澇池水生態修復整治工程設計分析

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［摘要］澇池是我國西北黃土高塬地區的一種蓄水設施。禮泉縣東塬村原澇池年久失修,淤積嚴重,整體功能基本荒廢?；诖?按照防洪排澇要求,科學計算規劃澇池樣式,修建進水渠、排水渠,恢復澇池蓄水排澇功能,同時配置景觀綠化設施,加強安全防護提醒,多方提升澇池建設生態、社會效益。

［關鍵詞］澇池；修復整治；工程；設計；分析

1澇池概況

禮泉縣東塬村原澇池位于村內偏東處,南北長29m,東西寬約20m,池內雜草從生,垃圾遍地,環境較差。由于年久失修,現狀淤積嚴重,最深處不足2m,已失去原有澇池的防洪排澇功能。設計修復澇池位于村東南處,為全村最低處,東面有自然溝道,蓄存設計集水面積內雨洪量。通過進水渠匯集后經過前置攔污柵和沉砂池處理后流入澇池,然后通過澇池自凈功能對水體進一步處理,形成具有生態價值的水面景觀,并在澇池周圍配套綠化美化措施,以改善所在村雨澇狀況,推進新農村建設。經現場調查,設計澇池集水區無工礦企業,主要污染來源為群眾生活污水。目前無集中收集處理措施,生活污水基本處于散排狀態,靠蒸發和滲漏自然消耗。設計充分利用現狀地形,對現有澇池進行維修改造,利用攔蓄降雨徑流,營造生態濕地。同時合理配套綠化、文化等設施,使其成為群眾農閑時期娛樂休閑的好去處。

2新修澇池設計

根據《陜西省澇池建設技術導則》相關規定,東塬村澇池為小型澇池,設計洪水標準為5年一遇6h降雨。

2.1水文計算

2.1.1洪峰流量采用推理公式法計算：Q=0.278KIF式中：Q為設計洪峰流量,m3/s；I為設計條件下最大降雨強度,mm/h；K為徑流系數；F為匯水面積,km2。（1）設計降雨強度根據1∶1萬地形圖和采用GPS實際量測,通過繪圖軟件勾畫東塬澇池匯流面積。勾畫結果為：東塬村澇池匯流面積F=0.11km2（見圖1）。由于設計澇池匯流面積遠小于20km2,根據《咸陽市水文手冊》規定可直接將點雨量當作面雨量計；根據《咸陽市水文手冊》暴雨等值線圖查得,澇池所在區域6h點雨量為40mm,即為面雨量。由《咸陽市水文手冊》查得流域幾何中心不同歷時6h最大點暴雨量均值Hi及變差系數CV,取CS=3.5CV,P-Ⅲ型曲線得模比系數KP值,由公式Htp·點=Kp·Ht求各頻率的設計點暴雨量,見表1。（2）徑流系數設計澇池集水區為村莊,雖建筑較為集中,但非硬化面積占主要,參照《陜西省澇池建設技術導則》規定,綜合分析項目區徑流系數取0.35。經計算東塬村澇池設計洪峰流量Q=0.18m3/s。2.1.2設計洪水總量設計洪水總量,一般采用公式計算:W=10KRF式中：W為洪水總量,m3；F為集水面積,hm2；R為設計條件下降雨量,mm；K為徑流系數。按上述方法計算,東塬村澇池設計洪水總量為2556m3。

2.2澇池池體設計

（1）澇池容積根據實測地形,以及平面布置計算,東塬村澇池容積為840m3。（2）澇池深度在設計標準條件下,根據設計洪水總量和澇池受周邊地形、房屋、休閑娛樂場所、綠化要求等限制,充分考慮周邊房屋安全,本次設計結合現狀地形情況確定設計池深不超過2.5m、水深不超過1.96m、景觀水深不超過1.0m。（3）防滲設計池底和四周采用30cm厚紅膠泥防滲,上覆0.3m細黃土。（4）邊坡防護為避免雨水對澇池邊坡進行沖刷,池壁采用生態連鎖式護坡磚護坡,并在連鎖式護坡間隙中采用種植花草防護。

2.3進水工程設計

根據澇池所在位置及匯水現狀,澇池進水工程由進水渠組成,進水渠后接沉砂池、涵管和陡坡段,將水流引入池底。進水渠均采用矩形混凝土渠道,斷面形式采用矩形斷面,按照明渠均勻流計算其斷面尺寸,公式為：Q=ωC（iR）1/2式中：Q設為設計流量,m3/s；i為明渠底坡；C為謝才系數,C=R1/6/n,n為糙率,取0.02；ω為明渠過水斷面面積（m2）,ω=bh；R為水力半徑,m,R=ω/χ；b為明渠寬度,m；h為正常水深,m；χ為濕周,m,χ=b+2h。經計算,明渠寬度取0.4m時,進水渠水深介于0.21m~0.24m,安全超高取值不小于0.2m。進水渠采用矩形斷面,為了便于施工,斷面尺寸統一為0.4m×0.45m（寬×高）,側墻寬0.15m,底板厚0.15m,采用C15砼澆筑,過路段引水加蓋板,蓋板采用0.15m厚C20鋼筋砼具體尺寸。進水渠末端接沉淀池,沉砂池采用MU7.5磚、M5混合砂漿砌筑,底板厚0.24m,池頂加蓋板,蓋板采用0.15m厚C20鋼筋砼,雨水在流入沉淀池前采用攔污柵對雜物進行攔截處理,攔污柵尺寸為0.5m×0.5m,攔污柵孔徑不大于25mm。沉淀池后接DN400鋼筋砼管,涵管出口后接1∶2陡坡,陡坡采用15cm厚C15砼襯砌。池底部采用15cm厚C15砼襯砌,砌護半徑為1.0m。

2.4排水工程設計

根據實測地形條件,在澇池東南角布設排水渠,利用自然地形條件將多余水量排至現有板橋排水渠,設計排水渠進口高程為低于池頂0.5m。排水渠采用矩形斷面,斷面尺寸統一為0.6m×0.45m（寬×高）,側墻寬0.15m,采用C15砼澆筑。

2.5景觀生態補水工程設計

為滿足人文景觀及生態需求,設計在缺水情況下利用附近機井對澇池進行補水,該井出水量為32m3/h。經現場實測,補水工程需埋設φ110PVC管道80m。

3景觀綠化工程設計

3.1景觀綠化布局

在澇池周圍順勢布置自然流暢的人行步道。為保護行人尤其兒童人身安全,防止事故發生,在澇池四周布設防護欄,防護欄采用水泥仿木護欄；在澇池周圍及入口處的醒目位置布設安全警示牌、宣傳欄等,增加植物布置,突出水土保持科技治理元素。

3.2植物配置

盡量保留原有樹木,去除低矮的雜草、灌叢,增加觀賞性較高園林植物,通過種植喬、灌、地被花卉,形成穩定的植物群落,提高觀賞效果。①原則上保留原有的樹種,去除枯死樹木和病蟲害嚴重的樹木。②種植觀賞性較高園林植物。喬木樹種主要包括柳樹、柿樹、刺槐、桃樹、杏樹等；灌木樹種主要有紫薇、木槿、石楠球、海桐球等；綠籬主要有刺柏、月季等；地被花卉主要有荷蘭菊、郁金香等；草坪主要有剪股穎和麥冬。

3.3綠化種植技術

（1）喬木栽植技術栽植的喬木必須選擇無病蟲害、生長健壯的苗木或樹木。為防止苗木在運輸過程中缺水萎焉,影響苗木移植的成活率,要求：①從起苗到栽苗最好不要超過24h,柳樹、皂角等可以延長至2d~3d；②如果遇到移植時溫度過高,氣候太干燥,每隔2h進行一次噴水,同時要噴適量的蒸騰抑制劑；③起苗前4d~5d灌足水,根系周圍的土壤吸足水分后易挖掘,土球運輸中不易破裂,土球直徑為樹木直徑的5~6倍；④把根系修剪平整并涂生根粉,對光線敏感的樹種（如雪松、白皮松等）應在樹干上標記移栽前樹冠的朝向,按原方向移栽。栽植深度比原土深2cm~3cm,栽苗時做到“三埋兩踩一提苗”,栽植后需立即澆一次透水。（2）灌木栽植技術盡量選擇陰雨天進行,要求：①做到隨起苗、隨分級、隨運送、隨修剪、隨栽植、隨澆水,土球大小為20cm～30cm,必須保持土球濕潤,切勿暴曬；②從起苗到栽苗最好不要超過12h,如果不能及時移栽必須在假植區暫時進行假植；③如果遇到移植時溫度過高,氣候太干燥,每隔1h進行一次噴水。栽植深度比原土深1cm左右,栽苗時做到“三埋兩踩一提苗”。栽植后需立即澆一次透水,成活期內土壤含水量必須達到田間持水量的60%。（3）綠籬栽植技術栽植的綠籬選擇無病蟲害、生長健壯、長勢一致、略高于設計高度的營養缽苗。盡量選擇陰雨天進行。根據栽植寬度設計為單排、雙排。全面整地,栽植時先栽植外圍的苗木,株行距基本一致,種植坑的深度略大于苗木的根系長,栽植深度與原土深一致或略低,填土埋實。設計中的灌木樹種按照設計高度稍作修剪,修剪完畢圍堰澆透水一次；成活期應做遮陰處理。（4）地被植物及草坪栽植技術草坪以鋪植為主,地被花卉布設網格進行片植。鋪植的草坪及種植的地被花卉必須選擇無病蟲害、生長健壯、長勢一致的植物。全面整地。①草坪的鋪植：盡量在陰雨天進行,采用滿鋪技術,將草皮以1cm～2cm的間隙鋪植在整好的場地。鋪設完畢澆透水一次,之后適墑情而澆。②地被花卉：按照設計要求選擇布設網格進行成片栽植,栽植后澆透水一次,之后適墑情而澆。

4結論

澇池是我國黃土高塬地區的一種蓄水設施,池水可供畜用、洗滌,富余者還可灌溉農田。東塬村澇池建設工程完成后,通過攔蓄降雨徑流,能避免雨水漫流、浸泡農房,保護群眾的財產安全；充分利用天然雨水資源,形成局部生態水面景觀,改善了當地人居環境,凈化了空氣和當地生態；澇池周邊將成為百姓茶余飯后休憩游玩的場所,為美麗鄉村建設所必須。

作者：時曉東 單位：禮泉縣水土保持工作站