紅旗聯(lián)圩澇區(qū)綜合治理工程設(shè)計及建設(shè)方案探究

余 倩

(江西省南昌縣紅旗大泵電力排灌管理站，江西 南昌 330200)

1 工程概況

紅旗聯(lián)圩地處南昌市昌南城東部地區(qū)，東側(cè)與鄱陽湖相連，西側(cè)以尤口到羅家集高地為界。整體區(qū)域為橢圓形沖積湖積平原，地勢低洼平坦，共有人口70余萬人，區(qū)域總面積為457.26 km2，包括耕地、旱地、水田，以及易洪澇面積。境內(nèi)主要河流為扁擔港、焦頭河、南流水，歷史上洪澇災(zāi)害多發(fā)。在1998年，有13.33余萬公頃農(nóng)田被淹，作物減產(chǎn)絕收嚴重，經(jīng)濟損失巨大，給農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展與新農(nóng)村建設(shè)帶來極大阻礙，不利于農(nóng)民增產(chǎn)增收目標達成。

2 澇區(qū)現(xiàn)狀

紅旗聯(lián)圩占地面積較廣，區(qū)域內(nèi)河流數(shù)量眾多，洪澇災(zāi)害多發(fā)。經(jīng)過多年堅持不懈的治理，該市區(qū)排澇標準達到10年一遇，但澇災(zāi)仍然時有發(fā)生，主要原因：一是當?shù)卮笮秃恿鲾?shù)量較多，不但外洪多發(fā)，還存在內(nèi)澇問題，受外洪頂托，內(nèi)部水量排泄不暢，導致洪澇災(zāi)害程度增加；二是受歷史因素與上下游排水規(guī)則影響，邊界處更易出現(xiàn)澇災(zāi)情況；三是以往項目布局不夠科學，導致排干落淤嚴重阻水，形成澇災(zāi)；四是排水進出口位置受到外洪影響，使原本的出口形狀發(fā)生變化，導致外洪頂托排水難度增加，且局部排區(qū)密封性不足，導致排區(qū)范圍內(nèi)出現(xiàn)一水多淹的情況；五是田間配套設(shè)施不足。受以往干旱災(zāi)害影響，一些居民的排澇、防澇意識不足，在經(jīng)濟利益驅(qū)動下，該地區(qū)三級排水溝大多被人為改建為耕地，尤其是斗、農(nóng)溝更為顯著，已經(jīng)基本失去排水功能，當遇到大型降雨時無法外排，導致內(nèi)澇情況發(fā)生。以往工程標準相對較低，排干橋沒有擴建，阻水嚴重。橋涵閘年久失修，老化破損嚴重，大多數(shù)已經(jīng)受損無法繼續(xù)使用[1]。

3 澇區(qū)綜合治理工程設(shè)計與建設(shè)方案實施

3.1 水文設(shè)計

3.1.1 設(shè)計標準

根據(jù)施工設(shè)計要求，需對施工期洪水進行分析計算，為施工建設(shè)提供有力依據(jù)。水利工程施工設(shè)計規(guī)范中指出，施工期設(shè)計標準為五年一遇。結(jié)合該區(qū)域暴雨洪水特點、電排站施工要求等，應(yīng)在枯水期10月—次年2月之間進行施工。扁擔港水通過新聯(lián)閘進入撫河道，焦頭河水通過罐子口進入鄱陽湖。在撫河八字腦站與康山站進行建設(shè)，對歷年11月—次年2月最高水位進行統(tǒng)計，并計算施工期最高水位，利用P-Ⅲ曲線計算施工期5年一遇洪水位為14.83 m，康山站設(shè)計洪水位為14.02 m。經(jīng)內(nèi)插計算出撫河故道新聯(lián)閘的設(shè)計水位為14.65 m，程家池閘的出口水位設(shè)計為14.40 m。

3.1.2 設(shè)計洪水位

根據(jù)當?shù)爻欠篮闈骋黄诠こ萄芯繄蟾婵芍?，瑤湖主汛期?—6月之間，水位通常保持在15.64～16.15 m之間，蓄澇水位為16.14 m，大泵站水位最高值為14.94 m。結(jié)合地形資料，焦頭河、南流水與扁擔港等位置的岸堤高程范圍為17.6～18.4 m。由各電排站蓄澇水位的最高值對比可知，圩區(qū)的水位最高值應(yīng)根據(jù)影響水位的各項因素綜合考慮而定，對馬山、張坊枧與北聯(lián)等電排站的設(shè)計洪水位進行分析，設(shè)計水位為17.30 m，其標準為20年一遇[2]。

3.1.3 設(shè)計排水流量

因當?shù)貨]有降水觀測資料，結(jié)合區(qū)域地理位置與雨量站分布，以西側(cè)南昌站為例進行設(shè)計暴雨計算。該站資料精度滿足標準，代表性較強，可采用定時年最大值選樣的方式計算暴雨量，針對該站年最大一日和最大三日暴雨資料進行頻率計算，如圖1～圖2所示。

圖1 南昌站最大一日降水量

圖2 南昌站最大三日降水量

在設(shè)計排澇水量方面，該區(qū)域與南昌城區(qū)相鄰，與焦頭河相對，特別是張坊枧電排站排水區(qū)域，與昌萬公路相鄰。根據(jù)治澇所處位置，采用南昌站對暴雨值進行設(shè)計。結(jié)合范圍內(nèi)農(nóng)田情況，綜合徑流系數(shù)為0.95；不同治澇范圍與水域狀況相結(jié)合，蓄水深度為1.0 m，起調(diào)水位范圍為13.8～15.0 m，蓄澇水位范圍為14.8～16.0 m。除此之外，還要對水田范圍的調(diào)蓄量綜合分析，將其深度設(shè)定為0.05 m。結(jié)合不同電排站實際情況，對10年一遇的最大三日暴雨形成的凈排澇水量進行計算，具體如下表1所示。在北聯(lián)站中，排澇水量的計算結(jié)果為：排水面積為3.97 km2，排澇標準為10年一遇，設(shè)計暴雨為259.8 mm，排澇流量為3.53 m3/s，排澇模數(shù)為0.89 m3/s/km2。在張坊枧站中，排澇水量的計算結(jié)果為：排水面積為3.09 km2，排澇標準為10年一遇，設(shè)計暴雨為161.9 mm，排澇流量為3.66 m3/s，排澇模數(shù)為1.18 m3/s/km2。在馬山站中，排澇水量的計算結(jié)果為：排水面積為2.47 km2，排澇標準為10年一遇，設(shè)計暴雨為259.8 mm，排澇流量為3.53 m3/s，排澇模數(shù)為0.89 m3/s/km2。在閔家枧站中，排澇水量的計算結(jié)果為：排水面積為2.58 km2，排澇標準為10年一遇，設(shè)計暴雨為259.8 mm，排澇流量為1.97 m3/s，排澇模數(shù)為0.77 m3/s/km2。

表1 排澇水量

3.2 建筑物

(1)北聯(lián)站。該站的地址不變，設(shè)計流量為3.52 m3/s，總規(guī)模為225 kW。按堤后式建設(shè)站，采用閘合布設(shè)方式，具有代表性的建筑物為泵房、控制閘、消力池等。泵站進出水均為正向，自流與電排位于相同涵箱。泵房長寬尺寸為 11.60 m×7.00 m，控制室設(shè)置在泵房左側(cè)，長寬尺寸為7.00 m×6.08 m；泵房右側(cè)為檢修間，長寬尺寸為7.00 m×6.20 m。將變壓器設(shè)置在箱式變電站之中，位于控制室周圍。

(2)馬山站。該站的地址也固定不變，總裝機規(guī)模為110 kW，按堤后式建站，采用合一布設(shè)式，具有代表性的建筑為消力池、壓力水箱、泵房等，泵站進出水均為正向，自流與電排采用相同涵箱。泵房長寬尺寸為8.00 m×8.00 m，控制室設(shè)置在泵房左側(cè)，長寬尺寸為8.00 m×6.08 m；泵房右側(cè)為檢修間，長寬尺寸為7.00 m×6.20 m。將變壓器設(shè)置在箱式變電站之中，安裝在控制室附近。

(3)張坊枧站。該站的地址也固定不變，總裝機規(guī)模為225 kW，按堤后式建站，采用合一布設(shè)式，具有代表性的建筑為泵房、控制閘、前池、檢修閘等，泵站進出水均為正向，自流與電排采用相同涵箱。泵房長寬尺寸為11.6 m×7.0 m，控制室設(shè)置在泵房左側(cè)，長寬尺寸為8.00 m×6.08 m；泵房右側(cè)為檢修間，長寬尺寸為8.00 m×6.20 m。將變壓器設(shè)置在箱式變電站之中，與控制室相鄰。

(4)閔家枧站。該站的地址也固定不變，總裝機規(guī)模為110 kW，按堤后式建站，采用合一布設(shè)式，具有代表性的建筑為泵房、出水涵箱、消力池、海漫等，泵站進出水均為正向，自流與電排采用相同涵箱。泵房長寬尺寸為8.00 m×8.00 m，控制室設(shè)置在泵房左側(cè)，長寬尺寸為8.00 m×6.08 m；泵房右側(cè)為檢修間，長寬尺寸為7.00 m×6.20 m。將變壓器設(shè)置在箱式變電站之中，與控制室距離相近[3-4]。

3.3 水土保持

該市區(qū)水土流失情況嚴重，范圍在16 km2左右，占土地總面積的0.87%，為重點預(yù)防、監(jiān)督區(qū)。該項目水土流失主要對施工環(huán)節(jié)造成影響，結(jié)合該項目施工特點，在建設(shè)中因泵房、前池與引水渠等基礎(chǔ)影響，在圍堰、閘等處拆除時產(chǎn)生許多棄渣，為提高水土保持效率，節(jié)省更多成本投入，可利用棄渣土與圍堰土進行場區(qū)回填。該項目水土保持工程設(shè)計指標如表2所示。

表2 水土保持工程設(shè)計指標 m3

在水土保持設(shè)計實施中，應(yīng)注重水土流失監(jiān)測，尤其是在施工期與林草恢復期，前者應(yīng)對臨時堆土場、開挖破壞面等流失情況進行分析，后者則對場地回填位置的植被恢復情況進行分析。在場地回填區(qū)中，工程開挖未利用的圍堰均投入到場區(qū)回填中，在填平后由人工清理表層石塊，對場地深翻20 cm后，人工用靶、石磙子等方式覆土，厚度在2～3 cm之間，綠化面積達到1.36 hm2。在這一方案中，種草施工流程為：場地平整、種籽、播種覆蓋、苗期管理。在草籽出苗后應(yīng)做好管理，及時清理弱苗、雜苗與病苗等，在播種后澆水，后續(xù)每個星期最低澆水一次，直至全部成活發(fā)芽。

4 結(jié) 論

當前因農(nóng)田水利設(shè)施建設(shè)不當，很多區(qū)域仍受到澇災(zāi)影響，急需采取綜合治理方案進行改善。在方案制定中，應(yīng)結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況，對設(shè)計標準與洪水位等關(guān)鍵指標進行明確，并創(chuàng)建高效合理的電排站、泵房等，提高排水系統(tǒng)性能，使當?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生態(tài)環(huán)境面貌煥然一新。