南京市某景觀湖區防洪規劃方案研究

楊 勇，邢少佳，尹桂平，李結華

（1.南京市水利規劃設計院股份有限公司，江蘇南京210022；2.南京市水務局，江蘇南京210036）

0 引 言

為了美化和改善生態環境，目前很多商業區、居民區都設有景觀水體。這些水體多數是由原有水系、塘壩改造而來，往往與周邊水系存在水力聯系，部分還承擔著行洪的任務。從防洪角度對該類水體進行分析研究，確保防洪安全，有利于所在片區的穩定發展。

1 現狀水系概況

研究對象位于江蘇南京，屬綜合商業區中的規劃景觀水體，規劃位置處現狀為一塘壩，呈西北—東南走向，面積約3.6 萬m2。攔水壩位于水面東南側，溢洪道位于壩身東端，矩形斷面，口寬約5 m，設有消力池。塘壩原功能主要為農田灌溉，隨著地區的開發建設，周邊已沒有農田。根據片區控制性詳細規劃，該區域規劃為商業用地，現狀塘壩規劃為景觀水體。

2 景觀湖規劃情況

根據方案，規劃景觀湖位于商業區南部，湖面面積約 2.1 萬 m2，東西長約 160 m，南北寬約 110 m。規劃景觀湖與現狀塘壩的相對位置見圖1。規劃上游進水通道位于景觀湖西南方向，下游承泄河道位于景觀湖東南方向，水流方向基本與地勢走向一致。湖面將搭配景觀、休閑平臺等，創造空間的趣味性和整體商業的娛樂性。

圖1 規劃景觀湖與現狀塘壩相對位置

3 景觀湖防洪方案

3.1 外部條件

根據現狀地形并結合規劃，景觀湖匯水區域整體呈西北高、東南低走向，匯水區域面積約1.22 km2，分為自然山丘區和城市建成區兩部分，兩者均屬于自排區。自然山丘區為直接匯流區；建成區的水面部分為直接匯流區，其他部分為管網匯流區。經統計，規劃景觀湖的直接匯流區面積約0.51 km2，管道匯流區面積約 0.71 km2，見圖2。

商業區地塊規劃呈西高東低趨勢，西南側最高，標高44.80 m；西北側其次，標高43.00；東南側標高43.20 m；東北側最低，標高38.40 m。沿湖規劃環湖道路，路面高程為40.50 m。根據景觀湖規劃，其水位-庫容曲線見圖3。

3.2 設計洪水計算

根據片區規劃和規范要求，景觀湖設計高水位標準50 a 一遇，校核高水位標準200 a 一遇。景觀湖匯水范圍內既有直接匯流區，也有管道匯流區，需分別計算兩個匯流區的設計洪水過程。

圖2 景觀湖匯流區域示意圖

圖3 景觀湖水位- 庫容曲線

3.2.1 直接匯流區

直接匯流區域由設計降雨推求設計洪水，降雨資料采用項目區周邊滿足要求的雨量站數據，采用典型年雨型分配過程作為暴雨過程，用同頻率方法進行縮放，得出設計暴雨過程。設計凈雨過程按每個時段（Δt=1 h）減 1 mm 計。

3.2.2 管網匯流區

管網匯流區的雨水入河流量過程受到管道排水能力的限制。根據片區管道設計標準，重現期取1a，設計暴雨歷時取60 min。采用南京市暴雨強度公式進行計算，得出管道排水能力。受管道外排能力限制，管網匯流區的河道入流過程將變得坦化。

采用瞬時單位線法計算設計洪水，根據項目區地形特點，選取蘇南山丘區P≤5%時的計算公式：m1=3.2（F/J）0.28，分別計算 50 a 一遇、200 a 一遇的直接匯流、管網匯流形成的設計洪水過程，將兩者疊加，作為景觀湖相應標準的設計洪水入流過程，見表1。

表1 景觀湖設計洪水入流過程

3.3 泄水建筑物比選

泄水建筑物常用的型式主要有溢流堰、水閘等，優缺點比較見表2。

表2 泄水建筑物比選表

本次推薦溢流堰作為景觀湖泄水建筑物。

3.4 特征水位確定

景觀湖特征水位通過試算確定。首先估算景觀湖正常蓄水位，湖體以環湖路作為擋水屏障（高程40.50 m），超高包括三個部分：最大波浪爬高、最大風壅水面高度和安全超高。根據計算，設計工況超高取0.77 m，校核工況超高取0.57 m。結合景觀湖上下游河道規劃，推求景觀湖正常蓄水位在35.50~39.73 m之間。其次進行試算，在正常蓄水位范圍內假定某一值為常水位，堰頂高程與假定水位齊平。選取不同堰寬進行過流計算，得到相應的調洪演算工作曲線表和水位泄量關系曲線，然后進行調洪演算，得到假定條件下的調洪演算結果。將結果與超高要求進行比較，判斷假定是否合適。最后綜合其他因素，確定最為合理的景觀湖正常蓄水位和溢流堰堰頂寬度，相應的設計水位、校核水位也隨之確定。

3.5 防洪規劃方案

通過計算分析結合其他要求，確定景觀湖防洪規劃方案：正常蓄水位39.00 m，50 a 一遇設計水位39.70 m，200 a 一遇校核水位 39.76 m。湖底高程36.00 m，環湖道路兼具擋洪屏障作用。駁岸型式為鋼筋混凝土擋墻。泄水建筑物采用折線實用堰，堰頂高程39.00 m，堰寬12 m，上游坡1∶0.5，下游坡1∶2.0。堰下設消能設施。景觀湖駁岸、泄水設施斷面示意圖，見圖4。

圖4 景觀湖駁岸、泄水設施斷面示意圖（單位：m）

4 水量平衡分析

水量平衡分析是在滿足景觀湖正常運行的條件下，計算一定時間內水體的輸入水量、輸出水量及其差值。根據差值可確定水體的水量盈虧狀況，是否滿足景觀需要，是否需要外排水或補水和補水成本等。本次景觀湖損耗水量主要包括湖面蒸發量、湖底滲漏量、湖面飄失量、綠化澆灌用水量、硬地澆灑用水量等[1]。

經過分析，多年平均情況下，3—9 月匯流雨水量大于總損耗量，景觀湖水量富余；其他月份匯流雨水量小于總損耗量，需進行人工補水，年補水量約2.8 萬m3。下游干流河道也可作為補水水源。

5 水質控制措施

水質情況直接影響景觀效果，目前很多景觀水體在水質控制方面存在問題，有些不但沒有起到美化效果，反而產生了一些負面影響。為保證景觀湖水質，建議采用如下措施[2]：

（1）上游進水口處設置攔污柵等過濾設施。

（2）做好商業區雨污分流，沿湖設置截、排水溝，防止初期雨水直接流入湖中。

（3）增加水生動植物群落多樣性，提高生態系統自凈能力。

（4）建議在湖底設置若干曝氣裝置，強化水體復氧過程。

（5）建議在溢流堰端部設置閘閥，當湖水嚴重污染時，可徹底更換水體。

6 結 語

本景觀湖工程已建成，為人們提供了舒適的購物休閑環境，目前運行情況良好。在景觀湖的建設過程中，首先要充分重視防洪規劃工作，確保所在片區的防洪除澇安全。其次應結合海綿城市的建設要求，加強對景觀水體的科學規劃與建設，切實發揮其生態環境功能。