晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)防洪排澇工程特征分析及治理措施

王蘇瑋

(泉州水務(wù)工程建設(shè)集團(tuán)有限公司，福建 泉州 362000)

0 引 言

泉州晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)位于福建省晉江市東南方向，距晉江市中心約2.25km，北距泉州市12km，東南距石獅市7.5km。機(jī)場(chǎng)基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)為E118°35′21″，N24°47′50″。跑道方向?yàn)椋捍畔?3°59′27″-213°59′27″。2019年泉州晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)旅客吞吐量已達(dá)到800萬(wàn)人次。晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)周邊水系主要為缺塘溪、普照溪、內(nèi)溝河和南低干渠，見(jiàn)圖1。

圖1 機(jī)場(chǎng)周邊水系示意圖

1 防洪排澇主要問(wèn)題

晉江市河流受地形和氣候的影響，除發(fā)源于鄰市的晉江、九十九溪外，境內(nèi)河流多屬獨(dú)流入海水系，源流短促，汛期洪澇災(zāi)害易發(fā)。洪澇災(zāi)害主要由4-6月的鋒面雨和7-10月的臺(tái)風(fēng)暴雨形成。鋒面雨是北方南下的冷空氣與來(lái)自孟加拉灣北上的暖濕氣流交融對(duì)峙的準(zhǔn)靜止鋒而形成的，鋒面雨的特點(diǎn)是降雨范圍廣，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)；臺(tái)風(fēng)雨則是西太平洋洋面和南海海域生成的臺(tái)風(fēng)正面登陸或外圍影響帶來(lái)的暴雨、大暴雨、甚至特大暴雨，其特點(diǎn)是來(lái)勢(shì)兇猛，降雨歷時(shí)短、強(qiáng)度大、雨量集中，是造成本地區(qū)洪澇災(zāi)害的最主要的天氣因素。歷史上晉江市洪澇災(zāi)害本已十分嚴(yán)重，洪澇災(zāi)害對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生命財(cái)產(chǎn)的危害和制約已越來(lái)越嚴(yán)重[1]。特別是受人類活動(dòng)的影響，沿河房屋和橋梁眾多，河道束窄、河床淤積，造成河道行洪能力下降，也是洪澇災(zāi)害頻繁發(fā)生且加重的重要原因。對(duì)于晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)來(lái)講，晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)洪澇災(zāi)害主要成因?yàn)闄C(jī)場(chǎng)內(nèi)環(huán)場(chǎng)溝部分淤積、排水泵站排水規(guī)模較小、受南低干渠高水位頂托等，晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)內(nèi)的主要洪澇災(zāi)害點(diǎn)如圖2所示：

1.1 災(zāi)害成因

1)1#、3#澇點(diǎn)成災(zāi)原因：

受2016年“莫蘭蒂”臺(tái)風(fēng)影響，晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)一帶普降大暴雨，同時(shí)普照溪、缺塘溪上游為低山、丘陵，暴雨形成洪水在上游匯流快，形成洪峰快，南低干渠河道坡降平緩，洪水流速減慢，受內(nèi)溝河、南低干渠水位頂托影響，而機(jī)場(chǎng)現(xiàn)有泵站抽排能力有限，導(dǎo)致1#、3#區(qū)域積水不能及時(shí)排入內(nèi)溝河，形成洪澇災(zāi)害。

2)2#澇點(diǎn)成災(zāi)原因：

1996年2#區(qū)域受強(qiáng)降雨影響，導(dǎo)致2#區(qū)域隔離帶沖毀，形成洪澇災(zāi)害，其原因是下游缺塘溪未整治，局部淤積嚴(yán)重，同時(shí)受南低干渠高水位的影響，上游洪水難以通過(guò)南低干渠直接排出，使得上游區(qū)域積水形成洪澇災(zāi)害。另外缺塘溪、普照溪，尤其是南低干渠下游以東區(qū)域由于人為地占河建房，居民生活垃圾和建筑垃圾堆占河道，使得河道縮窄，過(guò)水?dāng)嗝鏈p小河床淤積嚴(yán)重，造成下游排水不暢，導(dǎo)致上游洪水不能及時(shí)排出，同時(shí)晉江機(jī)場(chǎng)區(qū)域規(guī)劃為城市，其原有耕地、水塘地塊大部分被硬化，城市化帶來(lái)的下墊面變化，一方面將使區(qū)域產(chǎn)流系數(shù)增加、匯流速度較快、洪峰變大，另一方面使得單位土地面積上的人口、財(cái)富增多，同一規(guī)模的暴雨引起的洪澇災(zāi)害，將在城市化后倍增。易澇點(diǎn)位置示意圖見(jiàn)圖2。

圖2 機(jī)場(chǎng)內(nèi)易澇點(diǎn)位置示意圖

1.2 存在問(wèn)題

根據(jù)《泉州晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)(民用部分)總體規(guī)劃修編報(bào)告》，晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)近、遠(yuǎn)期用地紅線基本一致，現(xiàn)針對(duì)晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)就現(xiàn)狀、近期和遠(yuǎn)期分別說(shuō)明其防洪排澇存在的問(wèn)題。就現(xiàn)狀而言：

1)缺塘溪、1#環(huán)場(chǎng)溝、2#環(huán)場(chǎng)溝現(xiàn)狀局部淤積，導(dǎo)致排水不暢，特別是廠區(qū)內(nèi)的1#環(huán)場(chǎng)溝、2#環(huán)場(chǎng)淤積易造成機(jī)場(chǎng)內(nèi)部積水。

2)從現(xiàn)有規(guī)劃和已實(shí)施工程來(lái)看，晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)周邊的缺塘溪、普照溪、南低干渠和內(nèi)溝河防洪標(biāo)準(zhǔn)只能達(dá)到20a一遇，不能滿足4D以上機(jī)場(chǎng)100a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)(見(jiàn)圖3)。

3)2#泵站2臺(tái)機(jī)組未能運(yùn)行，導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)內(nèi)部積水不能及時(shí)排除。

對(duì)于近、遠(yuǎn)期用地而言：

1)隨著晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)的規(guī)劃發(fā)展，擬在機(jī)場(chǎng)西北側(cè)進(jìn)行晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)容，擴(kuò)容后機(jī)場(chǎng)用地占用1#環(huán)場(chǎng)溝，導(dǎo)致機(jī)場(chǎng)內(nèi)部澇水不能通過(guò)1#環(huán)場(chǎng)溝排入南低干渠，亟需增設(shè)新的排澇通道解決機(jī)場(chǎng)排水問(wèn)題。

2)根據(jù)機(jī)場(chǎng)規(guī)劃擬在缺塘溪右岸建設(shè)機(jī)場(chǎng)構(gòu)筑物，但根據(jù)機(jī)場(chǎng)總體規(guī)劃報(bào)告可知，報(bào)告中未明確該區(qū)域地面高程，未能確定該區(qū)域的排水方向。

3)1#環(huán)場(chǎng)溝還承擔(dān)一部分機(jī)場(chǎng)外部排水，一定程度上加大了1#環(huán)場(chǎng)溝的排水壓力。

圖3 晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)現(xiàn)狀100a一遇風(fēng)險(xiǎn)示意圖

1.3 防洪排澇規(guī)劃的必要性

1)緩解防洪排澇壓力、提高片區(qū)防洪標(biāo)準(zhǔn)：

晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)擴(kuò)容的建設(shè)將填占區(qū)域內(nèi)現(xiàn)有河道，由于該片區(qū)的地勢(shì)較低，各河道現(xiàn)狀情況下所能達(dá)到的防洪標(biāo)準(zhǔn)都較低，根據(jù)規(guī)劃要求，地面高程將抬高，對(duì)本次項(xiàng)目區(qū)及周邊區(qū)域的防洪排澇造成極大的不利影響，且由于工業(yè)和商業(yè)用地的需要，為提高機(jī)場(chǎng)的土地利用率，在片區(qū)內(nèi)無(wú)法設(shè)置大面積的滯洪區(qū)，當(dāng)區(qū)域遭遇臺(tái)風(fēng)暴雨時(shí)，山洪暴發(fā)，加上受外江水位影響，洪澇水排泄出口受頂托立即泛濫成災(zāi)。因此，本規(guī)劃力求提高區(qū)域內(nèi)防洪排澇能力，緩解洪澇壓力。

2)完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：

晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)的通訊、道路、供電、市政管線等城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)均已在規(guī)劃完善中。由于該片區(qū)防洪排澇設(shè)施薄弱，與其他基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展不協(xié)調(diào)。因此，本工程的建設(shè)，對(duì)完善防洪排澇設(shè)施，改善片區(qū)的投資環(huán)境條件，具有積極意義。

2 治理措施

2.1 防洪排澇措施擬定

2.1.1 防洪工程措施

1)缺塘溪：

缺塘溪現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇，根據(jù)晉江機(jī)場(chǎng)擴(kuò)容要求，缺塘溪防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)達(dá)到100a一遇。因泉州晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)所處位置地勢(shì)低洼，周邊水系復(fù)雜，因空防等安全因素?zé)o法對(duì)機(jī)場(chǎng)沿岸進(jìn)行加高拓寬來(lái)滿足標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)臨機(jī)場(chǎng)圍界河道進(jìn)行堤岸加高，勢(shì)必對(duì)空防安全造成極大影響，催生各種隱患。受晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)內(nèi)部標(biāo)高控制，缺塘溪兩岸堤防已無(wú)加高的余地，而受下游南低干渠100a一遇水位影響，即使缺塘溪河道擴(kuò)寬，缺塘溪下游段現(xiàn)狀堤頂高程仍不能滿足100a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，為此根據(jù)近期晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)用地范圍，并結(jié)合晉江交通規(guī)劃中聯(lián)華大道北延伸工程，擬對(duì)缺塘溪進(jìn)行改線，改線后缺塘溪機(jī)場(chǎng)段起點(diǎn)與現(xiàn)狀缺塘溪樁號(hào)QT3+000.0斷面處，沿晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)紅線后與規(guī)劃聯(lián)華大道北延伸左側(cè)布置，終點(diǎn)位于南低干渠，缺塘溪改線后沙塘支流位于機(jī)場(chǎng)內(nèi)不再承擔(dān)排洪任務(wù)，缺塘溪改線后長(zhǎng)4033.3m，改線后底寬為25m，采用復(fù)合式堤防型式。同時(shí)對(duì)現(xiàn)狀QT3+000.0以上河段晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)側(cè)堤防進(jìn)行加高，最終形成封閉的100a一遇防洪岸線。另外，在改線完成前，保留現(xiàn)狀缺塘溪，并對(duì)缺塘溪進(jìn)行清淤，使其防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到20a一遇。改線完成后，為保證地塊的整體性，將缺塘溪回填至與晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)地面高程一致[2]。

2)普照溪、內(nèi)溝河、南低干渠：

普照溪晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)段從蓮溪路與和平路交匯處機(jī)場(chǎng)側(cè)不能滿足100a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，內(nèi)溝河、南低干渠晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)段整段均不能滿足100a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。規(guī)劃普照溪、內(nèi)溝河、南低干渠防洪標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇，河道兩側(cè)多為道路和房屋，其堤頂難以加高，為使得晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)滿足100a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)要求，本次擬對(duì)普照溪、內(nèi)溝河、南低干渠機(jī)場(chǎng)側(cè)隔離網(wǎng)新建擋墻。

2.1.2 排澇工程措施

根據(jù)晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)總體規(guī)劃，機(jī)場(chǎng)擴(kuò)容后根據(jù)其用地情況，本次將晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)劃分為4個(gè)澇片，其中1#、2#、3#澇片與現(xiàn)狀一致，4#澇片為新增澇片，規(guī)劃后澇片劃分示意圖如圖4所示。

圖4 規(guī)劃后澇片區(qū)劃示意圖

2.1.2.1 1#澇片

1)1#環(huán)場(chǎng)溝：

現(xiàn)狀1#澇片主要通過(guò)1#環(huán)場(chǎng)溝將機(jī)場(chǎng)內(nèi)部澇水排入內(nèi)溝河，根據(jù)機(jī)場(chǎng)近期擴(kuò)容計(jì)劃，擬占用現(xiàn)狀1#環(huán)場(chǎng)溝，需建設(shè)新的排水渠道將1#澇片的積水排入內(nèi)溝河，本次擬對(duì)1#環(huán)場(chǎng)溝進(jìn)行改線重建，改線后1#環(huán)場(chǎng)溝承擔(dān)機(jī)場(chǎng)內(nèi)部排水，匯水面積為1.95km2，其中機(jī)場(chǎng)內(nèi)部排水面積為1.45km2，折合機(jī)場(chǎng)面積145hm2。改線后1#環(huán)場(chǎng)溝匯水面積為1.95km2，20a一遇設(shè)計(jì)澇水流量為18.81m3/s，根據(jù)過(guò)流能力計(jì)算，初步擬定1#環(huán)場(chǎng)溝改線后寬度為5.5m。

所采用的方案：1#環(huán)場(chǎng)溝位于晉江機(jī)場(chǎng)西側(cè)，起點(diǎn)位于機(jī)場(chǎng)規(guī)劃?rùn)C(jī)坪，走向?yàn)槲髂?東北，沿機(jī)場(chǎng)規(guī)劃擴(kuò)容地塊紅線邊緣，穿過(guò)機(jī)場(chǎng)規(guī)劃新航站樓、機(jī)場(chǎng)生活區(qū)、軌道交通站，最后匯入內(nèi)溝河。該方案長(zhǎng)度2703.9m，全線絕大部分采用明渠過(guò)流方式，穿越機(jī)場(chǎng)規(guī)劃航站樓地下室、道路橋部分采用暗涵過(guò)流。新建渠道斷面尺寸為5.5m×3.5m(寬×高)，暗涵尺寸5.5m×3.5m(寬×高)。

2)1#泵站：

從現(xiàn)狀來(lái)看，內(nèi)溝河正常蓄水位約3.5m，20a一遇水位4.68m，高于1#環(huán)場(chǎng)溝水位，1#環(huán)場(chǎng)溝只能通過(guò)泵站抽排，現(xiàn)狀1#泵站設(shè)有1臺(tái)機(jī)組，排水能力為2200m3/h，折合流量為0.61m3/s，其規(guī)模小于1#環(huán)場(chǎng)溝20a一遇排澇流量18.81m3/s，因此需增大1#泵站的排水規(guī)模，考慮到晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)澇水不漫溢，按來(lái)多少排多少的原則，根據(jù)《治澇標(biāo)準(zhǔn)》(SL723-2016)8.5.1規(guī)定，“對(duì)于泵站錢(qián)無(wú)調(diào)蓄庫(kù)容或調(diào)蓄容積較小時(shí)，應(yīng)根據(jù)泵站控制的排水面積的有關(guān)方法計(jì)算確定，或直接采用站前排澇河道(溝渠)的設(shè)計(jì)排澇流量?！?#泵站位于1#環(huán)場(chǎng)溝末端，泵站前無(wú)調(diào)蓄池，考慮到盡可能發(fā)揮1#環(huán)場(chǎng)溝的蓄滯洪能力，本次考慮1#環(huán)場(chǎng)溝的調(diào)蓄能力從而確定1#泵站規(guī)模。通過(guò)調(diào)蓄計(jì)算，1#泵站設(shè)計(jì)規(guī)模為17.0m3/s，共設(shè)4臺(tái)機(jī)組，1臺(tái)機(jī)組排水規(guī)模為2.0m3/s，用于日常及來(lái)水較小時(shí)將1#環(huán)場(chǎng)溝內(nèi)澇水排入內(nèi)溝河，3臺(tái)機(jī)組排水規(guī)模為5.0m3/s，澇水較大時(shí)，逐步打開(kāi)泵站進(jìn)行排水，將1#泵站泵前水位控制在3.84m以下。

2.1.2.2 2#澇片

1)2#環(huán)場(chǎng)溝：

2#澇片主要通過(guò)2#環(huán)場(chǎng)溝將機(jī)場(chǎng)內(nèi)部澇水排入內(nèi)溝河，從前述分析來(lái)看，2#環(huán)場(chǎng)溝現(xiàn)狀局部斷面最大過(guò)流能力為2.23m3/s，小于前述計(jì)算的2#環(huán)場(chǎng)溝20a一遇設(shè)計(jì)排澇流量6.03m3/s，現(xiàn)狀2#環(huán)場(chǎng)溝不能滿足20a一遇排澇要求，因此本次擬對(duì)2#環(huán)場(chǎng)溝進(jìn)行擴(kuò)寬，擴(kuò)寬后2#環(huán)場(chǎng)溝寬度為3.5m，其走向仍按現(xiàn)狀2#環(huán)場(chǎng)溝走向。2#環(huán)場(chǎng)溝匯水區(qū)域與現(xiàn)狀一致，匯水面積為0.75km2，均為機(jī)場(chǎng)內(nèi)部排水，折合機(jī)場(chǎng)排水面積75hm2。

2)2#泵站：

從現(xiàn)狀來(lái)看，內(nèi)溝河正常蓄水位約3.5m，20a一遇水位4.68m，高于2#環(huán)場(chǎng)溝水位，2#環(huán)場(chǎng)溝只能通過(guò)泵站抽排，2#泵站共有5臺(tái)機(jī)組，單臺(tái)機(jī)組排澇流量為2200m3/h，折合流量為0.61m3/s，總計(jì)排水流量為3.05m3/s，其排水流量能滿足2#環(huán)場(chǎng)溝20a一遇排水流量6.03m3/s的要求，2#泵站周邊地面高程約4.0m，2#泵站20a一遇泵前控制水位為3.5m，正常水位以最低淹沒(méi)深度2.0m計(jì)，其正常水位確定為2.50m，當(dāng)2#泵站泵前水位達(dá)到2.5m時(shí)，逐步打開(kāi)泵站抽排，確保泵前水位保持在3.5m以下。通過(guò)調(diào)蓄計(jì)算，2#泵站設(shè)計(jì)規(guī)模為5.0m3/s，共設(shè)3臺(tái)機(jī)組，1臺(tái)機(jī)組排水規(guī)模為1.0m3/s，用于日常及來(lái)水較小時(shí)將2#環(huán)場(chǎng)溝內(nèi)澇水排入內(nèi)溝河，2臺(tái)機(jī)組排水規(guī)模為2.0m3/s，澇水較大時(shí)，逐步打開(kāi)泵站進(jìn)行排水，將2#泵站泵前水位控制在3.5m以下。

2.1.2.3 3#澇片

從前述澇片劃分來(lái)看，3#澇片主要承擔(dān)機(jī)場(chǎng)外部排水，根據(jù)機(jī)場(chǎng)近期規(guī)劃可知，機(jī)場(chǎng)擴(kuò)容后將侵占3#澇片排澇渠道，該片區(qū)需建設(shè)新的排水通道承接機(jī)場(chǎng)外部的排水，根據(jù)計(jì)算，在3#澇片設(shè)置3#截洪渠來(lái)承接機(jī)場(chǎng)外部排水，3#截洪渠匯水面積為0.68km2，20a一遇澇水流量為7.95m3/s，本次擬在機(jī)場(chǎng)紅線新建3#截洪溝，根據(jù)過(guò)流能力復(fù)合計(jì)算，截洪溝寬度為3.5m，其出口位于缺塘溪。另外為保證晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)側(cè)防洪標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到100a一遇，在3#截洪渠機(jī)場(chǎng)側(cè)堤防加高，其堤頂高程與改線后的缺塘溪QTG0+000.0斷面一致。

2.1.2.4 4#澇片

根據(jù)機(jī)場(chǎng)總體規(guī)劃要求，擬在改線后的缺塘溪左岸建設(shè)機(jī)場(chǎng)構(gòu)筑物，該區(qū)域匯水面積為1.45km2，折合機(jī)場(chǎng)面積145hm2，但該區(qū)域未有豎向規(guī)劃，本次對(duì)區(qū)域排水僅提出建議，從改線后缺塘溪20a一遇水面線與100a一遇水面線來(lái)看，100a一遇水位高于20a一遇水位0.8m左右，而晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)為滿足100a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，其地面標(biāo)高是在100a一遇基礎(chǔ)上加安全超高0.5m計(jì)算的，即晉江國(guó)際機(jī)場(chǎng)地面標(biāo)高高于20a一遇水位1.3m左右，而該片區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn)為20a一遇，機(jī)場(chǎng)可以通過(guò)坡面匯流或新建排水渠道將該區(qū)域澇水排入改線后的缺塘溪。因此本次規(guī)劃?rùn)C(jī)場(chǎng)規(guī)劃擴(kuò)容后，建議機(jī)場(chǎng)地面標(biāo)高向改線后的缺塘溪傾斜，新建排水管道將機(jī)場(chǎng)內(nèi)部澇水排入改線后缺塘溪，機(jī)場(chǎng)內(nèi)側(cè)不再新增排澇渠道。

5 結(jié) 語(yǔ)

本次規(guī)劃的1#環(huán)場(chǎng)溝堤頂目前均采用現(xiàn)狀地面高程，且尚未有總體規(guī)劃對(duì)其用地性質(zhì)進(jìn)行豎向控制，因此建議在下階段應(yīng)結(jié)合豎向控制局部調(diào)整1#環(huán)場(chǎng)溝堤頂高程。同時(shí)新開(kāi)挖建設(shè)1#環(huán)場(chǎng)溝應(yīng)確保與周?chē)缆芳暗貕K地開(kāi)發(fā)同時(shí)進(jìn)行，確保道路雨水排放有出路。對(duì)報(bào)告中提出實(shí)施的項(xiàng)目，要有計(jì)劃有步驟地抓緊進(jìn)行各個(gè)項(xiàng)目立項(xiàng)、可行性研究，并結(jié)合區(qū)域開(kāi)發(fā)的需要，逐步予以實(shí)施。防洪排澇是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，各項(xiàng)措施都要得到充分落實(shí)，才能使防洪排澇問(wèn)題得到完全解決，因此各河道綜合整治的落實(shí)等問(wèn)題都應(yīng)分期實(shí)施、有序完成。為搞好防洪排澇設(shè)施的治理工程建設(shè)和運(yùn)行管理，需要抓緊研究和完善有關(guān)的經(jīng)濟(jì)政策和管理機(jī)制，促進(jìn)防洪排澇工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)的良性循環(huán)。