海宁市圩区整治规划设计基本思路与要点
2014-10-23黄朝辉
黄朝辉
(海宁市水利勘测设计所 浙江海宁 314400)
海宁市地处长江三角洲的杭嘉湖平原南缘,钱塘江北岸,是闻名中外的钱塘江涌潮的激射地段,誉称“潮乡”,内陆总面积700.5平方公里。境内河流众多,水系发达,全市共有大小河道2469条,总长达1931.66公里,常水位面积27.53平方公里,常水位蓄水量为 3988万立方米,水域面积50.99平方公里,境内河流主要分属运河水系和上塘河水系。
海宁市南部濒临钱塘江,地势高亢,易受干旱;北部沟通杭嘉湖平原水网,圩田低洼,易遭洪涝,是流域洪涝灾害易发区和防汛重点县市。随着“一轮治太”骨干工程的陆续建成,我市的整体防洪能力明显提高,但地势低洼的圩区整治建设却相对滞后,周边水情工情的变化和地面沉降等多方面因素影响,致使汛期区域内涝水排泄不畅,近年极易发生涝灾,因而各圩区治理需求急为迫切。
1 目前我市各圩区存在的主要问题
(1)缺乏系统性、全面性、根本性的治理,以致涝灾频发。我市圩区治理特点为点多、面广、线长。长期以来由于治理资金不足,已建的大部分圩堤未及时治理、改造,造成堤身单薄,且迎水面绝大部分是土坡,缺少防护措施,随着船行波冲刷和自然风化等作用,圩堤坍塌毁损较为严重,使得圩堤防洪标准不断降低。
(2)圩区内设施管理薄弱,防洪功能削弱。由于多数圩区内工程设施分布乡间村落临河荒野地带,再加上较多地方没有专门的管理机构,同时缺乏管理人员和经费,造成设施常年失修、老化严重、偷盗。另外,由于河道不断淤积、地面沉降严重、违规取土占地、侵占河道等现象进一步加剧了河道断面的萎缩,降低了堤顶高程,以致行洪、排涝能力大为降低,防洪标准快速下降。
(3)设计基础资料缺乏。多数圩区由于涉及多个行政村或镇基层一级,所以社会经济等资料较为匮乏及复杂。由于圩区主要分布在乡村而非城镇区,故高精度的地形资料缺乏,在水文资料方面,因为区域内无水文测站,只能选用临近观测站资料,但数据代表性不强。这些都给圩区整治规划设计工作的开展带来了较大的困难。
2 圩区整治规划设计的基本思路
2.1 深入了解设计整治圩区的基本情况
(1)根据规划设计的需要,可采用调查表的方式对圩区的基本情况资料进行一次较为全面的排模。如社会经济、自然情况、建成年代,当然主要包括圩区面积、区内田面高程、圩堤现状、气象、水文及水系等。
(2)收集并分析圩区现有防洪排涝布置情况及水文分析。防洪工程情况如整个圩区的河道格局和防洪建筑布局,现有的防洪排涝能力(圩堤宽度及标高、排涝站点数、排涝模数、闸宽闸顶标高等)。水文分析可通过历年水文资料采用频率分析法。
2.2 分析圩区防洪面临的形势和存在的问题
(1)随着我市经济社会迅速发展,“两区”及“两新”工程建设的不断推进,圩区内农业产业结构调整升级,城镇化水平快速提高的新情况,这就对我市圩区的防洪排涝能力提出了更高的要求。
(2)根据已掌握资料分析圩区工程建设现状,复核现有圩区防洪能力,计算设计新的防洪及排涝标准。分析存在的主要问题。如现有工程标准低,设备老化,排涝模数小,地面沉降严重等。
2.3 确定圩区整治的标准与任务
(1) 根据<<杭嘉湖圩区整治规划>>和<<杭嘉湖地区防洪规划>>,通过水文分析计算确定圩区的20年一遇防洪标准及10年一遇24小时不成涝的排涝标准。
(2) 根据分析存在的主要问题及现状圩区面临的新要求、新形势,提出并确定圩区整治的主要任务和工程规模。
2.4 制定圩区整治工程措施和布局
(1)在深入分析现有圩区工程建设现状、防洪能力、确定防洪及排涝标准的基础上,提出具体的工程措施方案。如对圩区内部分不达标土堤的加高加固建设,使圩区能达到 20年一遇防洪标准。对区内及区外骨干河道拓宽及清淤,使圩区涝水在汛期加快外排。对圩区内效率低下的排涝设备进行改造或升级,圩区内排水系统(如落河涵洞和排涝渠)实施改建或新建贯通完善等。通过对多个工程措施方案的技术经济比选,合理确定整治方案和措施。
(2)在确定圩区工程总体布局时,应遵循以下原则进行。1、总体上应适应圩区所在地的总规划布局和要求;2、应遵循《杭嘉湖地区防洪规划》治理原则,在防洪规划的原则指导下,进行圩区布局;3、应遵循全面规划、统筹兼顾、突出重点的原则;4、应与河道整治规划相结合,注意上下游水路协调。5、应尽可能的利用现状已有的防洪圩堤与排涝设施。
(3)圩区整治的工程措施应与区外骨干河道整治工程有机结合。骨干河道整治工程的实施能增强河道排水能力,降低河网水位,可避免大规模涝水外排带来骨干河道水位抬高的负面影响,对骨干河道的整治可按照我市《海宁市河道整治规划》进行实施。
(4)圩区整治堤防加固加高措施应与我市河道岸(坡)绿化工程相结合,通过圩堤整治与岸坡绿化的种植,从而达到水清、岸绿效果,并且使圩堤满足防洪标准要求。
3 圩区整治规划设计需注意的问题
(1)关于防洪标准的确定。圩区整治防洪标准的确定应符合流域防洪规划,不得随意提高或降低流域防洪规划所确定的标准。
(2)排涝模数计算是圩区设计的一项重要内容,直接影响排涝泵站的装机规模,故需慎重对待。排涝模数计算方数主要有经验公式法、水量平衡法、平均排除法及河网非恒定流法,而圩区的排涝模数与排涝标准、圩区内的种植结构、圩区内的地类组成、圩内水面率、圩区的平整度、圩区性质(如农村圩区和城镇圩区)和设计雨型等众多因素有关。我市圩区主要分3种:一是农业圩区,农业圩区又分耐淹作物圩区和非耐淹作物圩区;二是城镇圩区;三是混合圩区,圩区内既有农田,又有城镇。通过对圩区暴雨水文资料分析、结合圩区实际情况且考虑平均排除法可避免雨型不同造成的计算结果差异,不同的设计者其计算结果较容易统一特点,故宜采用平均排除法计算出适应自身的排涝模数,从而确定排涝泵站规模。同时,合理的排涝模数选取应当符合杭嘉湖圩区规划中推荐的排涝模数控制范围,具体见表1:
表1 圩区排涝模数推荐范围表(m3/s)/km2
(3)我市多数圩区一般泵站的单台规模不大,出水口多采用拍门断流,对于小型水泵拍门断流具有价格低、关水及时等优点,缺点主要是当拍门开启高度不大时,水力损失大,故设计时宜采用轻型制造的新型拍门来克服上述不足。
(4)在电气设计方面,地方设计单位由于受专业人才配备的限制,往往在电气设计上存在不足,但对小型泵站的水泵制造厂家往往配套提供电动机和动力柜,主要设计任务是电力变压器和主接线方式的选择,设计比较简单,专业配备不足时可委托有关单位设计。由于排水泵站使用次数少,平时办公生活照明用电负荷很小,而主变压器容量大,长时间空载运行能耗大,因此,设计时应特别注意办公生活用电与主变分开。
(5)圩区内水闸设计时,水闸选址应在河口处,但要综合考虑造价、政策处理、施工便利等因素。如遇到河口段房屋拆迁难度较大,可适当避开。水闸设计最小净宽应不小于<<杭嘉湖圩区整治技术导则>>所规定4m 宽,但从加快圩区内的水循环、改善水质角度考虑,在不是非常注重投资的条件下,应尽量把水闸的净宽放大一点。
(6)合理确定圩区调度原则。一般情况下,圩区内常水位高于设计水位,圩区内闸门就会关闭,形成封闭圈后启用泵站进行排水。这样就会使圩区长期处于封闭状态,与区外河道断绝联系,从而水流不畅,恶化区内水环境。因此,可在保证圩区防洪安全的前提下,合理制定水利工程的运行调度原则,适当考虑一定的防洪风险,利于改善圩内水环境。
(7)与其他规划或工程相互衔接。圩区整治规划设计中,应与当地水利规划、村庄整治规划、标准农田建设、粮食功能区建设等有机结合。充分考虑其他规划或工程给圩区建设带来的影响。