可能自流引水,或降低提水扬程,节约运行费用; 6)有利于城区水环境整治; 7)分区尽量与骨干道路框架相结合。 (2)分区说明

以利农河为界分为东区和西区。其中利农河以西地区以金湖路为分界线分为西一区(金湖路以北地区,为城区和园区)和西二区(金湖路以南地区);东区以大兴河为界分为东一区(大兴河以北地区)和东二区(大兴河以南地区)。

由于城区和园区的排水及水环境整治涉及到西二区部分河道、泵站,故将该部分河道与建筑物规划,亦纳入城区与园区规划范畴内。 3.3.2园区与城区水系及建筑物规划

本区总体西高东低,总面积10.10km2。西部靠近八四大道附近高

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程在15.0~18.0m,东部靠近利农河地区高程在9.0~9.5m。区内雨污不分,三里桥河、利民河是本区的主要纳污和排涝河道,二者通过园林路下的暗涵连接,河道水质较差。 (1)王庄引河疏浚与南引河开挖

疏浚扩挖王庄引水河,在涵洞处,平行于八十大道,向南开挖南引河至金湖西路北侧300m处(主要是减少征用土地数量金额拆迁成本),该河可承泄原东截水沟50 m3/s的洪水; (2)东截水沟与南引河沟通

废除南引河北段东侧的截水沟,将东截水沟与新开之南引河北段沟通,将东截水沟上游的洪水沿南引河北段、王庄引水河北下,经新生洞排入三河。

(3)园区河(三里桥河西延)开挖

金湖西路南侧绿化带内向东新开河与南四河相连,至南三河北上到金湖西时再向东开挖50m后,破金湖西路向北与三里桥河相通。当利农河水位较低时,园区河道两侧所排放之涝水可通过三里桥河、进入利农河;排涝五区金湖西路以北部分之涝水通过城西暗涵洞、南六河、南四河进入新建河,实现自流排水。

由于该河段东西落差较大,为防止河道水深过小,需要将河道分段设计成阶梯河道。不同河段之间采用溢流堰,以抬高上游水位。溢流堰下接景观跌水,对下泄水流进行曝气,增加河水溶解氧含量,提高河流自净能力。同时景观跌水可提高水流的动感,改善水环境。

保留金湖西路以北原有的排水沟作为排涝沟。

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(4)南六河北侧整治

南六河北侧(南四河以北)河段,由于各种原因,目前河道已

经被企业占用,无法沟通园区河道与南四河,需要进行整治。考虑到大规模征用企业已经占用之土地较为困难,故将该河段采用矩形断面形式,根据排涝和水环境整治要求确定其断面参数。 (5)园区河道骨干水工建筑物规划

除星洲路外,园区河道与道路交叉建筑物尽量采用涵洞形式以减少对道路的破坏和工程投资。园区河道与1号塘坝采用涵闸沟通,可将园区清水引入金湖西路北侧排涝沟。

根据地面高程变化,园区河道设置溢流堰+景观跌水(陡坡)4座。溢流堰主要用于抬高河道水位,保持河道景观所需要的水深;景观既可改善景观,同时增加河道水流曝气,有助于改善水质。溢流堰+跌水(陡坡)的位置见规划图。

通过闸门调度,可将园区部分涝水排入新建河,以减少城区排涝压力,也可在枯水季节将园区雨水引入城区河道以改善水环境。河道节制闸的布置见规划图。

(6)顺河洞闸、站建设与顺堤沟整治

对顺河洞闸进行改建,使之具备排水和引水功能的排引闸;对顺堤沟进行整治,并在衡阳路西侧设顺堤沟闸,控制排涝三区涝水入城。

建设顺河洞排涝站,当利农河水位较高时,关闭顺堤沟闸,将排涝一区亚区3的涝水抽排进入三河。

上述工程的建设,可将城区西北较高地区的涝水通过顺河洞闸、

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站排入三河,实现高水高排,降低主城区的排涝压力。

在利农河水位较低,城区无排涝压力的情况下,发生降雨时,可关闭顺河洞闸,开启顺堤沟闸,将进入顺堤沟的涝水通过衡阳路北涵闸汇入利民河、三里桥河进行河道冲洗。

当三河水位较高且水质较好时,亦可相机开启顺河洞闸、顺堤沟闸,将三河水沿顺堤沟进入利民河、三里桥河进行河道冲洗。 (7)黎城涵开挖、农抗河疏浚与农抗河闸站建设

根据现有排涝格局,当利农节制闸开启时,城区涝水自流或通过黎城闸站、护城河闸站自流或抽排进入利农河南下;当利农河受到南部高地涝水顶托时,必须关闭利农节制闸防洪。此时城区涝水无法南排入高邮湖,城区涝水需经利农节制闸北侧河段,经大兴河由太平排涝站抽排至三河,使黎城闸站、护城河闸站失去抽排价值。

根据排涝模数计算,太平排涝站设计流量尚不足以承担城区和排涝东一区十年一遇的排涝流量。若扩建太平排涝站,提水入三河,运行成本偏高,而且新增排涝流量无法作为城区水质改善应急之用,故将多余涝水进入排涝二区,最后通过新建河排入利农河。

为此,拟在护城闸站向南开挖黎城涵,与农抗河相连;疏浚农抗河;在农抗河与新建河交汇处修建农抗河闸站,将城区部分涝水水沿黎城涵、农抗河通过泵站或闸门向南排入新建河,然后汇入利农河。

利农节制闸以南水位一般保持在7.0m,而三河水位一般在7.5~7.8m。关闭利农节制闸,通过利民河、三里桥河将三河水引入利农节制闸以南河段,稀释城区河道的污水,可达到改善城区水环境的作用。

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3.3.3 西二区水系规划

西二区为金湖路以南地区。南、西方向以绕城路为界,东到利农河,规划面积15.30Km2。

1)南引河南段开挖与金马路提水站建设

沿金宝南线东侧,开挖南引河南段至西海水库堤下;建金马路提水站提水至西海水库,作为县城的备用水源和生态用水之用;二是引金湖西路泵站所提之三河水,通过南七河等河道,冲洗西二区西部的河道,改善水环境。

2)南二河西延与南五河东延

南二河西延与南三河沟通,并在进口处设置进水闸门,控制南三河进入南二河的流量。

南五河东部部分河段尚未与南三河连接,需要进行开挖沟通,增加河道的连通性,便于排水和水环境整治。

3)建筑物规划

修建南五河、南六河节制闸,控制涝水和冲洗用水的流向。具体见规划图。 3.3.4东区水系规划

利农河以东地区,包括北到三河大堤,南到绕城公路,西到利农河,东道利东河的区域,排水面积7.03km2。以大兴河为界分为东一区(大兴河以南)和东二区(大兴河以北)两部分,其中东一区面积3.13km2,东二区面积3.90km2。本区的排水承泄区为三河、利农河、利东河。

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3.3.5东一区规划

在设计暴雨条件下,东一区涝水排入大兴河、利东河,以太平排涝站为排涝出口,向三河排水。当利东河水位较低时也可向南排水至高邮湖。

为便于东一区河道冲洗,拟将北部东西向的大兴排涝河向西延伸到利农河东岸,新建引水节制闸涵,将利农河清水引入本区;在本区东侧开挖沿堤河,沟通南北大兴排涝北河与大兴排涝南河;通过闸门调度,利用大兴排涝站,可对不同河段进行冲洗。 3.3.6东二区规划

东二区排水出口为新建的九里排涝闸站。当利农河、利东河水位较低时,本区涝水也可通过利农河、利东河自流南排,进入高邮湖。

东区属于圩区,地势较为低洼,设计暴雨条件下需要抽排。为减少排涝泵站规模,拟对区内较大的坑塘进行保留,并在暴雨前,根据天气预报,对区内河道、坑塘水位进行预降,以增加滞蓄功能。

考虑到未来用地规划,需对区内凌乱的水系进行调整。拟对东一河进行疏浚,并在西部通过涵闸与利农河沟通,便于引清水入河;疏浚东二河道,将区内水系沟通;沿利东河开挖东三河,以汇集排除区内涝水。规划后的水系和拟保留的坑塘见规划图。

为方便排涝管理,规划后东二区设置单独的排水出口,即在利东节制闸下游新建九里排涝闸站,避免该区涝水与主城区涝水汇合,以减轻太平排涝站的排涝压力。

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3.3.7 主要河道水力学计算

对于逆坡或平坡河道,则需要采用非均匀流公式进行分析。

1)新开园区河道过流能力校核

园区河道按照景观要求进行规划设计,河道底宽5m,边坡1:2,纵向坡度1/500~1/2000,河底距离第一级平台的距离为2m。

河道过流能力按明渠均匀流计算;

Q?ACRi 式中:Q--通过的流量; A--河道断面;

C--谢才系数; R--水力半径;

i--河道比降。 对于梯形渠道:A?(b?mh)h;

P?b?2h1?m2

AR?P 1C?R1/6n

式中:A—河道过水面积;

P—河道过水湿周;

n--糙率系数,可查经验值表;

b—河道底宽; m—河道边坡; h---河道中水深。

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取糙率n=0.025。即使当河道水位达到第一平台,即当水深为2m时,过流能力可达到19~38m3/s,远大于城区和园区的排涝流量(12.6m3/s)和冲洗输水能力(3.5m3/s)。当发生超频率降雨时,水流可通过亲水平台出流,可满足过流要求。

因此,为防止河道水流过快降低河道水位,需要在跌水(陡坡)处修建溢流堰,以保持比较的河道水深。

2)王庄引河与南引河道过流校核

新开挖的南引河和王庄引河相通,其肩负两种功能,第一,汛期排除上游的涝水通过新生洞入三河,起排涝作用,上游涝水流量为Q=50m3/s左右;第二,城区需要活水时,可通过新生洞,引三河水,通过本河道进入城区,起到引三河水入城的作用,即起到引排两用,正向排水、反向引水。这种情况下,需按照排涝设计流量确定沟道断面尺寸,且用反向引水冲洗的要求校核水深和水面宽度。

正向排水时,河道中水流用按明渠均匀流公式进行计算。 南引河和王庄引河拟取底宽b=3m,本区土壤为粘壤土,从偏于安全的角度考虑,取边坡系数m=2,河沟糙率系数n取为0.025,底坡由南向北倾斜,坡度i=1/5000,由试算确定,水深为4.5m时,即可通过50m3/s的涝水。

三河汛期水位为12.5m,考虑安全超高,取安全超高1m,则王庄引河与三河连接处,河道两侧的堤顶高程为13.5m,而王庄引河沟底高程在5-5.5m之间,王庄引河深在8m左右,所以通过4.5m深的水是满足设计排涝要求的。

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引水时,水流逆坡流动,水流为非均匀流情况下的降水曲线,水头损失的计算可通过分析水面曲线确定,用水力学中的分段求和法进行试算。分段求和法应用的基本方程式为:

i?l?h1???122g?h2???222g?hw

式中:h1、h2--1-1断面和2-2断面的水深; ?1、?2--1-1断面和2-2断面的流速;

?l--两断面间的距离;

?--流速水头修正系数,这里取1.0; i--河道比降;

hw--?l流程内的水流能量损失,hw?h沿?C--谢才系数,C??2C2R?l?J?l;

11/6R; nR--?l段内平均的水力半径;

J--?l段内平均的水力坡降;

?--?l段内平均的流速。

反向引水时,三河水位为7.5m,王庄引河与三河交界处的河底高程为5.0m,水深为2.5m,底坡是逆坡引水,i=-1/5000,水流为非均匀流情况下的降水曲线,水头损失的计算可通过分析水面曲线确定,用水力学中的分段求和法进行试算,分段求和法应用的基本方程式为公式(1-5),经试算,从三河到一级提水泵站的位置,引水时水头损失为1m,水位为6.5m,河底高程为5.6m,则王庄引河一级提水泵站的位置水深为0.9m,引水时通过挖前池来增加提水水深。

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