王 雨，王登敏

(深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計(jì)院股份有限公司，廣東 深圳 518000)

1 概述

高背路惠鹽高速橋洞內(nèi)澇點(diǎn)位于深圳市高背路穿惠鹽高速橋洞處，下游承泄河道為南約河，區(qū)域位置如圖1所示。入河排口匯水面積約為72.20 hm2，主要范圍為恒利針織廠、南約合榮實(shí)業(yè)廠、風(fēng)景實(shí)業(yè)廠等，北至愛南路，南至澤成路，西至植物園路，東至碧新路東側(cè)山地。內(nèi)澇點(diǎn)處地勢低洼，高程約為39.67 m，相較于周邊道路高差1 m有余，周邊道路雨水漫流匯集至高速橋洞。因此，該內(nèi)澇點(diǎn)區(qū)域積水成因主要是地勢低洼、雨水管網(wǎng)收集能力及過流能力不足綜合影響導(dǎo)致[1-3]。

圖1 高背路惠鹽高速橋洞內(nèi)澇點(diǎn)區(qū)域位置示意

1) 上游雨水管網(wǎng)收集能力不足：上游坡降較大，產(chǎn)匯流時(shí)間短且洪峰流量大，且雨水收集措施不完善，高速邊溝及廠區(qū)雨水沿路面漫流至橋洞。

2) 下游管網(wǎng)轉(zhuǎn)輸能力不足：由于下游龍南路 1.6 m×1.5 m及碧新路2.2 m×1.5 m箱涵過流能力不足，且存在倒坡情況，同時(shí)片區(qū)正本清源工程效果不徹底，現(xiàn)狀箱涵為混流，進(jìn)一步壓縮現(xiàn)狀管道過流能力。

3) 地勢低洼：積水點(diǎn)區(qū)域地面標(biāo)高為39.6 m，較橋洞兩側(cè)路面低1.0 m，為周邊地勢最低點(diǎn)，橋洞內(nèi)僅有最低處DN300管開孔，可以通過極少水量，無法緩解內(nèi)澇壓力。

4) 河水頂托影響碧新路箱涵過流能力：經(jīng)模型計(jì)算，50年一遇降雨工況下，南約河防洪水位為37.78 m，片區(qū)入河排口高程為34.41 m，降雨期間淹沒出流，下游管段均為滿管運(yùn)行，上游受河水頂托影響，退水緩慢造成上游積水內(nèi)澇[4]。

2 工程整治方案比選

擬對高背路地坪進(jìn)行抬高1 m，由現(xiàn)狀的39.67 m抬高至40.67 m，再進(jìn)行相關(guān)改造。

2.1 方案1：現(xiàn)狀行泄通道擴(kuò)建

1) 雨水收集系統(tǒng)完善

① 擴(kuò)建龍南路東側(cè)雨水收集系統(tǒng)：擴(kuò)建雨水管網(wǎng)，解決龍南路現(xiàn)狀雨水路面漫流問題。

② 完善高背路雨水收集系統(tǒng)：高背路現(xiàn)狀A(yù)0.4×0.3雨水溝經(jīng)水力計(jì)算復(fù)核不滿足過流要求，于高背路惠鹽高速橋洞南側(cè)新建A0.6×0.6橫向截水溝，沿高背路東側(cè)新建A1.5×1.2雨水涵，沿線布設(shè)雨水篦子完善內(nèi)澇點(diǎn)區(qū)域雨水收集轉(zhuǎn)輸能力，接至高背路西側(cè)現(xiàn)狀A(yù)1.2×1.5雨水涵。

2) 打通穿高速雨水通道

結(jié)合高速擴(kuò)建，抬高高背路橋洞路面高程，并同步建設(shè)穿高速雨水通道。

3) 下游行泄通道擴(kuò)建

管道擴(kuò)建，結(jié)合現(xiàn)有工程及上層次規(guī)劃要求，按規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)建片區(qū)范圍內(nèi)雨水管(涵)，同時(shí)通過改造、新增雨水篦子完善雨水收集系統(tǒng)。工程布置如圖2所示。

圖2 高背路橋洞內(nèi)澇治理總平面示意(方案1)

2.2 方案2：高水高排通道建設(shè)

高水高排：雨水收集系統(tǒng)完善與下游行泄通道擴(kuò)建同方案1。結(jié)合惠鹽高速擴(kuò)建，建議沿惠鹽高速擴(kuò)建紅線外新建DN1500～DN1800高排通道，頂管施工為1.3 km，下游直排南約河，工程布置如圖3所示。

圖3 高背路橋洞內(nèi)澇治理總平面示意(方案2)

2.3 方案比選分析

對比兩種方案的施工難度、環(huán)境影響、協(xié)調(diào)難度等因素，其優(yōu)缺點(diǎn)見表1。經(jīng)比選分析，采用方案1工程措施。

表1 達(dá)標(biāo)方案比選

3 整治前后模型計(jì)算結(jié)果分析

依據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB 50014—2021》條規(guī)定，當(dāng)匯水面積超過2 km2時(shí)，宜考慮區(qū)域降雨和地面滲透性能的時(shí)空分布不均勻性和管網(wǎng)匯流過程等因素，采用數(shù)學(xué)模型法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量[5-8]。本次案例采用鴻業(yè)暴雨排水及低影響開發(fā)模擬系統(tǒng)V5.0操作軟件，對積水內(nèi)澇點(diǎn)匯水范圍內(nèi)的雨水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行評估、分析。

根據(jù)深圳市城市雨水區(qū)域匯流的特點(diǎn)及河流流域匯流的特點(diǎn)，3 h以內(nèi)的雨量分配，采用芝加哥雨型，峰型系數(shù)采用0.35。3～24 h之間的雨量分配，采用廣東省暴雨查算手冊的中的雨型進(jìn)行分配[9-12]。

通過模型分析，對比按照方案實(shí)施后，在50年一遇降雨強(qiáng)度下，工程所在地現(xiàn)狀降水淹沒情況，以及治理后所能達(dá)到的治理效果。

3.1 現(xiàn)狀淹沒模型分析

通過模型分析，發(fā)現(xiàn)對現(xiàn)狀管網(wǎng)進(jìn)行50年一遇降雨分析時(shí)，工程所在地匯水范圍內(nèi)出現(xiàn)積水點(diǎn)多達(dá)17個(gè)，碧新路出現(xiàn)大面積積水，淹沒區(qū)域面積占比達(dá)到3.47%，惠鹽高速橋洞處積水深度為1.15 m，積水時(shí)間長約8.3 h，總積水量為448.6 m3，已形成城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)。 模型成果如圖4及表2。

圖4 治理前模型分析示意(P=2%)

表2 治理前淹沒深度統(tǒng)計(jì)(P=2%)

3.2 工程整治后淹沒模型分析

工程整治后，在5年一遇市政管網(wǎng)系統(tǒng)下，按照承泄區(qū)現(xiàn)狀水位復(fù)核內(nèi)澇積水區(qū)50年一遇降雨內(nèi)澇積水情況，根據(jù)模型模擬情況，在高背路橋涵抬高1.0 m邊界條件下，橋涵范圍內(nèi)未出現(xiàn)積水時(shí)間超過30 min，積水深度超過0.27 m的情況，按5年一遇標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施雨水管后，根據(jù)內(nèi)澇災(zāi)害標(biāo)準(zhǔn)，該點(diǎn)為積水點(diǎn)。模型成果如圖5及表3。

圖5 治理后模型分析示意(P=2%)

表3 治理后淹沒深度統(tǒng)計(jì)(P=2%)

3.3 內(nèi)澇點(diǎn)積水曲線分析

由圖6、圖7及表4可知，通過對比分析內(nèi)澇點(diǎn)處積水過程線，可以得出，按照方案實(shí)施治理后高背路惠鹽高速橋洞內(nèi)澇區(qū)域降雨期間積水情況得到顯著改善，有效縮短暴雨積澇造成的地面積水時(shí)間以及減少地面積水深度。地面積水起始時(shí)間也較治理前有所延后，總平均積水時(shí)間由治理前8 h降低至1.5 h，能有限緩解交通及出行狀況。

圖6 治理前模型積水曲線示意

圖7 治理后模型積水曲線示意

表4 治理前后積水情況對比

3.4 內(nèi)澇點(diǎn)積水管網(wǎng)水位模擬

由圖8可知，按照工程完善高背路雨水收集系統(tǒng)的建議，沿高背路東側(cè)擴(kuò)建雨水渠后，可增加內(nèi)澇點(diǎn)區(qū)域雨水收集轉(zhuǎn)輸能力，按5年一遇校核管渠是，未出現(xiàn)管道頂托及路面溢流現(xiàn)象。

圖8 積水點(diǎn)水位運(yùn)行情況模擬示意

4 結(jié)語

該方案通過治理前后淹沒模型分析，于高背路惠鹽高速橋洞實(shí)施后，在50年一遇的重現(xiàn)期及高背路橋涵抬高1.0 m邊界條件下，橋涵范圍內(nèi)未出現(xiàn)積水時(shí)間超過30 min，積水深度超過0.27 m的情況，工程措施能有效消除內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)，減輕內(nèi)澇帶來的損失。工程方案進(jìn)行專項(xiàng)評審并通過，工程措施現(xiàn)已施工，積水點(diǎn)施工后，區(qū)域雨水系統(tǒng)完善，近期降雨期間明渠段明顯滿足相應(yīng)過流要求，區(qū)域道路未見積水內(nèi)澇現(xiàn)象。