晋江国际机场防洪排涝工程特征分析及治理措施

王苏玮

(泉州水务工程建设集团有限公司，福建 泉州 362000)

0 引 言

泉州晋江国际机场位于福建省晋江市东南方向，距晋江市中心约2.25km，北距泉州市12km，东南距石狮市7.5km。机场基准点坐标为E118°35′21″，N24°47′50″。跑道方向为：磁向33°59′27″-213°59′27″。2019年泉州晋江国际机场旅客吞吐量已达到800万人次。晋江国际机场周边水系主要为缺塘溪、普照溪、内沟河和南低干渠，见图1。

图1 机场周边水系示意图

1 防洪排涝主要问题

晋江市河流受地形和气候的影响，除发源于邻市的晋江、九十九溪外，境内河流多属独流入海水系，源流短促，汛期洪涝灾害易发。洪涝灾害主要由4-6月的锋面雨和7-10月的台风暴雨形成。锋面雨是北方南下的冷空气与来自孟加拉湾北上的暖湿气流交融对峙的准静止锋而形成的，锋面雨的特点是降雨范围广，持续时间长；台风雨则是西太平洋洋面和南海海域生成的台风正面登陆或外围影响带来的暴雨、大暴雨、甚至特大暴雨，其特点是来势凶猛，降雨历时短、强度大、雨量集中，是造成本地区洪涝灾害的最主要的天气因素。历史上晋江市洪涝灾害本已十分严重，洪涝灾害对国民经济和人民生命财产的危害和制约已越来越严重[1]。特别是受人类活动的影响，沿河房屋和桥梁众多，河道束窄、河床淤积，造成河道行洪能力下降，也是洪涝灾害频繁发生且加重的重要原因。对于晋江国际机场来讲，晋江国际机场洪涝灾害主要成因为机场内环场沟部分淤积、排水泵站排水规模较小、受南低干渠高水位顶托等，晋江国际机场内的主要洪涝灾害点如图2所示：

1.1 灾害成因

1)1#、3#涝点成灾原因：

受2016年“莫兰蒂”台风影响，晋江国际机场一带普降大暴雨，同时普照溪、缺塘溪上游为低山、丘陵，暴雨形成洪水在上游汇流快，形成洪峰快，南低干渠河道坡降平缓，洪水流速减慢，受内沟河、南低干渠水位顶托影响，而机场现有泵站抽排能力有限，导致1#、3#区域积水不能及时排入内沟河，形成洪涝灾害。

2)2#涝点成灾原因：

1996年2#区域受强降雨影响，导致2#区域隔离带冲毁，形成洪涝灾害，其原因是下游缺塘溪未整治，局部淤积严重，同时受南低干渠高水位的影响，上游洪水难以通过南低干渠直接排出，使得上游区域积水形成洪涝灾害。另外缺塘溪、普照溪，尤其是南低干渠下游以东区域由于人为地占河建房，居民生活垃圾和建筑垃圾堆占河道，使得河道缩窄，过水断面减小河床淤积严重，造成下游排水不畅，导致上游洪水不能及时排出，同时晋江机场区域规划为城市，其原有耕地、水塘地块大部分被硬化，城市化带来的下垫面变化，一方面将使区域产流系数增加、汇流速度较快、洪峰变大，另一方面使得单位土地面积上的人口、财富增多，同一规模的暴雨引起的洪涝灾害，将在城市化后倍增。易涝点位置示意图见图2。

图2 机场内易涝点位置示意图

1.2 存在问题

根据《泉州晋江国际机场(民用部分)总体规划修编报告》，晋江国际机场近、远期用地红线基本一致，现针对晋江国际机场就现状、近期和远期分别说明其防洪排涝存在的问题。就现状而言：

1)缺塘溪、1#环场沟、2#环场沟现状局部淤积，导致排水不畅，特别是厂区内的1#环场沟、2#环场淤积易造成机场内部积水。

2)从现有规划和已实施工程来看，晋江国际机场周边的缺塘溪、普照溪、南低干渠和内沟河防洪标准只能达到20a一遇，不能满足4D以上机场100a一遇防洪标准(见图3)。

3)2#泵站2台机组未能运行，导致机场内部积水不能及时排除。

对于近、远期用地而言：

1)随着晋江国际机场的规划发展，拟在机场西北侧进行晋江国际机场扩容，扩容后机场用地占用1#环场沟，导致机场内部涝水不能通过1#环场沟排入南低干渠，亟需增设新的排涝通道解决机场排水问题。

2)根据机场规划拟在缺塘溪右岸建设机场构筑物，但根据机场总体规划报告可知，报告中未明确该区域地面高程，未能确定该区域的排水方向。

3)1#环场沟还承担一部分机场外部排水，一定程度上加大了1#环场沟的排水压力。

图3 晋江国际机场现状100a一遇风险示意图

1.3 防洪排涝规划的必要性

1)缓解防洪排涝压力、提高片区防洪标准：

晋江国际机场扩容的建设将填占区域内现有河道，由于该片区的地势较低，各河道现状情况下所能达到的防洪标准都较低，根据规划要求，地面高程将抬高，对本次项目区及周边区域的防洪排涝造成极大的不利影响，且由于工业和商业用地的需要，为提高机场的土地利用率，在片区内无法设置大面积的滞洪区，当区域遭遇台风暴雨时，山洪暴发，加上受外江水位影响，洪涝水排泄出口受顶托立即泛滥成灾。因此，本规划力求提高区域内防洪排涝能力，缓解洪涝压力。

2)完善基础设施建设：

晋江国际机场的通讯、道路、供电、市政管线等城市基础设施建设均已在规划完善中。由于该片区防洪排涝设施薄弱，与其他基础设施建设的快速发展不协调。因此，本工程的建设，对完善防洪排涝设施，改善片区的投资环境条件，具有积极意义。

2 治理措施

2.1 防洪排涝措施拟定

2.1.1 防洪工程措施

1)缺塘溪：

缺塘溪现状防洪标准为20a一遇，根据晋江机场扩容要求，缺塘溪防洪标准应达到100a一遇。因泉州晋江国际机场所处位置地势低洼，周边水系复杂，因空防等安全因素无法对机场沿岸进行加高拓宽来满足标准。对临机场围界河道进行堤岸加高，势必对空防安全造成极大影响，催生各种隐患。受晋江国际机场内部标高控制，缺塘溪两岸堤防已无加高的余地，而受下游南低干渠100a一遇水位影响，即使缺塘溪河道扩宽，缺塘溪下游段现状堤顶高程仍不能满足100a一遇防洪标准，为此根据近期晋江国际机场用地范围，并结合晋江交通规划中联华大道北延伸工程，拟对缺塘溪进行改线，改线后缺塘溪机场段起点与现状缺塘溪桩号QT3+000.0断面处，沿晋江国际机场红线后与规划联华大道北延伸左侧布置，终点位于南低干渠，缺塘溪改线后沙塘支流位于机场内不再承担排洪任务，缺塘溪改线后长4033.3m，改线后底宽为25m，采用复合式堤防型式。同时对现状QT3+000.0以上河段晋江国际机场侧堤防进行加高，最终形成封闭的100a一遇防洪岸线。另外，在改线完成前，保留现状缺塘溪，并对缺塘溪进行清淤，使其防洪标准达到20a一遇。改线完成后，为保证地块的整体性，将缺塘溪回填至与晋江国际机场地面高程一致[2]。

2)普照溪、内沟河、南低干渠：

普照溪晋江国际机场段从莲溪路与和平路交汇处机场侧不能满足100a一遇防洪标准，内沟河、南低干渠晋江国际机场段整段均不能满足100a一遇防洪标准。规划普照溪、内沟河、南低干渠防洪标准为20a一遇，河道两侧多为道路和房屋，其堤顶难以加高，为使得晋江国际机场满足100a一遇防洪标准要求，本次拟对普照溪、内沟河、南低干渠机场侧隔离网新建挡墙。

2.1.2 排涝工程措施

根据晋江国际机场总体规划，机场扩容后根据其用地情况，本次将晋江国际机场划分为4个涝片，其中1#、2#、3#涝片与现状一致，4#涝片为新增涝片，规划后涝片划分示意图如图4所示。

图4 规划后涝片区划示意图

2.1.2.1 1#涝片

1)1#环场沟：

现状1#涝片主要通过1#环场沟将机场内部涝水排入内沟河，根据机场近期扩容计划，拟占用现状1#环场沟，需建设新的排水渠道将1#涝片的积水排入内沟河，本次拟对1#环场沟进行改线重建，改线后1#环场沟承担机场内部排水，汇水面积为1.95km2，其中机场内部排水面积为1.45km2，折合机场面积145hm2。改线后1#环场沟汇水面积为1.95km2，20a一遇设计涝水流量为18.81m3/s，根据过流能力计算，初步拟定1#环场沟改线后宽度为5.5m。

所采用的方案：1#环场沟位于晋江机场西侧，起点位于机场规划机坪，走向为西南-东北，沿机场规划扩容地块红线边缘，穿过机场规划新航站楼、机场生活区、轨道交通站，最后汇入内沟河。该方案长度2703.9m，全线绝大部分采用明渠过流方式，穿越机场规划航站楼地下室、道路桥部分采用暗涵过流。新建渠道断面尺寸为5.5m×3.5m(宽×高)，暗涵尺寸5.5m×3.5m(宽×高)。

2)1#泵站：

从现状来看，内沟河正常蓄水位约3.5m，20a一遇水位4.68m，高于1#环场沟水位，1#环场沟只能通过泵站抽排，现状1#泵站设有1台机组，排水能力为2200m3/h，折合流量为0.61m3/s，其规模小于1#环场沟20a一遇排涝流量18.81m3/s，因此需增大1#泵站的排水规模，考虑到晋江国际机场涝水不漫溢，按来多少排多少的原则，根据《治涝标准》(SL723-2016)8.5.1规定，“对于泵站钱无调蓄库容或调蓄容积较小时，应根据泵站控制的排水面积的有关方法计算确定，或直接采用站前排涝河道(沟渠)的设计排涝流量。”1#泵站位于1#环场沟末端，泵站前无调蓄池，考虑到尽可能发挥1#环场沟的蓄滞洪能力，本次考虑1#环场沟的调蓄能力从而确定1#泵站规模。通过调蓄计算，1#泵站设计规模为17.0m3/s，共设4台机组，1台机组排水规模为2.0m3/s，用于日常及来水较小时将1#环场沟内涝水排入内沟河，3台机组排水规模为5.0m3/s，涝水较大时，逐步打开泵站进行排水，将1#泵站泵前水位控制在3.84m以下。

2.1.2.2 2#涝片

1)2#环场沟：

2#涝片主要通过2#环场沟将机场内部涝水排入内沟河，从前述分析来看，2#环场沟现状局部断面最大过流能力为2.23m3/s，小于前述计算的2#环场沟20a一遇设计排涝流量6.03m3/s，现状2#环场沟不能满足20a一遇排涝要求，因此本次拟对2#环场沟进行扩宽，扩宽后2#环场沟宽度为3.5m，其走向仍按现状2#环场沟走向。2#环场沟汇水区域与现状一致，汇水面积为0.75km2，均为机场内部排水，折合机场排水面积75hm2。

2)2#泵站：

从现状来看，内沟河正常蓄水位约3.5m，20a一遇水位4.68m，高于2#环场沟水位，2#环场沟只能通过泵站抽排，2#泵站共有5台机组，单台机组排涝流量为2200m3/h，折合流量为0.61m3/s，总计排水流量为3.05m3/s，其排水流量能满足2#环场沟20a一遇排水流量6.03m3/s的要求，2#泵站周边地面高程约4.0m，2#泵站20a一遇泵前控制水位为3.5m，正常水位以最低淹没深度2.0m计，其正常水位确定为2.50m，当2#泵站泵前水位达到2.5m时，逐步打开泵站抽排，确保泵前水位保持在3.5m以下。通过调蓄计算，2#泵站设计规模为5.0m3/s，共设3台机组，1台机组排水规模为1.0m3/s，用于日常及来水较小时将2#环场沟内涝水排入内沟河，2台机组排水规模为2.0m3/s，涝水较大时，逐步打开泵站进行排水，将2#泵站泵前水位控制在3.5m以下。

2.1.2.3 3#涝片

从前述涝片划分来看，3#涝片主要承担机场外部排水，根据机场近期规划可知，机场扩容后将侵占3#涝片排涝渠道，该片区需建设新的排水通道承接机场外部的排水，根据计算，在3#涝片设置3#截洪渠来承接机场外部排水，3#截洪渠汇水面积为0.68km2，20a一遇涝水流量为7.95m3/s，本次拟在机场红线新建3#截洪沟，根据过流能力复合计算，截洪沟宽度为3.5m，其出口位于缺塘溪。另外为保证晋江国际机场侧防洪标准达到100a一遇，在3#截洪渠机场侧堤防加高，其堤顶高程与改线后的缺塘溪QTG0+000.0断面一致。

2.1.2.4 4#涝片

根据机场总体规划要求，拟在改线后的缺塘溪左岸建设机场构筑物，该区域汇水面积为1.45km2，折合机场面积145hm2，但该区域未有竖向规划，本次对区域排水仅提出建议，从改线后缺塘溪20a一遇水面线与100a一遇水面线来看，100a一遇水位高于20a一遇水位0.8m左右，而晋江国际机场为满足100a一遇防洪标准，其地面标高是在100a一遇基础上加安全超高0.5m计算的，即晋江国际机场地面标高高于20a一遇水位1.3m左右，而该片区排涝标准为20a一遇，机场可以通过坡面汇流或新建排水渠道将该区域涝水排入改线后的缺塘溪。因此本次规划机场规划扩容后，建议机场地面标高向改线后的缺塘溪倾斜，新建排水管道将机场内部涝水排入改线后缺塘溪，机场内侧不再新增排涝渠道。

5 结 语

本次规划的1#环场沟堤顶目前均采用现状地面高程，且尚未有总体规划对其用地性质进行竖向控制，因此建议在下阶段应结合竖向控制局部调整1#环场沟堤顶高程。同时新开挖建设1#环场沟应确保与周围道路及地块地开发同时进行，确保道路雨水排放有出路。对报告中提出实施的项目，要有计划有步骤地抓紧进行各个项目立项、可行性研究，并结合区域开发的需要，逐步予以实施。防洪排涝是一项系统工程，各项措施都要得到充分落实，才能使防洪排涝问题得到完全解决，因此各河道综合整治的落实等问题都应分期实施、有序完成。为搞好防洪排涝设施的治理工程建设和运行管理，需要抓紧研究和完善有关的经济政策和管理机制，促进防洪排涝工程建设经济的良性循环。