深圳市南联第六工业区内涝整治工程研究

王登敏，王若飞

(1.广东省建科建筑设计院有限公司，广东 广州 510006；2.深圳市水务规划设计院股份有限公司，广东 深圳 518000；)

近年来，随着深圳城市化快速发展及自然气候变化，城市内涝现象越发突出[1]。部分内涝积水区域受制于地势低洼、排水管径过小、河道水位上涨形成顶托等因素影响，雨季时常发生积水内涝现象，影响正常交通秩序的同时也造成了相应的经济损失。

1 南联第六工业区内涝点基本情况

南联第六工业区涝点位于宝南路穿惠盐高速桥洞处，下游承泄河道为南约河与龙岗河。入河排口汇水面积约172hm2，主要范围为南联第六工业区、方兴科技园、银珠岭村等，北至龙岗大道，南至宝南路，西至龙城大道，东至上龙塘路，整体地势呈东高西低，北高南低。

最近数次降雨，南联第六工业区积水面积达到500m2以上，平均水深0.5m，最深处约0.7m，积水长达1.5h，严重影响片区居民安全，急需进行工程整治，缓解内涝现象。

2 南联第六工业区内涝积水现状分析

2.1 内涝成因分析

工业区内涝积水原因主要是地势低洼、雨水收集能力不足以及现状雨水管渠过流能力不满足设计要求等综合影响所致。

(1)上游山洪冲击。工业区北部山体汇水面积大，地势坡度陡，造成山洪水冲击建成区，且工业区内下垫面均为硬质铺装，雨水下渗能力极低，现状雨水篦子数量少且堵塞严重，雨水收集能力差，厂区雨水沿路面漫流至桥洞。

(2)下游管网转输能力不足。由于下游向银路1.7m×1.5m涵过流能力不足，且存在倒坡情况；加上片区地块内，正本清源工程整治不彻底，现状箱涵错混接严重，进一步压缩管道过流能力。

(3)地势低洼。工业区内涝区域地面最低标高为36.0m，较桥洞两侧路面低1.0m，为周边地势最低点，桥洞内现状仅依靠DN500雨水管排除雨水，无法满足行泄要求。

(4)河水顶托影响。经模型模拟计算，50年一遇降雨工况下，南约河防洪水位37.78m，片区入河排口高程33.41m，降雨期间淹没出流，下游管段均为满管运行，上游受河水顶托影响，退水缓慢，导致上游长时间积水。

2.2 现状排水系统分析

现状主要排水管网有宝南路西侧DN800～1000雨水管，收集A1片区雨水，通过2×DN800雨水管横穿惠盐高速接驳至下游接圳埔路DN1000市政雨水管，最终排入龙岗河；宝南路东侧DN600～1000雨水管，收集A2、A3片区雨水，通过惠盐高速1.4m×1.40m雨水箱涵汇入向银路雨水箱涵；超管渠标准雨水通过宝南路桥洞汇入下游爱南路DN800～1500雨水管。爱南路南侧DN1500雨水管收集A4片区雨水，最终汇入南约河；向银路1.4m×1.1m～2.0m×2.0m雨水箱涵上游接1.4m×1.4m跨高速箱涵，收集A5片区雨水，汇入下游龙岗大道南侧2.0m×2.5m雨水箱涵，最终入龙岗河。具体管网水系如图1所示。

图1 南联第六工业区内涝点现状管网图

2.3 现状管渠过流能力分析

经计算分析，南联第六工业区汇水范围总面积为172hm2，片区内主要分3套系统排水，A1片区通过2×DN800雨水管横穿惠盐高速接驳至下游DN1000雨水管，最终排放至龙岗河，A2/A3片区上游雨水经DN1000干管收集后，经惠盐高速1.4m×1.4m箱涵桥洞汇入向银路箱涵，超管渠标准雨水通过宝南路桥洞汇入下游爱南路DN800～1500雨水管。

3 南联第六工业区内涝积水整治措施

根据深圳本土情况，从积水深度、积水规模和积水历时3个因素考虑，确定内涝积水的范畴：常规区域积水历时大于30min，淹没水深大于0.15m，积水规模超过1000m2；下凹桥洞区域，积水历时超过30min，淹没水深超过0.27m[2- 3]。

3.1 内涝治理原则

(1)源头减排原则：针对地势低洼积水点，在条件允许地区，可考虑结合城市更新、土地整备、棚改等调整城市竖向，从源头解决内涝风险。

(2)适度提标原则：依据水力模型评估结果，针对分布较散、面积较小的内涝风险区，通过适度提高雨水管道标准，达到消除内涝风险的作用。

(3)立体行泄原则：充分结合地形地势、道路竖向等，合理运用河道、明渠、道路、隧道、渠道、生态用地等的涝水输送排放功能，构建多层次的立体涝水行泄通道体系[4- 6]。

(4)多元调蓄原则：依据水力模型评估结果，针对部分点状易涝点，充分利用绿地、水塘、广场、运动场、调蓄池、隧道等调蓄功能，建立多元的涝水调蓄空间体系[7- 8]。

(5)洪涝共治原则：通过与全市防洪(潮)专项规划协调衔接，校核内涝排放工况，优化完善内涝方案，保障内涝和防洪系统协调高效运行，充分发挥综合效益。

3.2 模型运用

依据GB 50014—2021《室外排水设计标准》规定，当汇水面积超过2km2时，宜考虑区域降雨和地面渗透性能的时空分布不均匀性和管网汇流过程等因素，采用数学模型法计算雨水设计流量[9- 10]。本次案例采用SWMM模型对积水内涝点汇水范围内的雨水管网系统进行评估、分析(已购买鸿业软件相关集团授权，操作软件为鸿业暴雨排水及低影响开发模拟系统V5.0)。

根据深圳市城市雨水区域汇流的特点及河流流域汇流的特点，3h以内的雨量分配，采用芝加哥雨型，峰型系数采用0.35。3～24h之间的雨量分配，采用广东省暴雨查算手册的中的雨型进行分配。

3.3 工程整治方案

本工程方案根据水力计算结果及模型模拟分析，并结合片区内涝治理规划要求，以“南北分区治理”为原则，从源头减排、山水分洪滞蓄、管道扩建等方面进行方案设计，提出综合内涝治理方案。

3.3.1北区方案：上游分洪+下游箱涵重建雨水收集系统完善

(1)上游分洪。将宝南路雨水管接至爱南路在建雨水管，向银路箱涵汇水面积可缩减至50hm2。

(2)现状箱涵扩建。①根据《深圳市排水雨水防涝综合规划》(2014—2030)，现状向银路规划尺寸为2.0m×1.9m～2.0m×2.2m，根据规划新建2.0m×2.2m箱涵1.0km。②打通穿高速雨水通道，结合高速扩建，抬高高背路桥洞路面高程，并同步建设穿高速雨水通道。

3.3.2南区方案：源头减排+雨水收集系统完善+山水分洪+管渠扩建+高水高排+统筹建设

(1)源头减排。充分利用宝南路两侧现状绿化，改造为市政绿化带排水模块，最大程度进行滞蓄，减轻雨水干管过流负荷。

(2)完善雨水收集系统。改造不规范雨水篦子，沿宝南路布设10道横向截水沟，提高雨水收集能力。

(3)山水分洪。根据现场踏勘情况分析，在东侧山体坡脚新建山水分洪沟0.63km，分流山洪至高排通道。

(4)管渠扩建。将宝南路现状DN600～1000雨水管按5年一遇设计标准扩建为DN1200～1600，长度965m。

(5)高水高排。根据片区内地形及排水系统实际情况，高水高排，新建DN2200～2400雨水高排通道，长度785m，削减下游向银路及龙岗大道雨水箱涵汇水面积，以应对超标降雨。

(6)统筹建设。协调惠盐速扩建工程，将桥洞路面抬高1m，消除地形洼地。

3.4 工程实施前后模型计算结果对比分析

通过模型分析，对比方案实施后在50年一遇降雨强度下，工程所在地现状降水淹没情况，以及治理后所能达到的治理效果。

3.4.1现状淹没模型分析

通过模型分析，对南联第六工业区现状管网进行50年一遇内涝分析时，工程所在地汇水范围内出现积水点多达36个，淹没区域面积占比达到6.85%，南联第六工业区惠盐高速桥洞处积水深度为1.15m，积水时间长约2.1h，总积水量630.8m3，已形成城市内涝风险。模型成果如图2所示，淹没深度统计见表1。

图2 治理前模型分析(P=2%)

表1 治理前淹没深度统计表(P=2%)

3.4.2工程整治后淹没模型分析

工程整治后，管网按照5年一遇重现期建设，对南联第六工业区进行50年一遇内涝模拟分析，根据模型模拟结果，在宝南路桥涵抬高1.0m边界条件下，桥涵范围内未出现积水时间超过30min，积水深度超过0.27m的情况，按5年一遇标准实施雨水管后，根据内涝灾害标准，该点为积水点。模型成果如图3所示，淹没深度统计见表2。

图3 治理后模型分析(P=2%)

表2 治理后淹没深度统计表(P=2%)

3.4.3内涝点积水曲线分析

如图4—5所示，通过对比分析内涝点处积水过程线，按照整治方案实施后，南联第六工业区惠盐高速桥洞内涝点区域降雨期间积水情况得到显著改善，有效缩短暴雨积涝造成的地面积水时间以及减少地面积水深度。地面积水起始时间也较治理前有所延后，能有限缓解交通及出行状况。

图4 治理前模型积水曲线

图5 治理后模型积水曲线

3.4.4内涝点积水管网水位模拟

由图6可知，南联第六工业区南北分治，改扩建雨水管渠后，可增加内涝区域雨水收集转输能力，按50年一遇内涝校核管渠时，未出现管道顶托及路面溢流现象。

图6 积水点检查井内水位运行情况模拟

4 结论

基于对南联第六工业区内涝积水原因进行理论分析和运用SWMM模型对片区管网及内涝情况进行模拟计算，可知在50年一遇的重现期下，当南联第六工业区惠盐高速桥洞地面标高竖向抬高1.0m边界条件下，按照提供的方案实施后，桥涵范围内未出现积水时间超过30min，积水深度超过0.27m的情况，工程措施能有效消除内涝风险，减轻内涝带来的损失。

本文通过对南联第六工业区内涝点形成原因、治理措施、模型模拟等要素进行了相关解读，并提出了相应的解决对策和分析手段，为后续城市内涝整治工作者提供了一个指导思路及整治手段，同时理论模拟分析后续仍需要通过工程实践加以验证，并进行相应完善。