西樵山環(huán)山截洪溝蓄水防洪安全分析

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西瞧山環(huán)山截洪溝蓄水盼洪安至分析

佛山市南海南源水利水電勘測設(shè)計院有限公司 譚雪青 彭林興

【摘 要】西樵山環(huán)山溝具有截洪、蓄洪滯洪、景觀、森林防火、改善環(huán)境等綜合功能。由于其下游防護對象的重要性，在設(shè)計ｉ－采用

高切林公式，分別對環(huán)山溝的壩頂高程、泄洪安全以及堤壩安全進行復(fù)核。調(diào)洪演算結(jié)果表明：環(huán)山溝可以起到較好的截洪調(diào)蓄作

用．有效地減少對下游吉水涌的排水壓力。

［關(guān)鍵詞】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區(qū)的西南部，地處廣州、佛山、順德、江門、 表２環(huán)山溝涌容關(guān)系曲線擬合成果表

高明之間，西樵鎮(zhèn)環(huán)山溝工程東起于西樵山西樵中學(xué)側(cè)，向西沿鳳崗村

● 項 誤差的 平均 最大

路，西止于山根村． 長７４３０ｍ，主要負(fù)責(zé)西樵山７．７７ｋｍ 集雨面積排

目 ｂ Ｃ 平方和 誤差 誤差

水。西樵山是國家級風(fēng)景名勝，景區(qū)的規(guī)劃要求營造優(yōu)美的水環(huán)境，根

ｒ‘ （萬ｍ。） （萬ｍ ）

據(jù)西樵山森林公園的防火要求，結(jié)合環(huán)山截洪溝整治工程的建設(shè)，需在

江

山腳建景觀湖，將載洪溝水位蓄高，可以達到綜合利用的目的。由于水

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

位的蓄高，沿程７公里長的環(huán)山路將形成一條水庫大壩，遇到大暴雨

段

時，是否會影響下游安全，因此，必須進行詳細(xì)分析論證，確保防洪安

山

全。

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

２．環(huán)山溝的水體容積

段

根據(jù)規(guī)劃，環(huán)山溝水面寬度３Ｏ一２ｌ１ｍ，其中正在建設(shè)的廖崗段溝

具體計算步驟為：

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

（１）計算本時段泄洪涵洞排水流量與本時段設(shè)計暴雨來水流量之差

的河涌容積見表１。

ＡＱ＝Ｑ 一Ｑ

表１環(huán)山溝不同水位涌容表

（２）本時段涌容

涌容（萬ｍ３）

Ｖ奉＝Ｖ上＋ＡＱｘＡｔ

水位（ｍ）

（３）本時段河涌水位：由Ｖ＝ａＨ％ｃ可得

江邊段 山根段

Ｌ

５．２５ １１９．３４ ２５．３９０

Ｈ＿（ ）

５．０Ｏ １０８．１２０ ２３．５２０

重復(fù)（１）～（３）計算下一個時段，直至滿足內(nèi)涌水位達到正常水位，泄

洪涵洞停止排水為止。

４．７５ ９６．９７０ ２１．６７０

３．３調(diào)洪計算

４．５０ ８５．９００ １９．８５０

３．３．１根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（ＧＢ ５０２８８—９９）７．１－２條表９

的規(guī)定，排洪集雨面積為５—５０ｋｍ２，防護對象為城鎮(zhèn)村莊，設(shè)計暴雨重

４．２５ ７４．９００ １８．０６０

現(xiàn)期為１Ｏ年，環(huán)山溝集雨面積為７．７７ ｋｍ：，符合該條標(biāo)準(zhǔn)，所以設(shè)計暴

４．ｏｏ ６３．９８Ｏ １６．２９ｏ

雨重現(xiàn)期為１０年。

３．３．２考慮環(huán)山溝涌容較大，正常蓄水涌容為９４．０２１萬方，為了保

３，７５ ５３．１３０ １４．５５０

證防洪安全，現(xiàn)按照小（一）型水庫標(biāo)準(zhǔn)進行調(diào)洪計算校核，即按暴雨重

３．５Ｏ ４２．３６０ １２．８３０

現(xiàn)期３Ｏ年校核，考慮環(huán)山溝泄洪可以調(diào)節(jié)控制，其起調(diào)水位可以根據(jù)

天氣預(yù)報，提前預(yù)排，將起調(diào)水位適當(dāng)降低。

３．２５ ３１．６５０ １１．１４０

考慮上述情況，分二種工況進行計算：

３．環(huán)山溝的調(diào)蓄作用

表３調(diào)洪計算工況表

３．１控制水位

項目 工況 暴雨頻率 起排水位（ｍ）

按小（一）型水庫的防洪標(biāo)準(zhǔn)進行調(diào)洪計算校核，即按３Ｏ年一遇暴

雨設(shè)計、３００年一遇暴雨校核，環(huán)山溝泄洪可以調(diào)節(jié)控制，其起調(diào)水位可

工況一 １０％ ４．５

以根據(jù)天氣預(yù)報，提前預(yù)排，將起調(diào)水位適當(dāng)降低。

●

環(huán)山溝出口為吉水涌，吉水涌的正常水位為０．７ｍ，而環(huán)山溝平時水

江邊片 工況二 ３＿３３％ ４．Ｏ

位山根段為２．８ｍ，江邊段４．５ｍ，環(huán)山溝排水主要通過泄洪涵洞排往吉

水涌，屬于暢排方式，其中山根段３個泄洪涵洞、總凈寬１５．３ｍ，江邊段

工況三 Ｏ．３３％ ４．Ｏ

３個泄洪涵洞、總凈寬１２．７ｍ，因此本工程的出口控制水位選Ｏ．７ｍ。

工況一 ｌＯ％ ２．８

３．２調(diào)蓄計算

環(huán)山溝結(jié)合調(diào)蓄湖的建設(shè)，平均水面寬度６８ｍ，具有較強的調(diào)蓄澇

山根片 工況二 ３．３３％ ２．５

水能力，由于主干河涌斷面較大，河涌流速不大，水面比降較小，所以在

●

進行河涌調(diào)蓄計算的時候，按“平湖法”計算，不考慮水面比降的影響。

工況三 Ｏ－３３％ ２．５

將環(huán)山溝水位和涌容關(guān)系用三參數(shù)曲線和最小二乘法擬合為：

偏于安全，調(diào)洪按照高切林公式進行調(diào)洪計算，成果見表４。

Ｖ＝ａＨｂ＋ｃ

由表５可知，當(dāng)遭遇ｌＯ年一遇暴雨時，環(huán)山溝可以截洪４３．９９萬

式中：

方，占來水的５３．４％，同樣，當(dāng)遭遇３Ｏ年一遇、３００年一遇暴雨時，環(huán)山

ｖ－一河涌容積，萬 ；

溝截洪水量占來水量的４７．８％和４１．４％，可以起到較好的截洪調(diào)蓄作

｝卜一內(nèi)涌水位，ｍ。

用，有效地減少對下游吉水涌的排水壓力。環(huán)山溝的寬度越大，其調(diào)蓄

按上述方法統(tǒng)計水位與涌容關(guān)系擬合成果見表２。 能力越大，減輕吉水涌排水的作用越明顯。

在任一時段河涌涌容必須滿足：時段初河涌的存水量加本時段來

４．環(huán)山溝的防洪安全

水量（設(shè)計暴雨來水量）減本時段排水量（泄洪涵洞排水水量）等于本時

４．１環(huán)山溝的防洪安全標(biāo)準(zhǔn)

?－－——

３３７－－－——

科技信息 工程技術(shù)

遇暴雨校核。 環(huán)山溝涌容較大，正常蓄水到４．５０ｍ時，相應(yīng)涌容為８５．９萬方，最

４．２環(huán)山溝的調(diào)洪成果 高蓄水至５．６ｍ時，相應(yīng)涌容１３６萬方，相當(dāng)于小（一）型水庫，以此其防

洪安全按照小（一）型水庫標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防，即按３０年一遇暴雨設(shè)計、３００年～ 根據(jù)規(guī)范要求，調(diào)洪按照高切林公式進行計算，成果見表５。

表４調(diào)洪計算成果表

項目 暴雨頻率 洪峰流量 洪水總量 起調(diào)水位 起調(diào)庫容 最大溢洪流量 最大溢洪水深 最高水位 安全超過 要求堤頂高程

（％） （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

江邊片 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環(huán)山溝調(diào)洪計算成果表

項目 暴雨頻率 洪峰流量 洪水總量 起調(diào)水位 起調(diào)庫容 最大溢洪流量 最大溢洪水深 最高水位 安全超過 要求堤頂高程

（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

江邊片 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環(huán)山溝的防洪安全復(fù)核

４３．１壩頂高程復(fù)核 要求。

環(huán)山溝靠環(huán)山路側(cè)堤頂高程６．Ｏｍ，滿足表４．１調(diào)洪要求的５．９８ｍ，

壩頂滿足防洪要求。 環(huán)山溝靠環(huán)山路側(cè)連同環(huán)山路，設(shè)置３０ｍ寬以上的路堤，相當(dāng)于水

４．３．２泄洪安全復(fù)核

根據(jù)調(diào)查，現(xiàn)有穿過環(huán)山路的泄洪涵洞規(guī)模見表６。其中山根段３

個泄洪涵洞總凈寬１５．３ｍ，江邊段３個泄洪涵洞總凈寬１２．７ｍ，為了便

于調(diào)節(jié)環(huán)山溝的水位，各個泄洪涵洞均設(shè)置節(jié)制閘控制。

表６泄洪涵洞規(guī)模表

樁號 名稱 特征尺寸

按照表６的調(diào)洪驗算成果，現(xiàn)有的泄洪涵洞規(guī)模滿足環(huán)山溝泄洪

４３－３堤壩安全復(fù)核

庫大壩，堤頂高程６．Ｏｍ，迎水坡１：６，由于路堤較寬，擋水的高度不大，

沿岸沒有透水地基，其防洪安全度較高，路堤本身的安全滿足防洪要

求。

５．結(jié)論

（１）環(huán)山溝具有截洪、蓄洪滯洪、景觀、森林防火、改善環(huán)境等綜合

功能。

ＫＯ＋４６０ 樟坑溢洪涵 涵寬０．８０ｍ，涵高１．００ｍ

Ｋ０＋９７０ 山根溢洪涵 涵寬６．５０ｍ，涵高２．９０ｍ

Ｋ１＋４９０ 大坑溢洪涵 涵寬８．ＯＯｍ，涵高３．６１ｍ

Ｋ１＋７００ 富賢溢洪涵 涵寬２．ＯＯｍ，涵高２．ＯＯｍ

Ｋ２＋６３０ 廖崗溢洪涵 涵寬５．７０ｍ，涵高３．０５ｍ

Ｋ４＋５５０ 江邊溢洪涵 涵寬６．ＯＯｍ，涵高２．３５ｍ

（２）環(huán)山溝可以起到較好的截洪調(diào)蓄作用，有效地減少對下游吉水

涌的排水壓力。環(huán)山溝的寬度越大，其調(diào)蓄能力越大，減輕吉水涌排水

壓力的作用越明顯。

（３）經(jīng)復(fù)核，現(xiàn)有路堤方案可以滿足３０年一遇暴雨設(shè)計、３００年一

遇暴雨校核的防洪安全要求。

參考文獻

［１］中華人民共和國建設(shè)部，中華人民共和國水利部．城市防洪工程

設(shè)計規(guī)范．￣９９３（２１

［２］顧慰慈．《城鎮(zhèn)防汛工程》北京：中國建材＿ｒ－，３ｋ出版社，２００２ ５

穩(wěn)定時，再澆筑留縫部位，從而避免因收縮應(yīng)力而出現(xiàn)裂縫。 （上接第３３６頁） 有害裂縫的長度。

２．６混凝土中摻加膨脹劑

微膨脹劑由于在一定程度上補償了收縮應(yīng)力，能有效減少混凝土

收縮裂縫。

２．７裂縫補強治理措施

當(dāng)裂縫不能自我愈合，且長期存在會給結(jié)構(gòu)構(gòu)件帶來耐久性、安全

性和建筑使用功能等方面的影響而必須給予治理時，可待裂縫發(fā)展穩(wěn)

定后，針對不同大小的裂縫采取相應(yīng)的有關(guān)治理措施。

實踐證明，只要從設(shè)計、材料、施工及環(huán)境等方面進行分析，并采取 及收縮裂縫有積極的作用。在墻板結(jié)構(gòu)中，采取增配構(gòu)造鋼筋的措施，

控制裂縫的各種措施，實施綜合治理，高層建筑混凝土剪力墻的裂縫是

可以控制的。

參考文獻

［１］王振歡，毛文成．淺談高層建筑混凝土剪力墻裂縫的控制［Ｉｊｌ廣

東土木與建筑，２００２ ５（２）．

［２］李春德．淺談預(yù)拌砼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫及其預(yù)防［１］．山西建筑， 滿足變形的構(gòu)造要求則不再增加溫度筋；構(gòu)造筋不能起到抗約束作用

２ＯＯＯ（４）．

２．４配筋對控制裂縫的作用

鋼筋會約束收縮，但不能阻止收縮，它對鋼筋混凝土收縮的約束作

用會在混凝土中產(chǎn)生拉應(yīng)力，在鋼筋內(nèi)引起壓應(yīng)力。增加鋼筋數(shù)量會減

少收縮，但會增加混凝土的拉應(yīng)力，如果鋼筋很多，約束可能會很大，也

足以引起混凝土開裂。

鋼筋混凝土中配筋率對混凝土中自約束有很大的影響。“適當(dāng)”的

構(gòu)造配筋能夠提高混凝土的極限拉伸，對控制混凝土的溫度收縮裂縫

使構(gòu)造鋼筋起到溫度筋的作用，能有效地提高混凝土的抗裂性能。

構(gòu)造筋的配筋原則應(yīng)做到“細(xì)一點、密一點”。即配筋應(yīng)盡可能采用

小直徑，小間距設(shè)計。提高混凝土結(jié)構(gòu)的含鋼率或減小鋼筋直徑都可提

高材料的抗裂性能，但減小鋼筋直徑、加密間距要比提高含鋼率效果明

顯一些。采用直徑８～１４ｒａｍ的鋼筋和１００～１５０ｍｍ間距是比較合理的，

結(jié)構(gòu)全截面的配筋率不宜小于Ｏ．３％，應(yīng)在０＿３～０．５％之間。受力筋如能

的，應(yīng)適當(dāng)增加溫度筋。

２．５留置后澆帶

即先澆注后澆帶兩側(cè)混凝土，約兩個月后當(dāng)混凝土收縮變形趨于 ［Ｃ］．甘肅省土木建筑學(xué)會學(xué)術(shù)論文集．

——．——

［３］李振長，申勁鑫，高維．關(guān)于結(jié)構(gòu)裂縫分析中若干基本概念的認(rèn)識

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