關于城市水文防汛的研究

么艷超

摘要：城市洪澇災害顯著特點之一是內澇，即外河洪水位抬升，城區雨洪積水難以有效排除而致澇。近年來隨著城鎮化不斷發展，經濟發展的不斷深入，城市空間呈現出立體感，隨著新城區地不斷擴張，使得老城區更容易受到內澇影響。因此，深入研究城市防洪排澇體系，提出城市防洪排澇安全保障對策，對減少城市洪澇災害的發生，保護人民群眾生命財產安全，保障城市經濟社會的可持續發展具有重大意義。

關鍵詞：防洪標準 自然條件 規劃設計 防汛措施

中圖分類號：TV文獻標識碼： A

一、我國城市防洪排澇的主要任務

根據城市的自然地理位置以及江河洪水的特性, 在流域或水系防洪工程體系的框架下, 通過建設必要的防洪、除澇、排水等設施, 提高城市防洪排澇標準,并采取非工程措施, 改善和提高城市防洪排澇管理水平, 保障城市社會經濟的正常運行和人民安居樂業; 發生超標準洪水時, 應有預案對策, 以保證社會穩定、人民生活與生產不發生大的動蕩,使各類損失控制在最小的范圍內。因此, 我國城市防洪排澇管理的總體對策是采取工程與非工程及社會綜合性防洪排澇減災措施相結合的原則, 在尊重自然規律的前提下, 規范與指導人類的社會活動, 創造人與自然相和諧的環境,堅持以人為本, 減輕城市的洪澇災害損失。

二、城市防洪排澇存在問題

2.1 城市排水管網系統設計不夠合理：近年來, 隨著工業化發展迅速和城市化的加快, 使城市的水文特性和成災機制發生了顯著的變化。比如, 城市不透水面積大大增加, 無計劃的、不定期的對排水系統的修改,使得徑流系數增大, 在同等降雨強度下的情況下,地表徑流 和排水量增加[2]，使洪峰較早出現, 洪峰流量也急劇增加。原有的城市排水系統, 由于按照當時的條件設計,相對現在來說其安全系數較低, 當遇到較大的降雨量時, 其流量可能超過城市排水系統的承受能力, 造成城市內澇。這使得城市排水系統的結構和規模, 都不能適應城市現代化工業規模和大規模的城市群的可持續發展要求。

2.2 城市洪水量計算及洪水標準確定等水文技術問題急待解決[3]：在設計城市雨水排水管網系統之前, 必須對城市雨水流量作出準確的計算。在城市雨水排水系統設計中, 通常采用推理公式法來計算雨水設計流量, 暴雨強度公式是城市雨水設計流量的主要方法之一。暴雨強度公式是在一定的假設基礎上建立的, 對條件作了大量的簡化和概括, 其計算結果肯定與實際的降雨量和產生的匯流情況存在較大的差別, 主要表現在: 一是降雨均勻化假設。暴雨強度公式中, 對降雨進行均勻化假設, 即假設降雨時降雨量不隨時間變化的, 在降雨時間內降雨量始終是均勻的。但是實際降雨量是隨機變化的, 這不符合暴雨強度公式的均勻化假設。 這導致降雨量和產生的匯流情況的計算結果偏小。二是暴雨強度公式不僅在計算時段內采用均勻雨型,而且其時段暴雨強度為最大暴雨強度, 暴雨強度隨歷時的增加而降低, 降雨歷時越長, 暴雨強度愈小,這樣對于降雨歷時較短時, 設計流量是偏于安全的, 但對于較長歷時而言,則不安全。三是水文形態和降雨空間變化無影響的假設, 理論計算對匯水區域的水文形態和降雨空間變化未作考慮, 這導致了計算中出現下游流量小于上游流量的情況, 這也說明了現行的設計流量計算公式與實際的產匯流量不相符, 使排水系統從設計階段就埋下了隱患。

2.3排水管網養護管理不到位：無論是污水管道還是雨水管道，無論是主管道，還是支線管道，每年都要定期的維修養護管理。清除檢查井和管道中的污泥雜物和阻水的障礙物，修復損壞的排水設施，對管道進行清掏清掃。只有管理養護到位，才能保證管道的正常排水，否則就難以發揮排水管網的防洪排澇作用。

三、城市防洪排澇在水文水利方面的計算模式

3.1假設暴雨計算。通過統計一地區的歷史數據，查詢相關的暴雨資料之后取平均時態，又或者是選擇相對較惡劣的一個組合情形，將其作為暴雨的時空分布設計依據，通過暴雨可以間接推測、計算出洪水。

3.2產流計算方式。這里提及的產流就是指在各流域里不同徑流成分整個生成、整合的過程，就是水分處于垂直運行時，因受到各種綜合性因素的影響，同樣更是再分配降水量的一道工序。下墊面的條件不同其產流機制也會不同，而產流機制的差異會影響到整個產流的發展過程，出現一些不同的徑流特色。因此根據產流機制的不同采取的產流模型計算也要因地制宜。

3.3匯流計算模型。它通常是遵循此流域最近一次降雨時的凈水量分布規律，推導出流域進出口斷層徑流量發生的變化數值。匯流的計算方式有很多種，依照流域的蓄泄關系可以劃分為非線性以及線性的兩種匯流模型；依照輸入空間的分布差異可區分為集總和分布的參數兩種模型；一般情況下，都是從坡面的匯流以及河網的匯流兩方面計算城市匯流數值的。

四、 城市防洪排澇安全保障對策

4.1適當提高城市防洪排澇標準。目前, 我國多數城市排澇標準偏低, 隨著城市規模的不斷擴大, 城市暴雨內澇災害日趨嚴重。城市地下設施和城市網絡系統的不斷增加, 內澇所造成的經濟損失必然也不斷增加, 因此提高城市排澇標準已成為我國城市防洪建設中的緊迫任務。

4.2防洪排澇規劃、建設與市政建設同步進行。應處理好城市防洪排澇規劃與城市建設發展規劃間的關系, 在城市發展規劃中注意防洪排澇問題, 明確城市防洪建設的方向、總體布局、建設規模、防洪標準及主要治理措施, 防洪排澇設施與市政建設同步規劃、同步實施。

4.3 加強城市排水管網的基礎設施建設：我國現在正處于加快城市化發展的階段，因而是新老排水管網并用。合流制與分流制排水管網并用，老城區與新城區共同發展的現狀。要解城市的防洪排澇問題，必須首先抓排水管網的基礎設施建設，一是對那些過時的，不能適應城市防洪排澇需要的舊管道逐步的進行更新改造，以適應城市發展和防洪排澇的需要。二是逐步的實現排水管網體系的雨污分流制。分流制可杜絕溢流混合污水對水體的污染, 有利于環境的保護, 有利于污水的綜合利用, 便于從廢水中回收有用物質, 可以做到清濁分流, 降低需要處理的污水量，更有利于城市的防洪排澇。三是對新城區的建設，從規劃、設計、到施工，一定要高標準，嚴要求。既要考慮現實的排水和防洪排澇的需要，又要考慮未來發展的需要，既要考慮生產生活的需要，又要考慮環境保護的要求與需要。只有這樣城市的排水系統才能更好的適應城市發展的需要和防洪排澇的要求。

4.3強化防洪排澇非工程措施建設。進一步從實際出發, 制定和完善防御超標準洪澇水、風、潮預案, 制定相應的防洪排澇調度實施方案和應急方案, 如繪制城市防洪風險圖、界定風險區、引進風險管理, 加強洪水預報、調度、警報, 建立城市排澇系統應急反應機制等非工程措施建設。

4.4 科學合理的選擇確定排水系統的流量參數：選擇設計標準應根據各個城市的具體氣候和發展情況, 從技術、經濟和管理等方面綜合考慮。經過深入的調查研究，和掌握了大量科學數據的基礎上才能較精確的科學合理的計算和確定排水系統的流量參數。為了滿足防洪排澇的需要, 可以在適當位置多增設閘槽井, 方便施工維修。在排水系統設計中全面考慮各種因素, 使工程建設一次成功, 減少重復施工。隨著科學技術的發展, 要不斷采用新技術、新工藝、新設備, 以提高效率、降低成本, 提高排水系統的運行能力和可靠性。

4.5建立和完善雨洪利用管理體系。城市雨洪資源利用不僅是水務部門和城建部門的任務, 同時還牽涉到氣象、地質、水利、城市建設等其他眾多部門, 具體實施時需與城市建設、市政管理、節水、建筑設計、環保和園林等許多部門通力合作。要有效推廣城市雨洪資源利用, 必須建立有力的領導組織機構, 負責統一協調和管理包括防洪、蓄水、供水、用水、節水、排水、水資源保護與配置、污水處理和再生水利用等問題, 負責工程的建設管理和監督。

參考文獻：

[1] 呂旭東,劉磊. 城市防洪應急預案編制應注意的幾個問題[J]. 水利科技與經濟, 2011,(01) .

[2] 楊劍生. 城市區域防洪排澇治理的思考[J]. 科技信息, 2011,(20) .

[3] 王顯波. 對城鎮防洪排澇安全的思考[J]. 黑龍江科技信息, 2009,(31) .