深圳市南聯第六工業區內澇整治工程研究

王登敏，王若飛

(1.廣東省建科建筑設計院有限公司，廣東 廣州 510006；2.深圳市水務規劃設計院股份有限公司，廣東 深圳 518000；)

近年來，隨著深圳城市化快速發展及自然氣候變化，城市內澇現象越發突出[1]。部分內澇積水區域受制于地勢低洼、排水管徑過小、河道水位上漲形成頂托等因素影響，雨季時常發生積水內澇現象，影響正常交通秩序的同時也造成了相應的經濟損失。

1 南聯第六工業區內澇點基本情況

南聯第六工業區澇點位于寶南路穿惠鹽高速橋洞處，下游承泄河道為南約河與龍崗河。入河排口匯水面積約172hm2，主要范圍為南聯第六工業區、方興科技園、銀珠嶺村等，北至龍崗大道，南至寶南路，西至龍城大道，東至上龍塘路，整體地勢呈東高西低，北高南低。

最近數次降雨，南聯第六工業區積水面積達到500m2以上，平均水深0.5m，最深處約0.7m，積水長達1.5h，嚴重影響片區居民安全，急需進行工程整治，緩解內澇現象。

2 南聯第六工業區內澇積水現狀分析

2.1 內澇成因分析

工業區內澇積水原因主要是地勢低洼、雨水收集能力不足以及現狀雨水管渠過流能力不滿足設計要求等綜合影響所致。

(1)上游山洪沖擊。工業區北部山體匯水面積大，地勢坡度陡，造成山洪水沖擊建成區，且工業區內下墊面均為硬質鋪裝，雨水下滲能力極低，現狀雨水篦子數量少且堵塞嚴重，雨水收集能力差，廠區雨水沿路面漫流至橋洞。

(2)下游管網轉輸能力不足。由于下游向銀路1.7m×1.5m涵過流能力不足，且存在倒坡情況；加上片區地塊內，正本清源工程整治不徹底，現狀箱涵錯混接嚴重，進一步壓縮管道過流能力。

(3)地勢低洼。工業區內澇區域地面最低標高為36.0m，較橋洞兩側路面低1.0m，為周邊地勢最低點，橋洞內現狀僅依靠DN500雨水管排除雨水，無法滿足行泄要求。

(4)河水頂托影響。經模型模擬計算，50年一遇降雨工況下，南約河防洪水位37.78m，片區入河排口高程33.41m，降雨期間淹沒出流，下游管段均為滿管運行，上游受河水頂托影響，退水緩慢，導致上游長時間積水。

2.2 現狀排水系統分析

現狀主要排水管網有寶南路西側DN800～1000雨水管，收集A1片區雨水，通過2×DN800雨水管橫穿惠鹽高速接駁至下游接圳埔路DN1000市政雨水管，最終排入龍崗河；寶南路東側DN600～1000雨水管，收集A2、A3片區雨水，通過惠鹽高速1.4m×1.40m雨水箱涵匯入向銀路雨水箱涵；超管渠標準雨水通過寶南路橋洞匯入下游愛南路DN800～1500雨水管。愛南路南側DN1500雨水管收集A4片區雨水，最終匯入南約河；向銀路1.4m×1.1m～2.0m×2.0m雨水箱涵上游接1.4m×1.4m跨高速箱涵，收集A5片區雨水，匯入下游龍崗大道南側2.0m×2.5m雨水箱涵，最終入龍崗河。具體管網水系如圖1所示。

圖1 南聯第六工業區內澇點現狀管網圖

2.3 現狀管渠過流能力分析

經計算分析，南聯第六工業區匯水范圍總面積為172hm2，片區內主要分3套系統排水，A1片區通過2×DN800雨水管橫穿惠鹽高速接駁至下游DN1000雨水管，最終排放至龍崗河，A2/A3片區上游雨水經DN1000干管收集后，經惠鹽高速1.4m×1.4m箱涵橋洞匯入向銀路箱涵，超管渠標準雨水通過寶南路橋洞匯入下游愛南路DN800～1500雨水管。

3 南聯第六工業區內澇積水整治措施

根據深圳本土情況，從積水深度、積水規模和積水歷時3個因素考慮，確定內澇積水的范疇：常規區域積水歷時大于30min，淹沒水深大于0.15m，積水規模超過1000m2；下凹橋洞區域，積水歷時超過30min，淹沒水深超過0.27m[2- 3]。

3.1 內澇治理原則

(1)源頭減排原則：針對地勢低洼積水點，在條件允許地區，可考慮結合城市更新、土地整備、棚改等調整城市豎向，從源頭解決內澇風險。

(2)適度提標原則：依據水力模型評估結果，針對分布較散、面積較小的內澇風險區，通過適度提高雨水管道標準，達到消除內澇風險的作用。

(3)立體行泄原則：充分結合地形地勢、道路豎向等，合理運用河道、明渠、道路、隧道、渠道、生態用地等的澇水輸送排放功能，構建多層次的立體澇水行泄通道體系[4- 6]。

(4)多元調蓄原則：依據水力模型評估結果，針對部分點狀易澇點，充分利用綠地、水塘、廣場、運動場、調蓄池、隧道等調蓄功能，建立多元的澇水調蓄空間體系[7- 8]。

(5)洪澇共治原則：通過與全市防洪(潮)專項規劃協調銜接，校核內澇排放工況，優化完善內澇方案，保障內澇和防洪系統協調高效運行，充分發揮綜合效益。

3.2 模型運用

依據GB 50014—2021《室外排水設計標準》規定，當匯水面積超過2km2時，宜考慮區域降雨和地面滲透性能的時空分布不均勻性和管網匯流過程等因素，采用數學模型法計算雨水設計流量[9- 10]。本次案例采用SWMM模型對積水內澇點匯水范圍內的雨水管網系統進行評估、分析(已購買鴻業軟件相關集團授權，操作軟件為鴻業暴雨排水及低影響開發模擬系統V5.0)。

根據深圳市城市雨水區域匯流的特點及河流流域匯流的特點，3h以內的雨量分配，采用芝加哥雨型，峰型系數采用0.35。3～24h之間的雨量分配，采用廣東省暴雨查算手冊的中的雨型進行分配。

3.3 工程整治方案

本工程方案根據水力計算結果及模型模擬分析，并結合片區內澇治理規劃要求，以“南北分區治理”為原則，從源頭減排、山水分洪滯蓄、管道擴建等方面進行方案設計，提出綜合內澇治理方案。

3.3.1北區方案：上游分洪+下游箱涵重建雨水收集系統完善

(1)上游分洪。將寶南路雨水管接至愛南路在建雨水管，向銀路箱涵匯水面積可縮減至50hm2。

(2)現狀箱涵擴建。①根據《深圳市排水雨水防澇綜合規劃》(2014—2030)，現狀向銀路規劃尺寸為2.0m×1.9m～2.0m×2.2m，根據規劃新建2.0m×2.2m箱涵1.0km。②打通穿高速雨水通道，結合高速擴建，抬高高背路橋洞路面高程，并同步建設穿高速雨水通道。

3.3.2南區方案：源頭減排+雨水收集系統完善+山水分洪+管渠擴建+高水高排+統籌建設

(1)源頭減排。充分利用寶南路兩側現狀綠化，改造為市政綠化帶排水模塊，最大程度進行滯蓄，減輕雨水干管過流負荷。

(2)完善雨水收集系統。改造不規范雨水篦子，沿寶南路布設10道橫向截水溝，提高雨水收集能力。

(3)山水分洪。根據現場踏勘情況分析，在東側山體坡腳新建山水分洪溝0.63km，分流山洪至高排通道。

(4)管渠擴建。將寶南路現狀DN600～1000雨水管按5年一遇設計標準擴建為DN1200～1600，長度965m。

(5)高水高排。根據片區內地形及排水系統實際情況，高水高排，新建DN2200～2400雨水高排通道，長度785m，削減下游向銀路及龍崗大道雨水箱涵匯水面積，以應對超標降雨。

(6)統籌建設。協調惠鹽速擴建工程，將橋洞路面抬高1m，消除地形洼地。

3.4 工程實施前后模型計算結果對比分析

通過模型分析，對比方案實施后在50年一遇降雨強度下，工程所在地現狀降水淹沒情況，以及治理后所能達到的治理效果。

3.4.1現狀淹沒模型分析

通過模型分析，對南聯第六工業區現狀管網進行50年一遇內澇分析時，工程所在地匯水范圍內出現積水點多達36個，淹沒區域面積占比達到6.85%，南聯第六工業區惠鹽高速橋洞處積水深度為1.15m，積水時間長約2.1h，總積水量630.8m3，已形成城市內澇風險。模型成果如圖2所示，淹沒深度統計見表1。

圖2 治理前模型分析(P=2%)

表1 治理前淹沒深度統計表(P=2%)

3.4.2工程整治后淹沒模型分析

工程整治后，管網按照5年一遇重現期建設，對南聯第六工業區進行50年一遇內澇模擬分析，根據模型模擬結果，在寶南路橋涵抬高1.0m邊界條件下，橋涵范圍內未出現積水時間超過30min，積水深度超過0.27m的情況，按5年一遇標準實施雨水管后，根據內澇災害標準，該點為積水點。模型成果如圖3所示，淹沒深度統計見表2。

圖3 治理后模型分析(P=2%)

表2 治理后淹沒深度統計表(P=2%)

3.4.3內澇點積水曲線分析

如圖4—5所示，通過對比分析內澇點處積水過程線，按照整治方案實施后，南聯第六工業區惠鹽高速橋洞內澇點區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間以及減少地面積水深度。地面積水起始時間也較治理前有所延后，能有限緩解交通及出行狀況。

圖4 治理前模型積水曲線

圖5 治理后模型積水曲線

3.4.4內澇點積水管網水位模擬

由圖6可知，南聯第六工業區南北分治，改擴建雨水管渠后，可增加內澇區域雨水收集轉輸能力，按50年一遇內澇校核管渠時，未出現管道頂托及路面溢流現象。

圖6 積水點檢查井內水位運行情況模擬

4 結論

基于對南聯第六工業區內澇積水原因進行理論分析和運用SWMM模型對片區管網及內澇情況進行模擬計算，可知在50年一遇的重現期下，當南聯第六工業區惠鹽高速橋洞地面標高豎向抬高1.0m邊界條件下，按照提供的方案實施后，橋涵范圍內未出現積水時間超過30min，積水深度超過0.27m的情況，工程措施能有效消除內澇風險，減輕內澇帶來的損失。

本文通過對南聯第六工業區內澇點形成原因、治理措施、模型模擬等要素進行了相關解讀，并提出了相應的解決對策和分析手段，為后續城市內澇整治工作者提供了一個指導思路及整治手段，同時理論模擬分析后續仍需要通過工程實踐加以驗證，并進行相應完善。