1项目背景项目位于两座地铁站之间,东邻城市快速路,南侧、西侧及北侧毗邻现状河涌,地铁车辆段位于其中,保证项目排水安全尤为重要。研究区域包括车辆段基础设施地块、北侧白地及北侧车辆段上盖开发地块、城市道路。研究区域开发前为车辆段盖板,开发后为多种用地类型的综合体。区域东侧部分地面层及地下负一层规划设置为车辆段设施及城市道路,用地性质应调整为公共交通场站兼容城市道路用地;东侧部分上盖层与西侧部分白地规划为二类居住兼容商业商务及中小学用地。地块整体性质调整为公共交通场站兼容二类居住、商业商务、中小学及城市道路用地。总用地面积211 751.38 m2,开发后规划建设用地面积为110 924.31 m2,地面总建筑面积为322 100.96 m2。地块所属排涝片总面积为62.8 km2,总体西北地势高,东南地势低,高程5.0~8.0 m,整体地势平坦。周边网河片区水系纵横交错,整体河道比降较小,属于典型平原河网区,项目周边河道已按20年一遇整治完成,岸顶高程7.0~8.0 m。根据现有防洪评价报告,项目排口河涌100年一遇外江设防水位为7.67 m,按照项目范围不淹没、小涝区涝水极端天气下不外排考虑,推荐外江设防水位、内涝设防水位的较大值作为工点的推荐设防水位,主要基于外江洪水不排入、涝区内涝水不排出的保守情况,以确保项目区域不受水浸影响[1]。因此,基于现状地形条件下推荐100年一遇内涝设防水位为8.56 m,调查得出周边近十年基本没有水浸,TOD区域设计地面标高9.0~10.0 m。2项目排水设计研究2.1排水体制本项目排水体制按雨污分流制进行设计[2]。2.2排水参数计算2.2.1雨水量计算Q=qψF (1)式中:Q——雨水设计流量(L/s);q——设计暴雨强度[L/(s·hm2)];ψ——径流系数;F——汇水面积(hm2)。其中,设计暴雨强度根据设计重现期P和设计降雨历时t确定。2.2.2重现期本工程道路范围重现期采用5年或50年,设计范围东侧接收车辆段汇水雨水管道与车辆段重现期保持一致,采用50年;设计范围内其雨水管道重现期均采用5年。根据本项目车辆段防洪涝设防水位计算成果报告,车辆段按百年一遇设防,内涝按百年一遇校核。2.2.3降雨历时t=t1+t2 (2)式中:t——降雨历时(min);t1——地面集水时间(min);t2——管渠内雨水流行时间(min)。按《室外排水设计标准》(GB 50014—2021),地面降水时间一般采用5~15 min,本设计取10 min。2.2.4暴雨强度设计暴雨强度:q=3 618.4271+0.438lgPt+11.2590.750 (3)中心城区5年一遇单一暴雨强度:q=5 411.802t+12.8740.758 (4)中心城区50年一遇单一暴雨强度:q=3 623.399t+6.2740.598 (5)中心城区100年一遇单一暴雨强度:q=3 293.741t+4.9510.562 (6)2.2.5径流系数径流系数ψ按市区标准采用0.5~0.8。根据本区各类用地比例以及各类用地的绿化率要求,进行加权平均计算,推算出本区径流系数ψ约为0.7。雨水水力计算如表1所示。10.19301/j.cnki.zncs.2023.11.027.T001表1雨水水力计算道路起点终点设计降雨持续时间/min暴雨强度/[L/(s·hm2)]径流系数汇水面积/hm2设计流量/(L/s)上游流量接入/(L/s)总设计流量/(L/s)规划路一1212.0473.550.702.9954.680954.68规划路一3212.6464.410.704.61 501.8901 501.89规划路一2413.0459.610.708.02 557.7402 557.74规划路一10911.0659.410.703.01 389.3801 389.38规划路二3513.6606.410.708.33 540.2203 540.22规划路三6712.4628.420.706.31 214.102 9004 114.102.3雨水管道工程设计雨水管道工程设计坚持就近排放的设计原则,结合片区防洪排涝规划,按照高水高排、低水低排的理念进行设计[3]。规划路一新建DN600雨水管涵,为避让33 kV现状高压管线,在南侧退缩带敷设雨水管涵收集道路两侧地块汇水与规划路三转输汇水以及车辆段局部转输汇水,于桩号K0+360处向北排入现状箱涵向北排入现状河涌。规划路三规划有DN600~DN1 000雨水主管,向北规划路一箱涵。规划路三道路东侧人行道及机动车道规划有DN600~DN1 400雨水主管,向北排入规划路一规划雨水箱涵。规划路二东侧非机动车道规划有DN600~DN1 800雨水管,根据道路坡向分别向北排入规划路一规划DN1 500雨水管,向南排入现状河涌。项目区域内涝防治重现期采用100年一遇24 h历时降雨。车辆上盖前,车辆段内雨水通过车辆段场地内DN1 400雨水管线分别排放至现状河涌或市政排水管网,车辆段雨水管网重现期采用50年。车辆上盖后,盖上雨水汇水通过盖上雨水管线分别排至周边市政道路雨水管网,盖上雨水管网重现期采用5年。2.4内涝校核2.4.1洪涝设防水位根据车辆段防洪涝设防水位计算成果报告,车辆段推荐100年一遇内涝设防水位为8.56 m,且调查得出附近近十年基本没有水浸。根据水文资料,现状河涌200年一遇洪潮水位为7.75 m,100年一遇洪潮水位为7.67 m。2.4.2内涝计算设计雨水口每隔30 m敷设,半侧道路宽15 m,雨水口按管渠重现期100年计算流量的1.5~3.0倍计算,所需流量为68.07 L/s。设计雨水口采用混凝土联合式双箅雨水口,泄水能力为70 L/s,满足内涝时收水需要。根据《室外排水设计标准》(GB 50014—2021),超大城市重现期采用100年,道路一条车道积水深度不超过15 cm。本次设计分别对规划支路重现期为100年及200年时,路面不积水的情况下进行内涝校核,此时道路排水管道为承压排水。校核结果表明当路面不积水时,规划支路设计管渠仍有足够的流量富余空间。2.5模型模拟研究区域用地面积21.18 hm2。综合考虑本次评估地块面积及历史内涝调查分布情况,为了进一步评估研究区域洪涝风险等级,采用一二维耦合模型计算,并给出地面标高建议。以此为基础推求24 h设计雨型,以1 min为降雨时段。其中,暴雨重现期采用100年一遇标准,总降雨量为249.671 mm。2.5.1模型参数设置及率定模型的参数分为两部分:一部分为通过对研究目标测量出来的测量参数(通过使用ArcGIS对研究区土地数据、高程数据等进行前期处理以及分析已有的管网数据),包括子汇水区参数、管井参数以及管道参数;另外一部分是需要对模型进行率定优化而得到的率定参数[4]。2.5.2上盖开发前模型概况研究区域西侧的白地整体场平高程为11.5 m,而东侧车辆段在开发前场平高程为9.7~10.0 m,中部道路的高程在9.1~9.5 m。研究区域主要包括西侧白地主要的道路、绿地、建筑、广场以及东侧的车辆段。研究区域综合径流系数在0.7左右。研究区域一共设计有13条管段、12个检查井、4个雨水排口。东侧车辆段在开发前的雨水通过车辆段场内雨水管线汇集后经一个检查井进入设计雨水管网。2.5.3上盖开发前管流模拟分析研究区域开发前在100年一遇暴雨影响下,中部和南部道路的管线保持非满流状态。其中,车辆段汇水口以下的管线也未出现瞬时压力流(即在地表径流出现峰值时,管内自由水头超过管径),说明下游管线的排水能力较强,能较好地消纳车辆段来水。在100年一遇暴雨影响下,研究区域西部的白地地块、中部道路段以及东部车辆段在100年一遇暴雨下均未见明显内涝情况。研究区域在开发前未见明显内涝情况,因此可判定在100年一遇暴雨影响下无内涝风险。2.5.4上盖开发后模型概况研究区域东侧车辆段在上盖开发后场平高程为26.0 m。西侧的白地整体场平高程保持11.5 m不变,中部道路的高程仍然在9.1~9.5 m。该研究区域东侧车辆段在上盖开发后主要由道路、绿地、建筑、广场几类用地构成,其他地块用地类型保持不变,研究区域综合径流系数在0.7左右。研究区域在上盖开发后,设计雨水管网规模不变,车辆段盖上雨水通过配套的雨水管线分别汇入3个检查井进入设计雨水管网。2.5.5上盖开发后管流模拟分析在车辆段上盖开发后,研究区域中部和南部道路的雨水管线仍保持非满流状态。说明在东侧车辆段上盖开发后,综合径流系数下降使暴雨情况下的地表径流产量和峰值均有所减少。相比开发前只有一个汇水口的情况,开发后整个上盖的径流分别通过中间道路的3个检查井进行消纳,因此进一步避免了中间道路管线压力流情况的出现。研究区域开发后的三块区域、西部白地地块、中部道路段以及东部车辆段上盖,在100年一遇暴雨下均未见明显内涝情况。由此可以判断上盖下部的车辆段也未出现积水情况。模拟结果表明,100年一遇暴雨影响下研究区域在车辆段上盖开发后未见明显内涝情况,可判定在100年一遇暴雨影响下无内涝风险。2.5.6超规模暴雨工况(200年一遇)可以看到,研究区域开发前在200年一遇的超规模暴雨下,中部道路起始段的管线出现瞬时压力流(即在地表径流出现峰值时,管内自由水头超过管径),说明超规模的暴雨给该区域带来了较高的峰值流量,使排水管线出现瞬时排水不畅的情况。但该段管线连接的检查井并未出现溢流情况,说明顺势排水不畅的情况仍可控。上盖开发后,研究区域在200年一遇暴雨下的管流情况与100年一遇的情况一致。中部道路未出现瞬时压力流和检查井溢流的情况,说明开发后的上盖包含的绿地设施有效缓解了超规模暴雨带来的高峰值流量,避免给排水管网带来较大压力。研究区域在上盖开发前后均未出现内涝情况,说明排水管网面对200年一遇的超规模暴雨时,仍能有效应对。3结语TOD项目区域开发,采用加大排水管网设计重现期辅以海绵城市设施、抬高地块标高设计,可以有效避免内涝。近年来,气候变化导致极端天气频繁出现,考虑到可能出现的超规模暴雨和极值暴雨,建议适当增大研究区域海绵城市规模,进一步提升对降雨径流和瞬时峰值流量的消解能力,以便应对潜在的超规模强降雨。

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