禮泉縣東塬村澇池水生態(tài)修復(fù)整治工程設(shè)計(jì)分析

時(shí)曉東

（禮泉縣水土保持工作站,陜西 禮泉 713200）

1 澇池概況

禮泉縣東塬村原澇池位于村內(nèi)偏東處,南北長(zhǎng)29 m,東西寬約20 m,池內(nèi)雜草從生,垃圾遍地,環(huán)境較差。由于年久失修,現(xiàn)狀淤積嚴(yán)重,最深處不足2 m,已失去原有澇池的防洪排澇功能。設(shè)計(jì)修復(fù)澇池位于村東南處,為全村最低處,東面有自然溝道,蓄存設(shè)計(jì)集水面積內(nèi)雨洪量。通過(guò)進(jìn)水渠匯集后經(jīng)過(guò)前置攔污柵和沉砂池處理后流入澇池,然后通過(guò)澇池自凈功能對(duì)水體進(jìn)一步處理,形成具有生態(tài)價(jià)值的水面景觀,并在澇池周圍配套綠化美化措施,以改善所在村雨澇狀況,推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,設(shè)計(jì)澇池集水區(qū)無(wú)工礦企業(yè),主要污染來(lái)源為群眾生活污水。目前無(wú)集中收集處理措施,生活污水基本處于散排狀態(tài),靠蒸發(fā)和滲漏自然消耗。設(shè)計(jì)充分利用現(xiàn)狀地形,對(duì)現(xiàn)有澇池進(jìn)行維修改造,利用攔蓄降雨徑流,營(yíng)造生態(tài)濕地。同時(shí)合理配套綠化、文化等設(shè)施,使其成為群眾農(nóng)閑時(shí)期娛樂(lè)休閑的好去處。

2 新修澇池設(shè)計(jì)

根據(jù)《陜西省澇池建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》相關(guān)規(guī)定,東塬村澇池為小型澇池,設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為5 年一遇6 h降雨。

2.1 水文計(jì)算

2.1.1 洪峰流量采用推理公式法計(jì)算：

式中：Q為設(shè)計(jì)洪峰流量,m3/s；I為設(shè)計(jì)條件下最大降雨強(qiáng)度,mm/h；K為徑流系數(shù)；F為匯水面積,km2。

（1）設(shè)計(jì)降雨強(qiáng)度

根據(jù)1∶1萬(wàn)地形圖和采用GPS實(shí)際量測(cè),通過(guò)繪圖軟件勾畫東塬澇池匯流面積。勾畫結(jié)果為：東塬村澇池匯流面積F=0.11 km2（見(jiàn)圖1）。由于設(shè)計(jì)澇池匯流面積遠(yuǎn)小于20 km2,根據(jù)《咸陽(yáng)市水文手冊(cè)》規(guī)定可直接將點(diǎn)雨量當(dāng)作面雨量計(jì)；根據(jù)《咸陽(yáng)市水文手冊(cè)》暴雨等值線圖查得,澇池所在區(qū)域6 h點(diǎn)雨量為40 mm,即為面雨量。

圖1 東塬村澇池匯流面積量算圖

由《咸陽(yáng)市水文手冊(cè)》查得流域幾何中心不同歷時(shí)6 h最大點(diǎn)暴雨量均值Hi及變差系數(shù)CV,取CS=3.5CV,P-Ⅲ型曲線得模比系數(shù)KP值,由公式Htp·點(diǎn)=Kp·Ht求各頻率的設(shè)計(jì)點(diǎn)暴雨量,見(jiàn)表1。

表1 各歷時(shí)點(diǎn)暴雨參數(shù)表

（2）徑流系數(shù)

設(shè)計(jì)澇池集水區(qū)為村莊,雖建筑較為集中,但非硬化面積占主要,參照《陜西省澇池建設(shè)技術(shù)導(dǎo)則》規(guī)定,綜合分析項(xiàng)目區(qū)徑流系數(shù)取0.35。經(jīng)計(jì)算東塬村澇池設(shè)計(jì)洪峰流量Q=0.18 m3/s。

2.1.2 設(shè)計(jì)洪水總量

設(shè)計(jì)洪水總量,一般采用公式計(jì)算:

式中：W為洪水總量,m3；F為集水面積,hm2；R為設(shè)計(jì)條件下降雨量,mm；K為徑流系數(shù)。

按上述方法計(jì)算,東塬村澇池設(shè)計(jì)洪水總量為2556 m3。

2.2 澇池池體設(shè)計(jì)

（1）澇池容積

根據(jù)實(shí)測(cè)地形,以及平面布置計(jì)算,東塬村澇池容積為840 m3。

（2）澇池深度

在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)條件下,根據(jù)設(shè)計(jì)洪水總量和澇池受周邊地形、房屋、休閑娛樂(lè)場(chǎng)所、綠化要求等限制,充分考慮周邊房屋安全,本次設(shè)計(jì)結(jié)合現(xiàn)狀地形情況確定設(shè)計(jì)池深不超過(guò)2.5 m、水深不超過(guò)1.96 m、景觀水深不超過(guò)1.0 m。

（3）防滲設(shè)計(jì)

池底和四周采用30 cm厚紅膠泥防滲,上覆0.3 m細(xì)黃土。

（4）邊坡防護(hù)

為避免雨水對(duì)澇池邊坡進(jìn)行沖刷,池壁采用生態(tài)連鎖式護(hù)坡磚護(hù)坡,并在連鎖式護(hù)坡間隙中采用種植花草防護(hù)。

2.3 進(jìn)水工程設(shè)計(jì)

根據(jù)澇池所在位置及匯水現(xiàn)狀,澇池進(jìn)水工程由進(jìn)水渠組成,進(jìn)水渠后接沉砂池、涵管和陡坡段,將水流引入池底。

進(jìn)水渠均采用矩形混凝土渠道,斷面形式采用矩形斷面,按照明渠均勻流計(jì)算其斷面尺寸,公式為：

式中：Q設(shè)為設(shè)計(jì)流量,m3/s ；i為明渠底坡；C為謝才系數(shù),C=R1/6/n,n為糙率,取0.02；ω為明渠過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）,ω=bh；R為水力半徑,m,R=ω/χ；b為明渠寬度,m；h為正常水深,m；χ為濕周,m,χ=b+2h。

經(jīng)計(jì)算,明渠寬度取0.4 m時(shí),進(jìn)水渠水深介于0.21 m~0.24 m,安全超高取值不小于0.2 m。

進(jìn)水渠采用矩形斷面,為了便于施工,斷面尺寸統(tǒng)一為0.4 m×0.45 m（寬×高）,側(cè)墻寬0.15 m,底板厚0.15 m,采用C15 砼澆筑,過(guò)路段引水加蓋板,蓋板采用0.15 m厚C20 鋼筋砼具體尺寸。

進(jìn)水渠末端接沉淀池,沉砂池采用MU7.5 磚、M5 混合砂漿砌筑,底板厚0.24 m,池頂加蓋板,蓋板采用0.15 m厚C20 鋼筋砼,雨水在流入沉淀池前采用攔污柵對(duì)雜物進(jìn)行攔截處理,攔污柵尺寸為0.5 m×0.5 m,攔污柵孔徑不大于25 mm。

沉淀池后接DN400 鋼筋砼管,涵管出口后接1∶2 陡坡,陡坡采用15 cm厚C15 砼襯砌。池底部采用15 cm厚C15 砼襯砌,砌護(hù)半徑為1.0 m。

2.4 排水工程設(shè)計(jì)

根據(jù)實(shí)測(cè)地形條件,在澇池東南角布設(shè)排水渠,利用自然地形條件將多余水量排至現(xiàn)有板橋排水渠,設(shè)計(jì)排水渠進(jìn)口高程為低于池頂0.5 m。排水渠采用矩形斷面,斷面尺寸統(tǒng)一為0.6 m×0.45 m（寬×高）,側(cè)墻寬0.15 m,采用C15 砼澆筑。

2.5 景觀生態(tài)補(bǔ)水工程設(shè)計(jì)

為滿足人文景觀及生態(tài)需求,設(shè)計(jì)在缺水情況下利用附近機(jī)井對(duì)澇池進(jìn)行補(bǔ)水,該井出水量為32 m3/h。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),補(bǔ)水工程需埋設(shè)φ110 PVC管道80 m。

3 景觀綠化工程設(shè)計(jì)

3.1 景觀綠化布局

在澇池周圍順勢(shì)布置自然流暢的人行步道。為保護(hù)行人尤其兒童人身安全,防止事故發(fā)生,在澇池四周布設(shè)防護(hù)欄,防護(hù)欄采用水泥仿木護(hù)欄；在澇池周圍及入口處的醒目位置布設(shè)安全警示牌、宣傳欄等,增加植物布置,突出水土保持科技治理元素。

3.2 植物配置

盡量保留原有樹(shù)木,去除低矮的雜草、灌叢,增加觀賞性較高園林植物,通過(guò)種植喬、灌、地被花卉,形成穩(wěn)定的植物群落,提高觀賞效果。

①原則上保留原有的樹(shù)種,去除枯死樹(shù)木和病蟲(chóng)害嚴(yán)重的樹(shù)木。

②種植觀賞性較高園林植物。喬木樹(shù)種主要包括柳樹(shù)、柿樹(shù)、刺槐、桃樹(shù)、杏樹(shù)等；灌木樹(shù)種主要有紫薇、木槿、石楠球、海桐球等；綠籬主要有刺柏、月季等；地被花卉主要有荷蘭菊、郁金香等；草坪主要有剪股穎和麥冬。

3.3 綠化種植技術(shù)

（1）喬木栽植技術(shù)

栽植的喬木必須選擇無(wú)病蟲(chóng)害、生長(zhǎng)健壯的苗木或樹(shù)木。為防止苗木在運(yùn)輸過(guò)程中缺水萎焉,影響苗木移植的成活率,要求：①?gòu)钠鹈绲皆悦缱詈貌灰^(guò)24 h,柳樹(shù)、皂角等可以延長(zhǎng)至2 d~3 d；②如果遇到移植時(shí)溫度過(guò)高,氣候太干燥,每隔2 h進(jìn)行一次噴水,同時(shí)要噴適量的蒸騰抑制劑；③起苗前4 d~5 d灌足水,根系周圍的土壤吸足水分后易挖掘,土球運(yùn)輸中不易破裂,土球直徑為樹(shù)木直徑的5~6 倍；④把根系修剪平整并涂生根粉,對(duì)光線敏感的樹(shù)種（如雪松、白皮松等）應(yīng)在樹(shù)干上標(biāo)記移栽前樹(shù)冠的朝向,按原方向移栽。栽植深度比原土深2 cm~3 cm,栽苗時(shí)做到“三埋兩踩一提苗”,栽植后需立即澆一次透水。

（2）灌木栽植技術(shù)

盡量選擇陰雨天進(jìn)行,要求：①做到隨起苗、隨分級(jí)、隨運(yùn)送、隨修剪、隨栽植、隨澆水,土球大小為20 cm～30 cm,必須保持土球濕潤(rùn),切勿暴曬；②從起苗到栽苗最好不要超過(guò)12 h,如果不能及時(shí)移栽必須在假植區(qū)暫時(shí)進(jìn)行假植；③如果遇到移植時(shí)溫度過(guò)高,氣候太干燥,每隔1 h進(jìn)行一次噴水。栽植深度比原土深1 cm左右,栽苗時(shí)做到“三埋兩踩一提苗”。栽植后需立即澆一次透水,成活期內(nèi)土壤含水量必須達(dá)到田間持水量的60%。

（3）綠籬栽植技術(shù)

栽植的綠籬選擇無(wú)病蟲(chóng)害、生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致、略高于設(shè)計(jì)高度的營(yíng)養(yǎng)缽苗。盡量選擇陰雨天進(jìn)行。根據(jù)栽植寬度設(shè)計(jì)為單排、雙排。全面整地,栽植時(shí)先栽植外圍的苗木,株行距基本一致,種植坑的深度略大于苗木的根系長(zhǎng),栽植深度與原土深一致或略低,填土埋實(shí)。設(shè)計(jì)中的灌木樹(shù)種按照設(shè)計(jì)高度稍作修剪,修剪完畢圍堰澆透水一次；成活期應(yīng)做遮陰處理。

（4）地被植物及草坪栽植技術(shù)

草坪以鋪植為主,地被花卉布設(shè)網(wǎng)格進(jìn)行片植。鋪植的草坪及種植的地被花卉必須選擇無(wú)病蟲(chóng)害、生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)一致的植物。全面整地。

①草坪的鋪植：盡量在陰雨天進(jìn)行,采用滿鋪技術(shù),將草皮以1 cm～2 cm的間隙鋪植在整好的場(chǎng)地。鋪設(shè)完畢澆透水一次,之后適墑情而澆。

②地被花卉：按照設(shè)計(jì)要求選擇布設(shè)網(wǎng)格進(jìn)行成片栽植,栽植后澆透水一次,之后適墑情而澆。

4 結(jié)論

澇池是我國(guó)黃土高塬地區(qū)的一種蓄水設(shè)施,池水可供畜用、洗滌,富余者還可灌溉農(nóng)田。東塬村澇池建設(shè)工程完成后,通過(guò)攔蓄降雨徑流,能避免雨水漫流、浸泡農(nóng)房,保護(hù)群眾的財(cái)產(chǎn)安全；充分利用天然雨水資源,形成局部生態(tài)水面景觀,改善了當(dāng)?shù)厝司迎h(huán)境,凈化了空氣和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)；澇池周邊將成為百姓茶余飯后休憩游玩的場(chǎng)所,為美麗鄉(xiāng)村建設(shè)所必須。