项目所在地巴林右旗地处内蒙古东部,大兴安岭南段,是科尔沁草原的组成部分,总面积10256平方公里,总人口不到20万人,蒙古族占人口总数的48.7%,人均GDP48780元。巴林右旗是辽代故土,契丹的发祥地。

巴林右旗县城现状建设较为杂乱无章,城市发展需求比较强烈,在总规中提出了“打造生态宜居草原水城 建设市域北部中心城市”的目标,与此同时,市规划局副局长调任主管城建副旗长,力求推动城市高质量发展。在这样的背景下,诞生了巴林右旗历史上第一控制性详细规划,规划范围3.75平方公里,规划区中的现状建设以城中村、棚户区为主,基本都要拆除,可以作为空白地来考虑。

2011年巴林右旗遭遇了一场130mm的强降雨,导致了一定的内涝灾害和人员伤亡,成为城市管理者内心的阴影,时刻警示着城市安全是城市发展面临的一个重要命题。

据了解,当时发生内涝的区域就位于规划区南侧的低洼处,与整个规划区相关的是一条内河——尖山沟和一条过境河流——查干木伦河,尖山沟自北向南从规划区穿过,部分区域为地面漫流的形式。因此,整个项目需要解决的第一个问题:如何避免走城市开发导致内涝的老路?

与此同时,规划区南侧低洼处的两个地块已经初步达成了出让意向,开发进度要求较为着急,带来了项目需要解决的第二个问题:亟待开发项目如何规避内涝风险?

对于这两个问题,规划专业认为:问题较为严重、洼地需要垫高;房地产商认为:无论垫高多少、都要进行建设;住建部门认为:内涝非常严重、需要慎重考虑;水利部门认为:河道基本断流、内涝可以忽略;主管领导认为:内涝风险不高、重点保障水质;水利专业认为:建设硬质堤岸、进行河道整治。可以看出,对于这样的问题,6种截然不同的身份,拥有6种不同的视角,带来的是6种不同的结论。面对这样的局面,排水工程规划师开启了自己的“求是”之路……
1.特点分析
巴林右旗从水的视角共有4大特征。
水资源相对丰富的半干旱地区城市。巴林右旗位于我国的半干旱地区,年均降雨量359mm,但水资源量是比较丰富的,境内共有大小河流26条,湖泊34个,水库12座,水资源总量达15.9亿立方米,占赤峰市的41%;查干沐沦河年径流量达3.29亿立方米,德日苏宝冷水库库容达9882万立方米;人均可利用水资源占有量达到3500立方米,是全国人均占有量的1.67倍,内蒙古人均占有量的1.59倍。


半年不下雨、一下下半年。降雨不均匀,年降雨场次少,夏季降雨量占全年的74%,个别年份夏季一场100多毫米的降雨基本上差不多相当于全年降雨量的一半。

沿河地带地下水位较高。沿河地带浅层地下水埋深2m左右,现状低洼坑塘处的水来自于地下水补给,规划区临河一带地下水位为607.8m。

存在水土流失现象、径流泥沙含量较高。查干沐沦河流经黄土丘陵区,属多泥沙河流,主要以洪水携沙,具有沙多、沙细和沙量集中的特点。1982年以后多年平均含沙量为18.1kg/m3,泥沙含量仅次于黄河、海河,比辽河、长江等都要高。

2.问题识别
通过竖向分析,尖山沟的流域范围约为9.6平方公里,不具备建设截洪沟的条件。整体上判断,流域面积不大,总水量较易应对。


规划范围内西北高、东南低,整体高差约33.9m,场地坡度明显,平均坡度约14‰,竖向条件有利于排水。

过境河流查干沐沦河的左岸防洪标准为50年一遇,右岸为20年一遇。遭遇洪水时,洪水位比场地内高约2-4m,会形成顶托,导致尖山沟产生的径流无法正常排出。


总体上判断,客水顶托是导致规划区发生内涝灾害的主要成因。
将客水顶托作为边界条件,分别模拟了重现期为1年、10年、20年时的淹没情况,其淹没结果与2011年发生内涝的区域比较接近,也进一步验证了,客水顶托是导致规划区发生内涝灾害的主要成因。

3.方案比选
按照室外排水设计规范,规划区的内涝防治标准取20年一遇,对应的24小时设计降雨量为128.8mm。考虑过境河流顶托的影响,将规划的内涝防治标准确定为:20年一遇暴雨遭遇查干沐沦河50年一遇洪水位时不发生内涝。
采用SWMM软件进行模拟计算,模拟结果显示,20年一遇时,汇水区产生的水量为27万立方米。采用小流域暴雨强度公式,计算尖山沟流域20年一遇降雨时的峰值流量为18.8m3/s。软件模拟中产流曲线的峰值流量为16.96m3/s,误差约9.8%,证明软件模拟计算基本正确。

结合规划区地势变化和绿地分布,确定水系布局,构建“蓝绿空间”,其中中央水系作为城市最重要的排涝通道。

当遭遇超标降雨时,市政管网满流,地面、水系成为超标径流排放通道。为保证路面的积水能够顺利排放至水系,统筹考虑道路竖向,并设置超标径流入河通道,使路面上的积水可以顺利排放至水系和调蓄空间。


内河与查干沐沦河全年连通情景。当全面连通时,遭遇顶托影响后,调蓄空间内水位会上升至611.75m,此时遭遇内涝,水位继续上升,根据量化计算,27万立方米水会导致水位上升至612.8m。此时需要填方的地块面积约为78.5公顷,垫高至612.80m以上(最低处垫高3-4米),规划区外围也会受影响,总填方量约为136.9万m3。


内河与查干沐沦河季节连通情景。在内河与查干木伦河交汇处设置闸门,雨季时关机闸门,此时查干木伦河水位上涨不会对内部造成顶托影响,调蓄空间的初始水位为607.8m,根据量化计算,27万立方米水会导致水位上升至611.0m。此时,需要填方的地块面积约为28.6公顷,垫高至611m以上(垫高1-2米)。规划区外围不受影响,总填方量约为21.9万m3。此方案设置强排泵站,用以应对紧急情况下的排水。


通过对比,“内河与查干沐沦河季节连通情景”方案在填方量、可实施性、安全性、总投资方面具有明显的优势,推荐此方案。

中央水系和调蓄空间构建后,针对很多城市建设中出现的先造水、后无水的问题,以及先有水、后黑臭的问题,对排涝和调蓄空间在常态时的水量、水质保障进行了论证,提出了应对措施。
1.补水水源
通过分析,将规划区北部的军民团结灌溉渠确定为水系补水水源。灌渠的设计最大供水流量8.0m3/s。设计灌溉面积5.0万亩,年灌溉供水量2082万立米。为实际供水量为2~3m3/s,一年500-800万方。实际灌溉面积不足5000亩,灌渠输水能力闲置。

2.换水周期
通过相关案例对比,结合规划区实际情况,将换水周期确定为:冬季1次/月,夏季3次/月,春秋2次/月。

3.补水可行性论证
中央水系的面积为14.9ha,平均水深取1m,根据换水周期计算景观换水量,总需水量为359万m3。

按照逐月降雨量数据,根据流域面积,计算逐月降雨补水量。所需补水量=总需水量-降雨量。计算出年所需补水量为216万m3。

通过对比发现,灌渠的引水能力可以满足逐月补水需求,且逐月补水量占灌渠渠首处查干沐沦河流量比例较低,最不利月份比例低于20%,说明补水对查干木伦河影响较小,补水方案可行。

4.泥沙处理
针对泥沙问题,在尖山沟穿越集通铁路南侧空地处,设置沉砂塘,对尖山沟雨水和军民团结干渠引水的泥沙进行前期沉淀处理,并定期清淤。按照单月最大补水量25万吨(6月份)来计算,有效水深1m,占地面积约8000平米。亦可考虑将该片用地整体开发为公园,沉砂塘采用自然的建设形式,成为公园内的小水面。

5.活水循环
按照营造跌水景观的经济用水区间“堰上水头3~5cm”,进行设计,设置5处景观跌水坝,并设计水循环管道和提升泵站,保证中央水系的水处于循环流动状态,提高水体流动性和自净能力,提升景观效果。

水循环按照堰上水头3cm进行设计,水系宽度为20m,循环水量为207L/s,每天循环水量为0.9万吨,提升高度为13m。泵站运行费用为500元/天,全年费用约15万(扣除结冰期)。

6.水生态系统保持
水系建设应采自然、生态的岸线类型,为植物、动物、微生物提供生存空间,保证水生态系统活性,提高水系自净能力。

通过排水防涝专题的研究,主要对控规有三个方面的支撑:
1.支撑用地布局
通过水系和调蓄空间构建的研究,对于控规的用地布局进行支撑,保障了排涝通道。


2.支撑场地竖向
通过相关论证,提出了场地竖向和填方的管控要求,避免场地成为低洼处。

3.支撑道路竖向
通过超标径流排放通道的构建,对道路竖向进行了支撑,避免成为局部低洼处,保障道路的雨水可以顺利的排入水系和调蓄空间。

在人进水退的城市化进程中,需要坚守底线(排水安全的生命线),保护和构建水系和调蓄空间,实现灰绿结合,才能有效解决城市内涝问题,不能完全依靠灰色设施。

六维视角下的求是过程。即是本项目的开展过程,更是指城市开发过程中科学解决内涝问题时需要重点考虑的六个方面:用地布局是前提,竖向组织是关键,调蓄空间是核心,工程设施是重点,常态保障是难点,政府管控是保障。

“一张蓝图干到底”背景下,排水防涝专项规划(专题)与控规协同编制,并将研究内容有效纳入控规,是避免内涝问题的重要途径。
编制有特色的专项规划。坚持行业原则与问题导向,做到准确发现问题、客观认识问题、有效解决问题。
项目名称:赤峰市巴林右旗尖山沟片区排水防涝专题
参加人员:周飞祥 徐丽丽

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