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太榆退水渠改造对太原市小店区防洪能力影响分析

2022-03-21

山西水利科技 2022年4期
关键词:小店区渠系水渠

张 灏

(太原市小店区水务局 山西太原 030000)

1 太榆退水渠流域概况

太榆退水渠位于山西省太原盆地东北部,建成于1978年,主要担负着晋中市、太原市两市266.67 km2农田和若干条河流沟道的排退水任务。上游由榆次区王家堡村起,在西贾村进入太原市小店区,沿途经小店区辛村、梁家庄、小北格、侯家寨、三贤村、同过村、东草寨、东柳林、刘家堡、东里解、西里解,在洛阳村穿过潇河,途径王吴、南马,清徐的长头村,在汾河二坝下游约700 m 处汇入汾河。其间,榆次东退水渠、太原北张退水渠均自流进入该渠,薛店退经薛店泵站抽排汇入。

太榆退水渠总控制面积553 km2,其中榆次区308 km2,太原市245 km2,总长度26.35 km,其中榆次段长5.6 km,太原段长20.75 km。该渠原设计总退水流量25 m3/s,即允许榆次东退(即现榆次总退水渠)向太榆退水渠最大排泄流量为11 m3/s,太原段最大排泄流量14 m3/s。太榆退水渠太原段全长20.75 km,起点为晋中、太原分界处节制闸(即太榆退水渠小店段市界节制闸),终点为太榆退水渠入汾河处。其中小店段长19.3 km(见图1),清徐段长1.45 km。

图1 太榆退水渠小店段示意图

随着城市化进程的加快和路面硬化的扩张,加之太原市加大了对小店区南部新区的开发,太榆退水渠的原农田排涝任务逐渐地变成城市防洪排涝任务。多年来,由于小店段渠系没有经过系统化的整修,泥沙淤积严重、渠系断面不断萎缩,原渠道退水流量已经远远不能满足逐步增加的排水量,迫切需要对太榆退水渠(小店段)进行系统规划、系统整治。

2 太榆退水渠(小店段)流域社会经济情况

截至2020年底,小店区下辖7 个街道、1 个镇、2 个乡,共计136 个社区、33 个行政村,总面积295 km2。2020年小店区域地区生产总值完成1 063.7 亿元,增长4.9%;社会消费品零售总额完成587.14 亿元,增长-1.8%;规模以上工业增加值完成199.83 亿元,增长3.9%;固定资产投资完成345.01 亿元,增长2.3%;城镇居民人均可支配收入达到39 978 元,增长5.9%。2020年全区综合实力稳居全省前列,位列营商环境百强区第92 位。全国综合实力百强区位次升至60 位(数据来源:2020年小店区年鉴及小店区政府官网)。

3 太榆退水渠(小店段)改造防洪能力分析

3.1 改造前渠道防洪能力

太榆退水渠(小店段)原设计排涝标准为20年一遇24 小时暴雨3日排除。设计退水流量市界节制闸(见图2)至北张退水渠入口为14.6 m3/s,北张退水渠入口至同过村设计流量为24 m3/s,同过村至穿潇河倒虹入口设计流量为25 m3/s,穿潇河倒虹入口至入汾口设计流量为26 m3/s。

图2 太榆退水渠小店段市界节制闸(改造前)

渠道原断面:堤防型式为土堤,起点(晋中、太原分界入口)至北张退水渠入口底宽8 m,内边坡1:2,设计水深1.9 m,最低洼地区挖深4.5 m,渠道纵坡1/4 000:北张退水渠入口至同过村段底宽12 m,内边坡1:2,设计水深1.9 m,最低洼地区挖深4.5 m,渠道纵坡1/4 000,同过村至穿潇倒虹入口底宽13 m,内边坡1:2,设计水深1.9 m,最低洼地区挖深4.5 m,渠道纵坡1/4 000:穿潇倒虹出口至入汾口底宽10 m,内边坡1:2,设计水深1.9 m,最低洼地区挖深5 m,渠道纵坡1/3 000(见图3)。

图3 太榆退水渠小店段渠道图(改造前)

3.2 改造前太榆退水渠(小店段)排洪情况

多年来,由于渠系没有经过系统化的整修,泥沙淤积严重、渠系断面不断萎缩,太榆退水渠(小店段)原渠道退水流量已经远远不能满足逐步增加的排水量,同时由于淤积,导致建筑物过水断面缩小,形成防汛隐患(见图4)。一遇大雨,渠道流量较大,出现建筑物卡水,抬高渠道水位,造成渠水倒灌农田、村庄。近年来太榆退水渠(小店段)险情情况:2014年7月8-9日,中到大雨,太榆退水渠水位暴涨,顶托北张渠洪水下泄困难,造成北张渠宋环段高水位运行,险情不断。2015年8月1-3日,中到大雨,因晋中境内降雨较大,太榆退水渠(晋中段)来水增大至40 m3/s 以上,太榆退水渠渠(小店段)水位暴涨,小店区西贾村段发生2处决堤险情,其中节制闸东南决口1 处,附近农田进水受淹;西温庄乡横河退水渠段决口1处,决口宽度为1 m。2016年7月18-19日,小店区强降雨,太榆退水渠超警戒水位运行,抢险队对部分堤防进行沙袋加高,上游来水持续增加,水位持续上涨,导致辛村段南侧渠堤决堤2 处,梁家庄村段决堤1 处,渠道西贾-梁家庄段全线告急(见图5-7)。2017年7月25日,由于上游榆次区强降雨,太榆退水渠(小店段)处于高水位运行,凌晨3 点,西贾段漫堤1 处,附近农田受淹。直至7月26日早8 点,太榆退水渠西贾桥段最高水位2.83 m,渠道超负荷运行。

图4 太榆退水渠小店段渠道排洪图(改造前)

图5 太榆退水渠小店段渠道排洪图(改造前西贾段)

图6 太榆退水渠小店段渠道排洪图(改造前西贾桥)

3.3 改造后渠道防洪能力

为加强太榆退水渠小店段洪水防御工作,提高社会和公众应对洪水紧急突发事件的应对能力,高效、科学地开展区域洪水防御应急措施,最大程度地减轻洪涝灾害造成的损失,确保流域安全度汛,全力保障人民生命财产安全和社会经济的持续稳定发展,2019年小店区组织实施了太榆退水渠改扩建工程。

工程实施后太榆退水渠(小店段)防洪标准为20年一遇24 h 暴雨1日排除,依据《城市防洪工程设计规范》(GB50805-2012),相应主要建筑物级别为1级,堤防安全加高值取1.0 m。设计退水流量:市界节制闸(见图8)至北张退水渠入口设计流量为50 m3/s;北张退水渠入口至小店、清徐分界处设计流量为70 m3/s。工程主要内容包括:15.95 km 渠道拓宽以及全线渠道清淤工程,新建部分段两岸渠堤、抢险路,及渠系建筑物(闸、桥梁、渡槽、退口、泵站等)改建;新建潇河泵站1 座(见图9)。

图8 太榆退水渠小店段市界节制闸(改造后)

图9 太榆退水渠小店段潇河泵站图

渠道改造:新建两岸渠堤,堤防均为土堤,迎水面堤坡采用生态型式防护,局部段因两岸基本农田限制,采用混凝土重力式,渠堤高3.2~4.5 m,长32.76 km(见图10、11)。工程实施后,太榆退水渠(小店段)防洪能力有了显著提高。

图10 太榆退水渠小店段生态护坡式渠道图(改造后)

图11 太榆退水渠小店段挡墙式渠道图(改造后)

4 改造后太榆退水渠防洪功能及社会效益

4.1 防洪效益

目前太榆退水渠(小店段)已建成由堤防、水闸、泵站和蓄滞洪区组成的防洪工程体系,在科学地调度水库,适时运用蓄滞洪区分洪和加强堤防防护情况下,城区可防御20年一遇洪水。通过对渠道疏浚、拓宽,太榆退水渠(小店段)防洪标准提升至20年一遇24 h 暴雨1日排除,整个渠系防洪能力将大幅提升,防洪隐患将大大降低,对保护渠道两岸的安全发挥了重要的作用,同时也为太原市南部区域安全度汛打下坚实基础。

4.2 生态效益

太榆退水渠承担着太原市城市南部防洪排涝任务,随着城市化进展加快,太原市政府加大了对南部新区的开发,原渠道排退水问题日益严重;生活、工业污水日益增多加之多年来渠道泥沙淤积严重,使得原渠道水环境污染严重。

改造后的太榆退水渠(小店段)渠道经过全线清淤,污染黑臭底泥彻底清除,两岸抗冲生物毯护坡能有效改善渠系沿线生态环境和周边生活环境,同时具有良好的生态景观功能。通过综合整治,加强了对渠道的管理和维护,随着环境的改善,极大地提高了人们的生活质量,间接地提高了居民生活水平。

4.3 社会效益

社会效益主要体现在人们精神领域和基础设施的带动效应方面。方便舒适、整洁有序、和谐优美的生态环境,不仅极大地改善了两岸的生态景观,提高了沿岸地区的环境质量,也带动了周边地区精神文明的建设。同时,改善了区域基础设施条件,从而带动商业、交通业的发展。

太榆退水渠已经成为太原市和晋中市的重大防洪排涝工程,是确保太原南部新区、晋中城区以及山西高校新校区、山西综改示范区、太原飞机场等重点区域汛期安全的重要保障。改造后的太榆退水渠(小店段)不仅保护着周边人民生命财产的安全,而且将是小店区南部区域社会、经济可持续发展的重要保障。

5 结语

综上所述,改造后的太榆退水渠(小店段)渠系防洪能力得到大幅提升,水质得到净化改善,加之部分渠段两岸抗冲生物毯护坡,使得渠系沿线生态环境和周边生活环境得到良好的改善,使治理段渠道达到水清、岸绿、河畅、景美的治理目标,以最大限度满足区域生态环境的可持续发展。同时,太榆退水渠(小店段)的防洪标准的提高,不仅保护了区域人民生命财产的安全,而且为太原市南部区域安全度汛打下扎实基础。随着南部片区防洪体系的完善和防洪工程数据监控系统的建设,未来城市发展中,太榆退水渠将是太原小店区、清徐县社会、经济可持续发展的重要保障。

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