肇庆高新区东围电排站搬迁工程布局与导流

徐国谦

（广东省肇庆市大旺经济综合开发区机电排灌总站，广东 肇庆 526238）

1 工程概况

1.1 流域分析

肇庆市大旺涝区位于广东省中部，珠江三角洲西北端，北江与绥江交汇处。大旺涝区整体地势北高南低，南部与东部为北江与绥江的冲积平原，地势平坦而低洼，历史上曾是北江和绥江的天然洪泛区；北部为低丘山地，北部中端山间一片缓坡地建坝蓄水，形成龙王庙水库；中西部北边，丘陵起伏。北江从大旺涝区东面流过，绥江在大旺涝区南端呈西东向注入北江，区内河网水系包括区内唯一一条河流独河和人工建造的东排渠、长岸排渠、西排渠、北主排渠、北二支排渠等，均是自北呈放射状流向辖区南端，注入北江和绥江的汇合处。

大旺汇水区围内地势平坦、低洼，当北江水位低于内涌水位时，开闸自排围内涝水，区内排渠水流可通过独河水闸自流排水入北江；当外江发生洪水，东围围内地面高程多在5.7～6.3m，马房站实测北江最高洪水位在6.2～10.3m之间，同时由于北江洪水持续时间较长、消退缓慢，当外江水位上涨而流域内遭遇降雨时，涝水无法自排，只能靠区内泵站强排入北江。大旺围现有白沙泵站、独河排站、西排站、上元塘泵站、东围站等5座向外江排水的电排站可以运行。

1.2 东围电排站情况

由于地势低洼，过境客水所产生的涝水顺着地势汇入，东围区排涝负担大大增加，而现状排涝标准低，随着大旺区社会经济的发展，地区治涝标准亦相应提高，故原有各项陈旧的排涝设施不能满足现状及远景规划的排涝要求，造成围内近几年涝灾频繁。为保证大旺区区内防洪排涝安全，根据《肇庆市大旺区防洪排涝专题规划》，大旺东围站设计排涝流量≥60m3/s。因现行“佛肇”城际轻轨北江特大桥有两个桥墩处在东围站进水口和副厂房侧，根据佛肇城际轨道北江特大桥工程建设对大旺区东围排灌站排涝影响的相关动力影响分析和安全评估[1]，并经专家组审核该评估，认为佛肇城际轨道开通后对泵站安全运行影响比较大，建议东围电排站整体迁址重建。

1.3 设计范围

本次东围站搬迁整合工程，就是把东排渠上的东围站和已报废的新旧东排站3个泵站整合成1个大的排涝泵站，并且搬迁到下游合适的站址。大旺区东围电排站搬迁整合工程任务包括：（1）新建东围电排站，配套新建电排站管理楼；（2）对东排渠区域内70年代建设的2座废旧泵站进行拆除封堵。

2 流域水文

2.1 气象

大旺涝区地处亚热带季风型气候，春季阴雨，雨日较多；夏季高温湿热，水汽含量大，暴雨集中；秋季常有雷雨和台风雨；冬季低温，雨量稀少。据工程区附近的四会市气象站资料统计，该区多年平均降雨量1780mm，年最大降雨量2536mm，最小1028mm；多年平均气温21.2℃，最高气温38.2℃，最低气温-1.2℃；多年平均日照1799h；无霜期330d。据工程区附近的三水区气象站资料统计，该区多年平均相对湿度为79%，多年平均风速为2.4m/s，最大风速多年平均值为12.3m/s，多年最大风速为22m/s，风向东北东向，多年平均年蒸发量为1367mm。

2.2 径流

规划范围内各河流无流量观测资料，径流采用《广东省水资源调查评价》1956—2000年序列的年径流深等值线图成果查算。规划范围内多年平均径流深为1000mm，多年平均降雨量为1780mm，计算径流系数为0.562，大旺区年降雨、径流设计成果汇总见表1。

表1 大旺区降雨、径流分析采用成果表

2.3 外江水位

根据2002年6月广东省水利厅发布的《西、北江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水面线》（试行）成果，采用线性插值求得东围电排站站址处北江设计水位，见表2。

表2 东围电排站站址处北江水位成果

2.4 施工洪水

根据石角站及三水站枯水期设计洪水，采用《西、北江及三角洲主要控制水文站设计洪水成果及水位～流量关系复核报告》（2009）中的水位流量关系求得石角站及三水站枯水期设计水位。参考《西、北江下游及其三角洲网河河道设计洪潮水面线》的水面坡降，插值求得东围电排站站址处北江枯水期设计水位，成果见表3。

表3 施工期设计流量成果表 单位：m3/s

3 泵站总体布置

3.1 站址选择

新建泵站代表轴线在原东围站和独河水闸之间选择，原东围站距1978年建成的新东排站约450m，新东排站距1966年建成的旧东排站约220m，旧东排站距独河水闸约80m，另有110kV的马旺高压线塔在现东围站下游约300m处横穿东排渠及北江大堤。考虑到二广高速及佛肇城际轻轨的影响范围，及避开高压线塔对泵站运行和施工的影响，结合旧泵站拆除、封堵，避免单一破堤建设新泵站等因素，新建泵站代表轴线考虑布置在新东排站（1978年建成的电排站）位置，该处位于原东围站下游450m，采用泵站轴线与堤防垂直布置。

3.2 泵站布置方案选择

根据泵站的特征参数，考虑排涝不利状况和泵站年利用时间少的特点，结合泵型、台数，经多方案比选后，选取以下2个方案进行技术经济比较。方案（一）采用大小泵方案，3台2400HDB17-8.6型加2台1600HDB7-8.6型立轴导叶式半调节混流泵方案。方案（二）为4台2400HDB17-8.6型立轴导叶式半调节混流泵方案。根据以上2个方案的设计，对每个方案的优、缺点及投资大小进行比较，见表4。

表4 泵站布置方案比较表

方案（一）由于机组台数多，土建投资、设备及安装投资均多于方案（二），从表4可以看出，方案（一）估算造价（直接费）比方案（二）多569.56万元。但考虑到5台机方案虽然造价稍高，但建成后运行调度灵活、能适应不同排涝需要，排涝效率较高，符合节能降耗要求。综合考虑后，推荐泵站布置为方案（一）。

3.3 主要建筑物布置

泵站主要由引渠段、拦污栅闸、前池、泵房、出水箱涵、防洪闸、出口扩散段及出水渠等建筑物组成。

4 施工导流

4.1 导流标准

根据水利部部颁标准《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303-2004）规定，1、2级永久建筑物的导流建筑物的级别为4级，其土石导流建筑物的设计洪水标准为20～10年。由于移址新建的东围电排站需在现有堤防上破口施工，为不降低现有大旺堤围的防洪能力（2级堤防，防御50年一遇洪水），外江围堰的挡水标准按等同于大旺围的现有挡水标准设计。根据本工程的实际情况，重建东围排涝站规模不大，考虑到枯水期内河洪水流量较小，为保证安全度汛和施工期导流的要求，本工程安排在1个枯水期完成土建工程。因此除外江（北江）导流围堰初选10月—翌年3月的50年一遇洪水作为设计标准外，其余导流建筑物初选10月—翌年3月的10年一遇洪水作为设计标准。

4.2 导流方式

东围电排站为整合重建，且重建泵站站址距1号旧站下游约450m（即重建泵站站址位于2号旧站处）。因施工期间东排渠担负着下排内河水的任务，不能断流；又根据水工结构的布置，需将东排渠往右侧扩挖约25m形成进水明渠，故可结合水利工程的进水渠，布置施工导流明渠，即在开挖的进水渠上设置纵向围堰形成导流明渠。因此，导流时段内重建东围电排站时，在内河上下游围堰、纵向围堰以及外江围堰的围护下形成基坑进行施工，导流时段的施工洪水由导流明渠、东排渠、泵站下游侧的独河水闸排至北江。

导流施工期内，完成土方开挖、基础处理、底板、闸墩、箱涵、挡墙、启闭机室混凝土浇筑、土方回填等土建主要工程内容，堤身土方回填和防洪闸门安装需在第2年3月底之前完成，其余金属结构安装和机组安装调试可延长至第2年汛期。水工建筑物的导流标准、施工时段及内外江洪水位、流量初选成果详见表5。

表5 水工建筑物导流标准、施工时段、洪水位（流量）初选表

5 结语

本工程建设扰动原地貌面积10.02hm2，占地类型为草地和林地，破坏植被面积10.02hm2。本工程预测期内可能产生水土流失总量为3164t，新增水土流失总量3082t，其中弃渣场新增水土流失量占工程新增总量的70%。设计水土流失防治措施，应以拦挡、排水和整地绿化为主。