臨海化工區防洪排澇工程規劃設計要點分析

趙 勝

（漳州市古雷港建設開發有限公司，福建 漳州 363200）

0 引言

化工開發區是石油與化學工業集聚發展的區域，區內危險化學品儲存量大，環境風險高，發生事故后對周邊區域水環境威脅極大。目前我國很多化工園區分布在沿江沿河區域[1]，構建穩定、安全可靠的防洪排澇體系對維護開發區穩定，保障周邊生態環境具有不可替代的作用。古雷石化基地易受短時暴雨和臺風威脅，為消除洪澇災害，需建設高標準完備的防洪排澇系統。本文結合古雷臨海化工區特點，針對其特有屬性綜合確定擬建工程的防洪標準、排澇標準、設計洪水及水面線成果，對區內騰龍西路排水渠設計規劃要點進行分析。

1 項目區概況

擬建騰龍西路排水渠位于古雷港經濟開發區。古雷港經濟開發區位于福建省南端，東山灣東側漳浦縣境內的古雷半島，三面鄰海。古雷港經濟開發區包括漳浦縣古雷港及其后方的古雷鎮、霞美鎮、杜潯鎮、沙西鎮、下蔡林場、杜潯鹽場，以及相關海域。總用地153.81 km2，其中陸域面積119.16 km2，海域面積34.65 km2。古雷港區位見圖1。

2 防洪排澇工程規劃設計要點

根據發展規劃，古雷規劃片區人口為47 萬人，規劃范圍為163.9 km2，規劃總建設用地116.68 km2，屬于比較重要城市，規劃為海西臨港重化產業基地，基地內規劃建有特大型的石化企業。

騰龍西路排水渠工程澇片區規劃澇區陸域大部分為田地及填海造地工程，現狀沒有水利排澇設施。工程可提高城市排澇標準，建設與古雷開發區發展相適應的防洪體系。因此，應結合本地實際，結合規范綜合確定工程相應標準和規劃設計要點。

圖1 古雷港區位圖

2.1 防洪標準

根據該流域保護對象的重要性，洪災損失影響，制定相應的防洪標準，確定本項目新建防洪堤按100 年一遇洪水設計，按1 級堤防設計。

2.2 排澇標準

根據《福建省市縣級城區排澇工程實施方案報告編制技術大綱》，規劃古雷片區低洼地帶按中等城市排澇設計標準5 年～10 年一遇，澇水不漫溢即可，要求當發生設計標準洪水時，能排泄洪峰流量，河水不向兩岸漫溢。

古雷經濟區的功能產業布局，三個片區排澇工程保護對象為特大型石化企業及下游產業鏈、裝備制造業區、疏港鐵路等重要工礦企業，當工礦企業遭受澇水淹沒后，可能引起爆炸或會導致毒液、毒氣、放射性等有害物質大量泄漏、擴散，造成不可估量損失。鑒于項目區的重要性和特殊性，設計排澇標準采用100 年一遇。

2.3 設計洪水計算

片區匯水面積均較小，按規范及設計依據，采用設計暴雨推求設計洪水的福建省推理公式法和華東地區特小流域推理公式法分別推求。

2.3.1 設計暴雨

表1 古雷頭澇片設計面暴雨量成果表

參照福建省24 h 設計雨型表計算24 h 設計雨量的時程分配，按不扣損計算，所求的雨量過程可作為24 h 設計凈雨量。

2.3.2 推理公式法

根據暴雨成果，采用推理公式法推求設計洪峰流量，見式（1）和式（2）：

式中：Qm為設計洪峰流量，m3/s；ht為 t 歷時內最大降雨量，mm；τ 為流域匯流時間，h；m 為經驗性的匯流參數，取 m=0.056θ0.67；L 為沿主河道從出口斷面至分水嶺最長距離，km；J 為沿流程L的平均比降，‰；F 為流域面積，km2。

2.3.3 華東地區特小流域推理公式法

根據設計暴雨成果和流域特征值資料，按照蓄滿產流和推理公式法推求設計洪水，匯流計算見式（3）～式（5）。

式中：Qm為地表洪峰流量，m3/s；F 為流域面積，km2；Fc為局部匯流面積，km2；τ 為流域匯流歷時，h；tc為凈雨歷時流歷時，h；hτ為匯流歷時內的最大地表凈雨量，mm；hR產流歷時內的地表凈雨量，mm。

本工程控制流域面積小于10 km2，屬特小流域。按照華東地區特小流域設計洪水的計算方法和要求，結合流域的實際情況，洪水分區定為Ⅲ類區，取洪水參數。

2.3.4 洪水計算成果

騰龍西路排水渠集水面積7.40 km2，主渠道全長4.2 km，河道平均比降1.0‰；其中陸域段集水面積1.25 km2，渠道全長0.685 km，河道平均比降1.0‰，見表2。

表2 規劃片區流域特征參數

將以上參數代入暴雨推求兩種方法計算，洪水計算成果見表3。

表3 設計洪水成果表

由表3 可知，華東特小流域法計算成果較推理公式法成果略大。從化工區安全、合理考慮，騰龍西路排水渠的設計洪峰流量采用華東特小流域法計算成果。

2.4 設計水面線計算

本工程下游為騰龍西路排水渠工程（海域段），首先沿區域臨海側建設海堤，形成閉圍區域，以保證項目區抵御外海風暴潮能力；充分利用區域內部河道的調蓄并在河道入海口處設置排澇擋潮閘進行排澇擋潮，當外潮位高于或等于閘上水位，關閉閘門擋洪；當外潮位低于內河水位，開閘自排；同時對規劃紅線范圍內河道進行整治，以提高河道本身對澇水的槽蓄能力。

河道水面線推算采用伯努利能量方程式，見式（6）。

式中：Z1、Z2為上下斷面水位，m；V1、V2為上下斷面平均流速，m/s；hf、hg為沿程水頭損失及局部水頭損失，m。

擬定港口渠內澇水位為3.3 m。其各頻率對應的水位見表4。

表4 起始水位表 單位：m

根據式（6）參照水位參數，計算得出設計洪水水面線，見表5。

表5 設計洪水水面線成果表

2.5 設計潮位

古雷開發區為漳州南部的狹長半島，位于東山灣東側，與東山島隔海相望，屬于東山海域，因此，潮水位分析采用東山海洋觀測站的潮水位資料。

設計重現期潮位頻率分析的線型，在海岸地區采用極值Ⅰ型分布曲線，對東山海洋站52 年連續的最高潮位系列分別計算均值 h 和均方差 S，見式（7）、式（8）。

根據設計重現期潮位計算公式，計算不同重現期設計潮水位，成果見表6。

表6 設計潮水位計算成果

2.6 工程總體布置及設計要點

工程主要建設內容是開挖渠道斷面、新建渠道擋墻、景觀平臺、新建柔性護坡、新建堤頂路5 項內容，綜合治理長度685 m。工程東起疏港公路樁號PH0+000，向西止于樁號PH0+685，渠底寬12.00 m，渠頂高程5.61 m～5.27 m，渠底設計高程為1.61 m～1.27 m，渠底縱坡i=0.05%根據前述分析，工程設計防洪、排澇標準均為100 年一遇。

2.6.1 渠道擋墻及護坡布置

本工程包括新建渠道擋墻685 m，新建護坡685 m。主要工程如下：下部截面厚0.45 m 的波形板樁，上部平鋪式生態砼框護坡護坡復合式斷面：設計對河道進行清淤至設計底高程，在渠底以上1.5 m 設置2.0 m 寬親水平臺，親水平臺以下設置截面厚0.45 m，長9.0 m 的波形板樁，親水平臺與護岸頂之間采用1∶2.0 的平鋪式生態砼框護坡護坡，護岸頂前側設置花崗巖欄桿，并設置透水磚堤頂路。

2.6.2 下河臺階布置

考慮到堤頂道路與親水平臺的連通性，本工程擬在樁號PH0+200、PH0+400 和PH0+600 兩側各設置一道下河臺階，臺階采用C20 砼澆筑，臺階寬1.5 m。

2.6.3 堤頂道路

本工程設置8.0 m 寬的堤頂路面，路面采用透水磚路面，堤頂路兩側設C20 混凝土路沿石，尺寸為400 mm×500 mm。

3 結語

化工產業區排水及防洪體系建設是保障當地化工企業安全生產，提升當地經濟比重的重要設施。古雷石化基地地處臨海半島，是典型的亞熱帶海洋性季風性氣候，降雨頻繁，雨強大，降雨歷時較長，致使洪水過程漲勢迅猛，匯流速度大，傳播時間短。同時石化產業基地高危險性特點使其對洪澇災害的敏感度極高，因此，針對當地水文氣象特點，結合化工產業園區高風險性，系統規劃防洪排澇設施的防洪、排澇標準，推求相應設計水面線和潮位，對工程的設計提供科學參照是十分必要的。