城市防洪与排涝工程设计洪水方法探析

城市防洪与排涝工程设计洪水方法探析

虞奎

无锡市水利设计研究院有限公司江苏省无锡市214000

摘要：对城市防洪排涝工程设计的标准、堤顶高程的确定、堤防工程与城市规划的关系、堤防工程的投资分摊等进行了探讨，指出城市堤防工程的设计在保证防洪安全功能的条件下，应向多功能建设发展。

关键词：城市防洪；堤防工程；防洪标准

一、城市防洪标准。

城市防洪标准是城市防洪工程设计的重要依据。标准定得合理与否，不仅关系到工程的效益，而且关系到工程实施的可行性。现行国家标准对城市的等级和防洪标准作了规定，以重现期作为防洪标准的表达方式，依据城市重要性或非农业人口数量来划分防洪标准的高低，若改变一个城市的防洪标准时就必须进行充分论证。

二、关于堤顶高程的确定

自《堤防工程设计规范》（GB50286-98）颁布实施以来，对于1、2级堤防堤顶高程的确定，人们有着不同的看法，不同的审查部门有着不同的要求，因此，设计单位在执行该规范时，有时要反复修改。《堤防工程设计规范》规定：1、2级堤防在计算出来的超高值小于2m时应按2m设计。这一规定对处于河流入海口（感潮河段）或吹程和风速较小河段的城市，其要求是显然偏高的；而对处于内地山区河流吹程和风速较大河段的城市，20、30、50、100年一遇洪水标准的超高值相差较大（约100cm），其规定基本是合适的。因此，笔者认为对于1、2级堤防堤顶高程的确定，若是处于内地山区河流吹程和风速较大河段的城市，由于其重要性而从安全考虑按规范执行是可以的；从节省投资考虑，在计算出来的超高值小于2m应按2m设计时，堤顶可设1m高左右的防浪墙，以降低工程的造价。而对处于河流入海口（感潮河段）或吹程和风速较小河段的城市，其超高值按计算取值，经主管部门审查批复同意，也是可以的。

三、城市防洪工程建设应处理好几个关系

3.1城市防洪与流域防洪

河道边的城市作为流域中的一个节点，其防洪应符合流域防洪规划的总体安排和要求，城市防洪标准应与流域规划相协调。流域规划确定修建一系列流域防洪工程，如防洪水库、大规模河道疏浚等，使流域达到规划防洪标准。近期在流域防洪工程未实施的情况下，城市防洪工程的标准可适当降低，远期流域防洪规划实施后，应达到城市防洪所确定的标准。

城市段河道过水断面及堤距不仅要满足城市防洪的要求，还应符合流域防洪规划的要求，满足流域上游洪水的下泄。在兴建城市防洪堤的同时，对流域内的农村防洪堤应按流域防洪规划的要求，严格控制。除控制防洪标准、堤顶高程外，规划开口不能封闭，必要时在农村防洪堤上建充水堰，使大洪水通过充水堰进入农田，不使城市段河道洪水位过高。

3.2城市防洪与城市景观

广东的城市多依江而建，无论是江绕城还是穿城，修建城市防洪堤都必须考虑对城市景观的影响。城市防洪堤影响城市景观的主要因素是堤防高度和断面形式。

堤防高度是堤防对城市环境影响最大的因素。堤防高了，把城市围在里面，势必对城市景观有较大影响。因此，城市堤防高度不宜太大，应根据实际情况分析堤防设计水位和安全超高，必要时可通过垫高堤后地面高程来降低堤防高度。但对超标准洪水要有切实可行的对策和措施，都要根据流域河道的实际情况尽量少留余地，确定堤防高度。

堤防断面要与城市环境相协调。为了美观，首先，城市防洪堤尽量采用斜坡式边坡，最好采用较缓的边坡，从视觉上减小堤防的高度，并在边坡上植草皮，使城市防洪堤看上去不象人工堤防，而是天然河岸，以美化环境。其次，堤顶宽要与市政规划相协调，尽可能宽一点，河道断面最好采用复式断面。城市防洪堤采用复式断面，堤顶与市政道路相结合时，路面高程与地面高程基本同高。

3.3城市防洪与其他城市基础设施

城市防洪与交通的关系。城市防洪堤与城市道路结合，减少占地，减少工程投资。由于一般城市靠江边的地段环境、景观都较好，江边作为休闲区，滨江路不宜太宽，不能作为城市的交通要道，否则车多势必影响江边的环境。

城市防洪与城市建设的关系。建城市防洪堤要考虑城市建设，符合城市总体规划，与城市建设相协调，最好能与城市建设同步进行，对城建用地紧张的城市可考虑采用房屋与防洪堤相结合的措施。城市防洪与城市排水的关系。一般城市沿江均设许多排水口，建城市防洪堤后，势必打乱原有排水系统，应对城市排水系统重新进行规划。

3.4城市防洪与排涝

一般城市防洪堤修建以前，外江洪水来时，城市遭洪水淹设，洪水退走时，城市雨水也与洪水一起直接排人外江，不存在涝灾。城市防洪堤修建后，把外江洪水挡在外面，起到了防洪作用，但若无排涝设施，城区雨水拦蓄在堤防内，不能排入外江，将发生涝灾，因此修建城市防洪堤，一定要处理好城市排涝问题。

城市排涝标准一般以遇何种频率的暴雨城市不受涝（地面不受淹）为标准。对城市内河网水面积很小的城市，降雨产生的地面径流需迅速外排，否则地面就要积水，这种城市的排涝工程规模与城市排水工程规模相同，宜取短历时暴雨，若城区内既有湖泊，又有河网，调蓄能力很强，短历时暴雨虽然强度很大，但总水量不大，产生的地面径流可经河网调蓄，这种城市宜取长历时暴雨进行统计，对水面调蓄能力中等的城市，应取不同历时的暴雨分别进行计算，在确定排涝工程规模时，各种情况的外包线。

四、工程实例应用

本文以某市河道为研究对象，分别采用水利部门和城建部门的计算方法对该区域进行设计洪水计算，并用实测资料进行比较。

4.1研究区域概述

该河流所研究区域内大部分为低山和丘陵，主河道长度约D：3kin，河道内坡降i=0．0121，区域内集水的特征系数为A==12.2。

4.2计算设计洪峰流量

4.2.1单位线法

通过查询该区域《暴雨径流查算表》，由实测暴雨推导该区域设计洪水，采用该省的单位线法的参数进行合理计算。

4.2.2推理公式法

4.3成果分析

水利部门通过采用单位线法和推理公式法计算结果表明，两种方法计算的相对误差低于10％，同时设计洪水流量的误差值也相对较小。城建部门采用方法在洪水频率P=1％和洪水频率P=2％时，计算的相对误差较小，分别为5．2％和2．9％，都低于10％。但在洪水频率P=5％和洪水频率P=10％时，计算成果的相对误差较大，分别为19．3％和36．7％，都大于10％。因此，利用不同的计算方法其计算结果也不一致。虽然两种方法之间存在同一性，但是也存在差异性。正是由于两部门所考虑的因素和内容的不同，导致所采用的方法不同，计算结果存在差异性。

结束语

一般城市防洪排涝工程布置，基本上是结合城市周边地段修建防洪堤挡外江洪水，城区内涝水通过闸、泵排入外江，使城区排涝标准以内的最高内河水位低于城市地面高程。但城市内的地面高程往往有高有低，若内河最高水位按最低地面高程控制，则城区内河网调蓄能力大大减弱，排涝泵站工程规模和工程投资将增大。为了避免发生上述情况，城市内最高涝水位可分级控制。内河最高水位宜控制在大部分城市地面高程以下，但高于最低地面高程。局部低洼地区建小圩区，小圩区内仍设排涝泵站，小圩区内最高水位控制在最低地面高程以下。涝水先排人小圩区以外的城市内河，再排人外江，达到既解决城市排涝问题，又可适当减小排涝工程规模的目的。

参考文献：

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