基于分流理念的東莞市新開河系統內澇整治工程設計

張曉維，胡亮

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司，武漢430010）

1 工程概況

東莞每年4～10 月份進入汛期后，整治前，新開河系統排澇標準不足1a 重現期，基本逢雨必淹。因此，需要通過整治將重現期標準提高至5a。

新開河系統匯水范圍高達12.02km2，豎向標高呈東高西低，南北兩側高，中間低的狀況。整治前，雨水匯集到最低處（東縱大道）后，由其下現狀（2～5）m×3m 排水箱涵由東向西排入東引運河，因排水能力不足，陷入逢水必淹的困境。經分析，其內澇成因主要有：

1）系統主干排水系統排水能力不足。系統內的主干排水系統為早期建設，隨著城市化進程，下墊面條件已發生較大的變化，雨水的徑流量增加；同時近年來極端天氣頻發，現狀排水系統的排水能力已遠不能滿足系統排水要求。經評估，排水能力不足1a 重現期。

2）系統內湖泊的調蓄功能未利用。系統內庫容較大的湖泊有人民公園湖泊、理工學院湖泊、旗峰公園湖泊、黃旗廣場湖泊等，整治前，并未利用系統內的湖泊進行調蓄，削減洪峰流量。

3）排水設施管理維護水平低。部分排水管渠損壞與淤塞情況嚴重，過水斷面逐年縮小，從而加劇內澇程度。

4）下墊面條件變化。附著城市化進程，匯水范圍內的下墊面條件發生了較大的變化，硬化程度逐漸增加，導致雨水的徑流量增加，超過了排水管渠的排水能力[1]。

2 內澇整治方案

如前所述，新開河系統內澇的主要成因是匯水范圍大，歷時短，大瞬時流量的雨水通過地面徑流及管道轉輸快速匯集至系統最低處——東縱大道，暴雨量遠遠超過東縱大道排水主干管的排水能力，引發內澇。由于系統內呈現東高西低，南北兩側高，中間低的地勢特點，從內澇最主要的成因出發，按照“高水高排，低水低排”的原則，重新劃分排水區域，新建排水干管系統。同時，輔助以湖泊調蓄，管道清淤等措施，解決系統內澇問題。

2.1 設計暴雨強度公式

采用東莞市2016 年11 月編制的《東莞市暴雨強度公式》，東莞市的暴雨強度公式：

式中，t為降雨歷時，t=t1+t2（t1為地面集水時間，min，視距離長短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定，取10～20min；t2為管內流行時間，min）；P為設計重現期，a。

2.2 設計重現期P 值的選擇

綜合考慮工程實施條件、工程效果、交通影響等因素，本次設計方案將設計重現期P定為5 年。

2.3 徑流系數

本工程所屬片區為東城與莞城，屬較老的城區，匯水范圍內綠地不多，因此，本工程綜合徑流系數基本取0.8。

2.4 設計暴雨量Q

式中，q為暴雨強度，L/（s·ha）；F為匯水面積，ha；ψ為徑流系數。

2.5 工程措施

1）新建分流管涵。依據“高水高排，低水低排”的原則，以東城大道為界，將新開河系統劃分為南北兩側系統分區。重新劃分分區后，北側匯水范圍為897.19ha，南側匯水范圍為295.41ha。

在北側系統分區內，在東縱大道這一系統最低洼處，新建DN2800mm 的雙管，長度為1912m，與現狀的雙孔5m×3m 箱涵組成北側排水干管系統，東縱大道收集的雨水原則上通過新河北路的東門河排出運河，對于超量雨水則進入人民公園湖泊進行調蓄，然后通過新建的東門泵站強排至運河。東北泵站的設計規模為19m3/s，出水壓力管為DN2800mm，長度為1200m。

在南側系統分區內，主要沿東城大道、八達路、創業路敷設雨水主干管涵，同時，沿著東城南路、合和路、旗峰路敷設支干管，兩排水干管匯合后，最終重力流排入運河。主要分流干管措施如圖1 所示。

圖1 新開河系統分流管涵布置圖

2）湖泊調蓄功能的開啟。系統內較大的湖泊有人民公園湖泊、理工學院湖泊、旗峰公園湖泊、黃旗廣場湖泊等，考慮平時湖泊的景觀功能，結合溢流水位，測算出4 個湖泊總的調蓄庫容為67 800m3，可起到削減洪峰流量的作用[2]。

3）現狀管道的疏通。本工程擬對系統內的管道的進行疏通，恢復其設計排水能力。

3 工程特點分析

3.1 匯流范圍大，分流流量大

采取分流措施后，北側分流工程的匯水范圍為897.19ha，本次工程設計分流流量為31.7m3/s；南側分流工程的匯水范圍為295.41ha，本次工程設計分流流量為72.88m3/s；設計分流流量大，可有效解決現狀排水能力不足的問題，整治完成后達到重現期5a 的標準。

3.2 分流管徑大，施工工法復雜

本工程的設計管涵規格有，總長度6 206m，東西向橫穿了東莞市主城區。施工工法主要涵蓋了放坡開挖、支護開挖、頂管施工、地下連續墻、盾構法施工，施工工法非常復雜。包括DN3 000mm 的大口徑頂管施工，D5 400mm 盾構法施工，其中盾構法施工在東莞排澇工程中屬于首例。

3.3 蓄排結合

本工程充分考慮了匯水范圍內的湖泊調蓄，結合海綿城市的“滲、滯、蓄、凈、用、排”設計理念。因本工程位于東莞市中心城區，已基本完成城市化建設，下墊面硬化鋪裝比例大，“滲、滯”較難實現。因此，本工程主要考慮利用湖泊進行調蓄，削減洪峰流量，減小下游排水箱涵的規格。

4 結語

近年來，隨著城市化率的提高，極端暴雨天氣頻發，導致內澇現象不時發生，對市民的生命財產安全造成嚴重威脅。本工程采取分流措施，解決困擾多年的新開河系統內澇問題。本工程分流流量大、管涵規格大、施工工法復雜，可為其他同類型工程提供一定的參考價值。