西樵山环山截洪沟蓄水防洪安全分析

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西瞧山环山截洪沟蓄水盼洪安至分析

佛山市南海南源水利水电勘测设计院有限公司 谭雪青 彭林兴

【摘 要】西樵山环山沟具有截洪、蓄洪滞洪、景观、森林防火、改善环境等综合功能。由于其下游防护对象的重要性，在设计ｉ－采用

高切林公式，分别对环山沟的坝顶高程、泄洪安全以及堤坝安全进行复核。调洪演算结果表明：环山沟可以起到较好的截洪调蓄作

用．有效地减少对下游吉水涌的排水压力。

［关键词】西樵山 蓄水防洪 安全性分析

１．前言 段河涌存水量。

西樵山位于佛山市南海区的西南部，地处广州、佛山、顺德、江门、 表２环山沟涌容关系曲线拟合成果表

高明之间，西樵镇环山沟工程东起于西樵山西樵中学侧，向西沿凤岗村

● 项 误差的 平均 最大

路，西止于山根村． 长７４３０ｍ，主要负责西樵山７．７７ｋｍ 集雨面积排

目 ｂ Ｃ 平方和 误差 误差

水。西樵山是国家级风景名胜，景区的规划要求营造优美的水环境，根

ｒ‘ （万ｍ。） （万ｍ ）

据西樵山森林公园的防火要求，结合环山截洪沟整治工程的建设，需在

江

山脚建景观湖，将载洪沟水位蓄高，可以达到综合利用的目的。由于水

边 ３２．０５６６５ １．１３１８６５ —９０．０２７５１ ０．９９９９８１ ０．Ｏ４５５４６ ０．１０４ｏ９３６

位的蓄高，沿程７公里长的环山路将形成一条水库大坝，遇到大暴雨

段

时，是否会影响下游安全，因此，必须进行详细分析论证，确保防洪安

山

全。

根 ４．３１２３０１ １．２１３７１８ —６．８９８４５ｌ ０．９９９９９６４ ０．０８６９０１７ ０．０１９９１４６

２．环山沟的水体容积

段

根据规划，环山沟水面宽度３Ｏ一２ｌ１ｍ，其中正在建设的廖岗段沟

具体计算步骤为：

底高程２．５０ｍ。正常蓄水到４．５０ｍ，最高蓄水位５．６ｍ，河涌在不同水位时

（１）计算本时段泄洪涵洞排水流量与本时段设计暴雨来水流量之差

的河涌容积见表１。

ＡＱ＝Ｑ 一Ｑ

表１环山沟不同水位涌容表

（２）本时段涌容

涌容（万ｍ３）

Ｖ奉＝Ｖ上＋ＡＱｘＡｔ

水位（ｍ）

（３）本时段河涌水位：由Ｖ＝ａＨ％ｃ可得

江边段 山根段

Ｌ

５．２５ １１９．３４ ２５．３９０

Ｈ＿（ ）

５．０Ｏ １０８．１２０ ２３．５２０

重复（１）～（３）计算下一个时段，直至满足内涌水位达到正常水位，泄

洪涵洞停止排水为止。

４．７５ ９６．９７０ ２１．６７０

３．３调洪计算

４．５０ ８５．９００ １９．８５０

３．３．１根据《灌溉与排水工程设计规范》（ＧＢ ５０２８８—９９）７．１－２条表９

的规定，排洪集雨面积为５—５０ｋｍ２，防护对象为城镇村庄，设计暴雨重

４．２５ ７４．９００ １８．０６０

现期为１Ｏ年，环山沟集雨面积为７．７７ ｋｍ：，符合该条标准，所以设计暴

４．ｏｏ ６３．９８Ｏ １６．２９ｏ

雨重现期为１０年。

３．３．２考虑环山沟涌容较大，正常蓄水涌容为９４．０２１万方，为了保

３，７５ ５３．１３０ １４．５５０

证防洪安全，现按照小（一）型水库标准进行调洪计算校核，即按暴雨重

３．５Ｏ ４２．３６０ １２．８３０

现期３Ｏ年校核，考虑环山沟泄洪可以调节控制，其起调水位可以根据

天气预报，提前预排，将起调水位适当降低。

３．２５ ３１．６５０ １１．１４０

考虑上述情况，分二种工况进行计算：

３．环山沟的调蓄作用

表３调洪计算工况表

３．１控制水位

项目 工况 暴雨频率 起排水位（ｍ）

按小（一）型水库的防洪标准进行调洪计算校核，即按３Ｏ年一遇暴

雨设计、３００年一遇暴雨校核，环山沟泄洪可以调节控制，其起调水位可

工况一 １０％ ４．５

以根据天气预报，提前预排，将起调水位适当降低。

●

环山沟出口为吉水涌，吉水涌的正常水位为０．７ｍ，而环山沟平时水

江边片 工况二 ３＿３３％ ４．Ｏ

位山根段为２．８ｍ，江边段４．５ｍ，环山沟排水主要通过泄洪涵洞排往吉

水涌，属于畅排方式，其中山根段３个泄洪涵洞、总净宽１５．３ｍ，江边段

工况三 Ｏ．３３％ ４．Ｏ

３个泄洪涵洞、总净宽１２．７ｍ，因此本工程的出口控制水位选Ｏ．７ｍ。

工况一 ｌＯ％ ２．８

３．２调蓄计算

环山沟结合调蓄湖的建设，平均水面宽度６８ｍ，具有较强的调蓄涝

山根片 工况二 ３．３３％ ２．５

水能力，由于主干河涌断面较大，河涌流速不大，水面比降较小，所以在

●

进行河涌调蓄计算的时候，按“平湖法”计算，不考虑水面比降的影响。

工况三 Ｏ－３３％ ２．５

将环山沟水位和涌容关系用三参数曲线和最小二乘法拟合为：

偏于安全，调洪按照高切林公式进行调洪计算，成果见表４。

Ｖ＝ａＨｂ＋ｃ

由表５可知，当遭遇ｌＯ年一遇暴雨时，环山沟可以截洪４３．９９万

式中：

方，占来水的５３．４％，同样，当遭遇３Ｏ年一遇、３００年一遇暴雨时，环山

ｖ－一河涌容积，万 ；

沟截洪水量占来水量的４７．８％和４１．４％，可以起到较好的截洪调蓄作

｝卜一内涌水位，ｍ。

用，有效地减少对下游吉水涌的排水压力。环山沟的宽度越大，其调蓄

按上述方法统计水位与涌容关系拟合成果见表２。 能力越大，减轻吉水涌排水的作用越明显。

在任一时段河涌涌容必须满足：时段初河涌的存水量加本时段来

４．环山沟的防洪安全

水量（设计暴雨来水量）减本时段排水量（泄洪涵洞排水水量）等于本时

４．１环山沟的防洪安全标准

・－－——

３３７－－－——

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遇暴雨校核。 环山沟涌容较大，正常蓄水到４．５０ｍ时，相应涌容为８５．９万方，最

４．２环山沟的调洪成果 高蓄水至５．６ｍ时，相应涌容１３６万方，相当于小（一）型水库，以此其防

洪安全按照小（一）型水库标准设防，即按３０年一遇暴雨设计、３００年～ 根据规范要求，调洪按照高切林公式进行计算，成果见表５。

表４调洪计算成果表

项目 暴雨频率 洪峰流量 洪水总量 起调水位 起调库容 最大溢洪流量 最大溢洪水深 最高水位 安全超过 要求堤顶高程

（％） （ｍ３］ｓ） （１００Ｏ０ｍ ） （ｍ） （１Ｏ０００ｍ。） （ｍ３／ｓ） （ｍ） （ｍ） （ｍ） ｆｌｌｑ

１０ ６７．０４３ ８２．３２ ４．５ ８５．８７３ ３１．２０１ ０．９８２ ５．４８１ Ｏ．５ ５．９８１

江边片 ３－３３ ８２．７１９ １１３．１２ ４．Ｏ ６３．９１９ ４３．１８５ １＿２１９ ５．２１８ Ｏ．５ ５．７１８

Ｏ３３ １ｌ３．２３８ １７４．８９ ４．０ ６３．９１９ ６６．３６８ １ ６２３ ５．６２３ Ｏ３ ５．９２３

１０ ｌ１．５２９ １７．１６ ２．８ ８．１４８ ７．９６５ Ｏ．６９１ ３．４９１ Ｏ．５ ３．９９１

●

山根片 ３．３３ １４．０３６ ２３．５４ ２．５ ６．２１４ １０．３３５ ０．９４ｌ ３．４４０ ０．５ ３．９４０

０３３ ｌ９．３８０ ３６．４６ ２．５ ６．２１４ １５．０８０ １．２０１ ３．７０１ （Ｊ．３ ４．Ｏ０ｌ

表５环山沟调洪计算成果表

项目 暴雨频率 洪峰流量 洪水总量 起调水位 起调库容 最大溢洪流量 最大溢洪水深 最高水位 安全超过 要求堤顶高程

（ｍ ） （１Ｏ０００ｍ ） （１３３） （１Ｏ０００ｍ ） ｆｍ ） （ｍ） （ｎ１） （ｉｔ＇１） （瑚）

１０年 ６７．０４３ ８２＿３２ ４．５ ８５．８７３ ３１．２０１ ０．９８２ ５ ４８１ ０．５ ５．９８１

江边片 ３０年 ８２．７１９ １１３．１２ ４．Ｏ ６３．９１９ ４３．１８５ １．２１９ ５．２１８ ０．５ ５．７１ ８

３００在 １１ ３

２３８ ｌ７４．８９ ４．０ ６３．９１９ ６６．３６８ １．６２３ ５．６２３ ０３ ５．９２３

．

１０年 １１．５２９ ｌ７．１６ ２．８ ８．１４８ ７．９６５ ０．６９１ ３．４９１ Ｏ．５ 【３．９９１

山根片 ３０年 １４．０３６ ２３．５４ ２．５ ６．２１４ １０．３３５ ０．９４１ ３．４４０ Ｏ．５ ３ ９４０

３００正 １９－３８ ３６４６ ２．５ ６－２１４ １５．０８０ １．２０１ ３．７０１ Ｏ３ ４．００１

．

４．３环山沟的防洪安全复核

４３．１坝顶高程复核 要求。

环山沟靠环山路侧堤顶高程６．Ｏｍ，满足表４．１调洪要求的５．９８ｍ，

坝顶满足防洪要求。 环山沟靠环山路侧连同环山路，设置３０ｍ宽以上的路堤，相当于水

４．３．２泄洪安全复核

根据调查，现有穿过环山路的泄洪涵洞规模见表６。其中山根段３

个泄洪涵洞总净宽１５．３ｍ，江边段３个泄洪涵洞总净宽１２．７ｍ，为了便

于调节环山沟的水位，各个泄洪涵洞均设置节制闸控制。

表６泄洪涵洞规模表

桩号 名称 特征尺寸

按照表６的调洪验算成果，现有的泄洪涵洞规模满足环山沟泄洪

４３－３堤坝安全复核

库大坝，堤顶高程６．Ｏｍ，迎水坡１：６，由于路堤较宽，挡水的高度不大，

沿岸没有透水地基，其防洪安全度较高，路堤本身的安全满足防洪要

求。

５．结论

（１）环山沟具有截洪、蓄洪滞洪、景观、森林防火、改善环境等综合

功能。

ＫＯ＋４６０ 樟坑溢洪涵 涵宽０．８０ｍ，涵高１．００ｍ

Ｋ０＋９７０ 山根溢洪涵 涵宽６．５０ｍ，涵高２．９０ｍ

Ｋ１＋４９０ 大坑溢洪涵 涵宽８．ＯＯｍ，涵高３．６１ｍ

Ｋ１＋７００ 富贤溢洪涵 涵宽２．ＯＯｍ，涵高２．ＯＯｍ

Ｋ２＋６３０ 廖岗溢洪涵 涵宽５．７０ｍ，涵高３．０５ｍ

Ｋ４＋５５０ 江边溢洪涵 涵宽６．ＯＯｍ，涵高２．３５ｍ

（２）环山沟可以起到较好的截洪调蓄作用，有效地减少对下游吉水

涌的排水压力。环山沟的宽度越大，其调蓄能力越大，减轻吉水涌排水

压力的作用越明显。

（３）经复核，现有路堤方案可以满足３０年一遇暴雨设计、３００年一

遇暴雨校核的防洪安全要求。

参考文献

［１］中华人民共和国建设部，中华人民共和国水利部．城市防洪工程

设计规范．￣９９３（２１

［２］顾慰慈．《城镇防汛工程》北京：中国建材＿ｒ－，３ｋ出版社，２００２ ５

稳定时，再浇筑留缝部位，从而避免因收缩应力而出现裂缝。 （上接第３３６页） 有害裂缝的长度。

２．６混凝土中掺加膨胀剂

微膨胀剂由于在一定程度上补偿了收缩应力，能有效减少混凝土

收缩裂缝。

２．７裂缝补强治理措施

当裂缝不能自我愈合，且长期存在会给结构构件带来耐久性、安全

性和建筑使用功能等方面的影响而必须给予治理时，可待裂缝发展稳

定后，针对不同大小的裂缝采取相应的有关治理措施。

实践证明，只要从设计、材料、施工及环境等方面进行分析，并采取 及收缩裂缝有积极的作用。在墙板结构中，采取增配构造钢筋的措施，

控制裂缝的各种措施，实施综合治理，高层建筑混凝土剪力墙的裂缝是

可以控制的。

参考文献

［１］王振欢，毛文成．浅谈高层建筑混凝土剪力墙裂缝的控制［Ｉｊｌ广

东土木与建筑，２００２ ５（２）．

［２］李春德．浅谈预拌砼结构构件的裂缝及其预防［１］．山西建筑， 满足变形的构造要求则不再增加温度筋；构造筋不能起到抗约束作用

２ＯＯＯ（４）．

２．４配筋对控制裂缝的作用

钢筋会约束收缩，但不能阻止收缩，它对钢筋混凝土收缩的约束作

用会在混凝土中产生拉应力，在钢筋内引起压应力。增加钢筋数量会减

少收缩，但会增加混凝土的拉应力，如果钢筋很多，约束可能会很大，也

足以引起混凝土开裂。

钢筋混凝土中配筋率对混凝土中自约束有很大的影响。“适当”的

构造配筋能够提高混凝土的极限拉伸，对控制混凝土的温度收缩裂缝

使构造钢筋起到温度筋的作用，能有效地提高混凝土的抗裂性能。

构造筋的配筋原则应做到“细一点、密一点”。即配筋应尽可能采用

小直径，小间距设计。提高混凝土结构的含钢率或减小钢筋直径都可提

高材料的抗裂性能，但减小钢筋直径、加密间距要比提高含钢率效果明

显一些。采用直径８～１４ｒａｍ的钢筋和１００～１５０ｍｍ间距是比较合理的，

结构全截面的配筋率不宜小于Ｏ．３％，应在０＿３～０．５％之间。受力筋如能

的，应适当增加温度筋。

２．５留置后浇带

即先浇注后浇带两侧混凝土，约两个月后当混凝土收缩变形趋于 ［Ｃ］．甘肃省土木建筑学会学术论文集．

——．——

［３］李振长，申劲鑫，高维．关于结构裂缝分析中若干基本概念的认识

３３８．．———