《城市防洪防澇規(guī)劃與設計》課件 第2章 城市防洪防澇總體規(guī)劃

城市防洪防澇規(guī)劃與設計第2

章城市防洪防澇總體規(guī)劃2.1城市防洪防澇規(guī)劃的基礎資料CONTENS目

錄城市防洪設計標準總體規(guī)劃基本原則規(guī)劃內(nèi)容城市防洪與總體規(guī)劃2.1城市防洪防澇規(guī)劃的基礎資料2.1.1 城市概況分析城市概況分析主要是對城市位置與區(qū)位情況，城市地形地貌概況，城市地質(zhì)、水文、氣候條件，城市社會、經(jīng)濟情況等基本情況進行整理分析。同時，對總體規(guī)劃中關于城市性質(zhì)、職能、規(guī)模、布局等內(nèi)容進行解讀，分析其中與城市排水相關的綠地系統(tǒng)規(guī)劃、城市排水工程規(guī)劃、城市防洪規(guī)劃、道路交通設施規(guī)劃、城市豎向規(guī)劃等內(nèi)容。2.1.2 城市排水設施現(xiàn)狀及防澇能力評估1）城市排水設施現(xiàn)狀調(diào)查主要需要調(diào)查的數(shù)據(jù)包括：城市排水分區(qū)及每個排水分區(qū)的面積和最終排水出路，城市內(nèi)部水系基本情況（如長度、流量、流域面積等以及城市雨水排放口信息現(xiàn)狀），城市內(nèi)部水體水文情況（如河流的平常水位、不同重現(xiàn)期洪水的流量與水位、不同重現(xiàn)期下的潮位等），城市排水管網(wǎng)現(xiàn)狀（如長度、建設年限、建設標準、雨水管道和合流制管網(wǎng)情況），城市排水泵站情況（如位置、設計流量、設計標準、建設時間、運行情況）。同時對可能影響到城市排澇防治的水利水工設施，比如梯級橡膠壩、各類閘門、城市調(diào)蓄設施和蓄滯空間分布等也需要進行調(diào)研。2）城市排水設施及其防澇能力現(xiàn)狀評估對于城市排水設施及其排澇能力，筆者認為在現(xiàn)狀調(diào)查與資料搜集的基礎上，宜采用水文學或水力學模型進行評估。對于模型的應用，在此階段應建立城市排水設施現(xiàn)狀模型，包括排水管道及泵站模型（包含現(xiàn)狀下墊面信息）、河道模型（包括蓄滯洪區(qū)）、現(xiàn)狀二維積水漫流模型等，才能滿足現(xiàn)狀評估的需求。城市防洪工程規(guī)劃具有綜合性特點，專業(yè)范圍廣，市政設施涉及面多。2.1.3 地形和河道基礎資料設計階段項 目比例尺初步設計匯水面積≥200

km2（1∶25000）～（1∶50

000）＜200

km2（1∶5000）～（1∶25

000）工程總平面圖、滯洪區(qū)平面圖（1∶1000）～（1∶5

000）堤防、護岸、山洪溝、排洪渠道、截洪溝平面及走向布置圖（1∶1000）～（1∶5

000）工程總平面布置圖、滯洪區(qū)平面圖（1∶1000）～（1∶5

000）施工圖設計構筑物平面布置圖堤防、山洪溝、排洪渠道、截洪溝（1∶1000）～（1∶5

000）谷坊、護岸、丁壩群（1∶500）～（1∶1

000）順壩、防洪閘、涵閘、小橋、排洪泵站（1∶200）～（1∶500）1）地形圖地形圖是防洪規(guī)劃設計的基礎資料，搜集齊全后，還要到現(xiàn)場實地踏勘、核對。各種平面布置圖對地形圖比例要求2.1.3 地形和河道基礎資料2）河道（山洪溝）縱橫斷面圖對擬設防和整治的河道和山洪溝，必須進行縱橫斷面的測量，并繪制縱橫斷面圖。橫斷面施測間距根據(jù)地形變化情況和施測工作量綜合確定，一般為100～200

m。在地形變化較大地段，應適當增加監(jiān)測斷面，縱、橫斷面監(jiān)測點應相對應?？v橫斷面圖的比例縱斷面圖水 平（1∶1000）～（1∶5

000）垂 直（1∶100）～（1∶500）橫斷面圖水 平（1∶1

000）～（1∶500）垂 直（1∶100）～（1∶500）2.1.4

地質(zhì)資料1）水文地質(zhì)資料水文地質(zhì)資料對于堤防、排洪溝渠定線，以及防洪建筑物位置選擇等具有重要作用，主要包括：設防地段的覆蓋層、透水層厚度以及透水系數(shù)；地下水埋藏深度、坡降、流速及流向；地下水的物理化學性質(zhì)。水文地質(zhì)資料主要用于防洪建筑物的防滲措施選擇、抗?jié)B穩(wěn)定計算等。2）工程地質(zhì)資料工程地質(zhì)資料主要包括設防地段的地質(zhì)構造、地貌條件；滑坡及陷落情況；基巖和土壤的物理力學性質(zhì)；天然建筑材料（土料和石料）場地、分布、質(zhì)量、力學性質(zhì)、儲量以及開采和運輸條件等。工程地質(zhì)資料不僅對于保證防洪建筑物安全具有重要意義，而且對于合理選擇防洪建筑物類型、就地選擇建筑材料種類和料場、節(jié)約工程投資具有重要作用。2.1.5 水文氣象資料水文氣象資料主要包括：水系圖、水文圖集和水文計算手冊；實測洪水資料和潮水位資料；歷史洪水和潮水位調(diào)查資料；所在城市歷年洪水災害調(diào)查資料；暴雨實測和調(diào)查資料；設防河段的水位-流量關系；風速、風向、氣溫、氣壓、濕度、蒸發(fā)資料；河流泥沙資料；土壤凍結深度、河道變遷和河流凌汛資料；等等。水文氣象資料對于推求設計洪水和潮水位，確定防洪方案、防洪工程規(guī)模和防洪建筑物結構尺寸具有重要作用。搜集歷史洪水災害調(diào)查資料（包括歷史洪水淹沒范圍、面積、水深、持續(xù)時間、損失等），研究城市洪水災害特點和成災機理，對于合理確定保護區(qū)和防護對策，擬定和選擇防洪方案，具有重要作用。對于較大洪水，還要繪制洪水淹沒范圍圖。2.1.6

歷史洪水災害調(diào)查資料2.1.7 社會經(jīng)濟資料城市總體規(guī)劃和現(xiàn)狀資料圖集；城市給水、排水、交通等市政工程規(guī)劃圖集；城市土地利用規(guī)劃；城市工業(yè)規(guī)劃布局資料；歷年工農(nóng)業(yè)發(fā)展統(tǒng)計資料；城市居住區(qū)人口分布狀況；城市國家、集體和家庭財產(chǎn)狀況等。社會經(jīng)濟資料對于確定防洪保護范圍、防洪標準，對防洪規(guī)劃進行經(jīng)濟評價，選定規(guī)劃方案具有重要作用。根據(jù)城市具體情況，還要搜集其他資料。如城市防洪工程現(xiàn)狀，城市所在流域的防洪規(guī)劃和環(huán)境保護規(guī)劃，建筑材料價格、運輸條件；施工技術水平和施工條件；河道管理的有關法律、法令；城市地面沉降資料、城市防洪工程規(guī)劃資料、城市植被資料等。這些資料對于搞好城市防洪建設同樣具有重要作用。2.1.8

其他資料2.2城市防洪設計標準2.2.1

城市等別城市防洪標準：指城市應具有的防洪能力，也就是城市整個防洪體系的綜合抗洪能力。在一般情況下，當發(fā)生不大于防洪標準的洪水時，通過防洪體系的正確應用，能夠保證城市的防洪安全。具體表現(xiàn)為防洪控制點的最高水位不高于設計洪水位，或者河道流量不大于該河道的安全泄量。城市防洪標準的確定是一個非常復雜的綜合問題，要綜合考慮保護區(qū)的安全效益和工程投資，并通過技術經(jīng)濟分析和影響評價確定。城市等別是城市防洪標準確定的一項重要指標。城市重要程度：指該城市在國家政治、經(jīng)濟中的地位，是否是首都、省會城市等，是否是經(jīng)濟中心，是否是交通樞紐、商業(yè)中心等。城市等別城市等別分等指標城市等別分等指標重要程度城市人口數(shù)量/萬人重要程度城市人口數(shù)量/萬人一特別重要城市≥150三中等城市20～50二重要城市50～150四小城鎮(zhèn)≤202.2.2 城市防洪標準城市防洪標準：指采取防洪工程和非工程措施后所具有防御洪（潮）水的能力。一個國家的防洪標準要與其國民經(jīng)濟發(fā)展水平相適應。防洪工程設計是以洪峰流量和水位為依據(jù)的，而洪水的大小通常以某一頻率的洪水量來表示。目前國內(nèi)防洪標準有一級和二級兩個標準分級，即一級標準為設計標準、二級標準作為校核標準。在確定防洪標準時，防洪標準上下限的選用應考慮受災后造成的影響、經(jīng)濟損失、搶險難易以及投資的可行性等因素，當城市地勢平坦排泄洪水有困難時，山洪和泥石流防洪標準可適當降低。城市防洪標準確定還要結合城市特點，可以對城市進行分區(qū)，按不同分區(qū)采取不同的防洪標準。城市防洪標準城市等別防洪標準（重現(xiàn)期/年）城市等別防洪標準（重現(xiàn)期/年）河（江）洪、海潮山洪泥石流河（江）洪、海潮山洪泥石流一≥20050～100>100三50～10010～2020～50二100～20050～2050～100四20～505～10202.2.3 其他防護對象的防洪標準1）工礦企業(yè)的防洪標準受洪水威脅的冶金、石油、化工、林業(yè)、建材、機械、輕工、紡織、商業(yè)等工礦企業(yè)要有相應的防洪能力，其防洪標準根據(jù)其規(guī)模等級確定。工礦企業(yè)的規(guī)模按貨幣指標劃分為特大型、大型、中型和小型，貨幣指標一般為年銷售收入和資產(chǎn)總額。工礦企業(yè)的防洪標準，還應根據(jù)受洪水淹沒損失大小、恢復生產(chǎn)所需時間長短等適當調(diào)整。根據(jù)防洪經(jīng)驗，稀遇高潮位通常伴有風暴，且海水淹沒大，因此濱海中型及以上工礦企業(yè)按以上標準計算的設計高潮位低于當?shù)貧v史最高潮位時，應采用當?shù)貧v史最高潮位校核。工礦企業(yè)的等級和防洪標準等

級工礦企業(yè)規(guī)模貨幣指標/億元防洪標準（重現(xiàn)期）/年Ⅰ特大型≥50100～200Ⅱ大

型5～5050～100Ⅲ中

型0.5～520～50Ⅳ小

型＜0.510～202.2.3 其他防護對象的防洪標準2）尾礦壩或庫等級和防洪標準堆放或存儲冶金、化工等工礦企業(yè)選礦渣的尾礦壩或庫，根據(jù)其庫容或壩高確定其防洪標準。當其出現(xiàn)事故后對下游城鎮(zhèn)、工礦企業(yè)、交通運輸?shù)仍O施造成的影響較大時，防洪標準應提高Ⅰ～Ⅱ等，或采取專門防護措施。尾礦壩或庫等級和防洪標準等

級工程規(guī)模防洪標準（重現(xiàn)期/年）庫容/（×108m3）壩高/m設計校核Ⅰ具備提高等級條件的Ⅰ、Ⅱ等工程1000～2

000Ⅱ≥1≥100100～200500～1

000Ⅲ0.10～160～10050～100200～500Ⅳ0.01～0.1030～6030～50100～200Ⅴ≤0.01≤3020～3050～1002.2.3 其他防護對象的防洪標準3）鐵路防洪標準國家標準軌距鐵路的各類建筑物、構筑物。按其重要程度或運輸能力分為三個等級，根據(jù)它們的等級確定防洪標準，并結合所在河段、地區(qū)的行洪、蓄洪要求確定。經(jīng)過行洪、蓄洪區(qū)的鐵路，不得影響行洪、蓄洪區(qū)的正常運用，工礦企業(yè)專用標準軌距鐵路的防洪標準根據(jù)工礦企業(yè)的防洪標準確定。鐵路防洪標準等級重要程度運輸能力/(×104

t/年)防洪標準（重現(xiàn)期/年）設計校核路基涵洞橋梁技術復雜、修復困難或重要大橋或特大橋Ⅰ骨干鐵路和準高速鐵路≥1

50010050100300Ⅱ次要骨干鐵路和聯(lián)絡鐵路750～1

50010050100300Ⅲ地區(qū)（包括地方鐵路）≤7505050501002.2.3 其他防護對象的防洪標準4）公路防洪標準汽車專用公路的交通量、重要性不同，則因洪水中斷交通而帶來的交通運輸損失、影響等也不同。汽車專用公路的各類建筑物、構筑物劃分為高速、Ⅰ、Ⅱ三個等級；一般公路的各類建筑物、構筑物劃分為Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ三個等級，根據(jù)等級確定路基和各類建筑物、構筑物的防洪標準。公路各類建筑物、構筑物的等級和防洪標準類別等級重要性防洪標準（重現(xiàn)期）/年路基特大橋大中橋小橋涵洞及小型排水構筑物汽車專用高速政治、經(jīng)濟意義特別重要的，專供汽車分道高速行駛，并全部控制出入的公路100300100100100Ⅰ連接重要的政治、經(jīng)濟中心，通往重點工礦區(qū)、港口、機場等地，專供汽車分道行駛，并部分控制出入的公路100100100100100Ⅱ連接重要的政治、經(jīng)濟中心或大工礦區(qū)、港口、機場等地，專供汽車分道行駛的公路50100505050一般Ⅱ連接重要的政治、經(jīng)濟中心或大工礦區(qū)、港口、機場等地501001005050Ⅲ溝通縣城以上等地的公路25100502525Ⅳ溝通縣、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）村等地的公路10050252.2.3 其他防護對象的防洪標準類別等級重要性質(zhì)和受淹損失程度防洪標準（重現(xiàn)期/年）河網(wǎng)、半平原河流山區(qū)河流江河港口Ⅰ直轄市、省會、首府和重要的城市的主要港區(qū)陸域，受淹損失巨大50～10020～50Ⅱ中等城市的主要港區(qū)陸域，受淹損失較大20～5010～20Ⅲ一般城鎮(zhèn)的主要港區(qū)陸域，受淹損失較小10～205～10海港Ⅰ重要的港區(qū)陸域，受淹損失巨大100～200Ⅱ中等港區(qū)陸域，受淹損失較大50～100Ⅲ一般港區(qū)陸域，受淹損失較小20～505）航運防洪標準港口主要港區(qū)的陸域，根據(jù)所在城鎮(zhèn)的重要性和受淹損失程度分為三個等級。當港區(qū)陸域防洪工程是城市防洪工程的組成部分時，其防洪標準應與城市防洪標準相適應。天然、渠化河流和人工運河上的船閘的防洪標準，根據(jù)其等級和所在河流以及船閘樞紐建筑物中的地位確定。港口主要港區(qū)陸域的等級和防洪標準船閘的等級和防洪標準等級ⅠⅡⅢ、ⅣⅤ、Ⅵ、Ⅶ防洪標準（重現(xiàn)期/年）50～10020～5010～205～102.2.3 其他防護對象的防洪標準6）管道工程跨越水域（江河、湖泊）輸水、輸油、輸氣管道工程也要考慮防洪問題。對這些管道按工程規(guī)模劃分為大型、中型、小型三個等級、根據(jù)工程等級確定其防洪標準。管道工程防洪標準等級工程規(guī)模防洪標準（重現(xiàn)期/年）Ⅰ大

型100Ⅱ中

型50Ⅲ小

型202.3總體規(guī)劃基本原則2.3.1 以蓄為主的防洪措施（1）水土保持。修筑谷坊、塘、坡，植樹造林以及改造坡地為梯田，在流域面積內(nèi)控制徑流和泥沙，不使其流失，并防止其進入河槽。（2）水庫蓄洪和滯洪。在城市防范區(qū)上游河道適當位置處利用湖泊、洼地或修建水庫攔蓄或滯蓄洪水，削減下游的洪峰流量，以減輕或消除洪水對城市的危害。調(diào)節(jié)枯水期徑流，增加枯水期水流量，保證供水、航運及水產(chǎn)養(yǎng)殖等。（1）修筑堤防。筑堤可增加河道兩岸高程，提高河槽安全泄洪能力，有時也可起到束水固沙的作用，在平原地區(qū)的河流上多采用這種防洪措施。（2）整治河道。對河道截角取直及加深河床，加大河道的通水能力，使水流通暢，水位降低，從而減少洪水的威脅。2.3.2

以排為主的防洪措施2.3.3 防洪防澇對策選擇（1）在平原地區(qū)，當大、中河流貫穿城市，或從市區(qū)一側通過，市區(qū)地面高程低于河道洪水位時，一般采用修建防洪堤來防止洪水浸入城市。（2）在有河流貫穿的城市，當河床較深，洪水的沖刷易造成對河岸的侵蝕并引起塌方，或在沿岸需設置碼頭時，一般采用擋土墻護岸工程。這種護岸工程常與修建濱江道路結合。（3）城市位于山前區(qū)，地面坡度較大，山洪出山的溝口較多。對于這類城市一般采用排（截）洪溝。而當城市背靠山、面臨水時，則可采取防洪堤（或擋土墻護岸）和截洪溝的綜合防洪措施。（4）當城市上游近距離內(nèi)有大、中型水庫，面對水庫對城市形成的潛伏威脅、應根據(jù)城市范圍和重要性質(zhì)，提高水庫的設計標準，增大攔洪蓄洪的能力。對已建成的水庫，應加高加固大壩，有條件時可開辟滯洪區(qū)，而對市區(qū)河段則可同時修建防洪堤。（5）城市地處盆地，市區(qū)低洼、暴雨時，所處地域的降雨易匯流而造成市區(qū)被淹沒。一般可在市區(qū)外圍修建圍堰或抗洪堤，而在市內(nèi)則應采取排澇的措施（修建排水泵站），后者應與城市雨水排除統(tǒng)一考慮。（6）位于海邊的城市，當市區(qū)地勢較低，易受海潮或臺風襲擊威脅，除修建海岸堤外，還可修建防浪堤，對于停泊碼頭，則可采用直立式擋土墻。2.4規(guī)劃內(nèi)

容2.4.1 城市防洪規(guī)劃的內(nèi)容搜集城市地區(qū)的水文資料，如江、河、湖泊的年平均最高水位，年平均最低水位，歷史最高水位，年降水量（包括年最大、月最大、五日最大降雨量），地面徑流系數(shù)等。調(diào)查城市用地范圍內(nèi)，歷史上洪水災害的情況，繪制洪水淹沒地區(qū)圖和了解經(jīng)濟損失的數(shù)字?？拷皆貐^(qū)較大的江河的城市應擬訂防洪規(guī)劃，包括確定防洪的標高、警戒水位，修建防洪堤、排洪閥門、排內(nèi)澇工程的規(guī)劃。在山區(qū)城市，應結合所在地區(qū)河流的流域規(guī)劃全面考慮，在上游修筑蓄洪水庫、水土保持工程，城區(qū)附近的疏導河道、修筑防洪堤岸，在城市外圍修建排洪溝等。有的城市位于較大水庫的下方，應考慮泄洪溝渠，考慮萬一潰壩時，洪水淹沒的范圍及應采取的工程措施。2.4.2 城市排澇規(guī)劃的內(nèi)容城市排澇規(guī)劃編制主要應包括以下幾個主要方面：城市概況分析、城市排水設施現(xiàn)狀及防澇能力評估、規(guī)劃目標、城市防澇設施工程規(guī)劃、超標降雨風險分析、非工程措施規(guī)劃。城市排澇工程規(guī)劃主要包括

3方面內(nèi)容：（1）雨水管道及泵站系統(tǒng)規(guī)劃。此部分規(guī)劃內(nèi)容與傳統(tǒng)的城市雨水排除規(guī)劃內(nèi)容基本一致，在確定排水體制、排水分區(qū)的基礎上，進行管道水力計算，并布置排水管道及明渠。（2）城市排水河道規(guī)劃。此部分規(guī)劃內(nèi)容與傳統(tǒng)的城市河道治理規(guī)劃內(nèi)容基本一致，在確定河道規(guī)劃設計標準及流域范圍的基礎上，進行水文分析，并安排河道位置及確定河道縱橫斷面。（3）城市雨水控制與調(diào)蓄設施規(guī)劃。在明確不同標準下城市居住小區(qū)和其他建設項目降雨徑流量要求的基礎上，應首先確定建設小區(qū)時雨水徑流量源頭削減與控制措施，并核算其徑流削減量。2.4.2 城市排澇規(guī)劃的內(nèi)容由于城市排澇系統(tǒng)是一個整體，以上三個方面也彼此發(fā)生影響，因此有必要構建統(tǒng)一的模型對上述三方面進行統(tǒng)一評價調(diào)整。具體過程為：①

首先，根據(jù)初步編制好的雨水管道及泵站系統(tǒng)規(guī)劃、城市內(nèi)部排水河道規(guī)劃以及城市雨水控制與調(diào)蓄設施規(guī)劃，分別構建雨水管道及泵站模型（含下墊面信息）、河道系統(tǒng)模型、調(diào)蓄設施系統(tǒng)模型，并將上述三個模型進行耦合。②

其次，根據(jù)城市地形情況構建城市二維積水漫流模型，并與一維的城市管道、河道模型進行耦合。③

再次，通過模型模擬的方式模擬排澇標準內(nèi)的積水情況。④

最后，針對積水情況擬訂改造規(guī)劃方案并帶入模型進行模擬，得到最終規(guī)劃方案。2.5城市防洪與總體規(guī)劃2.5.1 與流域防洪規(guī)劃的關系1．對流域防洪規(guī)劃的依賴性城市防洪規(guī)劃服從于流域防洪規(guī)劃，指的是城市防洪規(guī)劃應在流域防洪規(guī)劃指導下進行，與流域防洪有關的城市上下游治理方案應與流域或區(qū)域防洪規(guī)劃一致，城市范圍內(nèi)的防洪工程應與流域防洪規(guī)劃相統(tǒng)一。城市防洪總體設計，應考慮充分發(fā)揮流域防洪設施的抗洪能力，并在此基礎上，進一步考慮完善城市防洪措施，以提高城市防洪標準。2.5.1 與流域防洪規(guī)劃的關系2．城市防洪規(guī)劃獨立性相對于流域防洪規(guī)劃，城市防洪規(guī)劃有一定獨立性。流域防洪規(guī)劃中一般都已經(jīng)將流域內(nèi)城市作為防洪重點予以考慮，但城市防洪規(guī)劃不是流域防洪規(guī)劃中涉及城市防洪內(nèi)容的重復，兩者研究的范圍和深度不同。流域或區(qū)域防洪規(guī)劃注重于研究整個流域防洪的總體布局，側重于整個流域上防洪工程及運行方案的研究；城市防洪是流域中的一個點的防洪。流域防洪規(guī)劃由于涉及面寬，不可能對流域內(nèi)每個具體城市的防洪問題做深入研究。城市防洪不能照搬流域防洪規(guī)劃的成果。對城市范圍內(nèi)行洪河道的寬度等具體參數(shù)，應根據(jù)流域防洪的要求作進一步的必選優(yōu)化。2.5.2 與城市總體規(guī)劃的關系1．以城市整體規(guī)劃為依據(jù)城市防洪規(guī)劃設計必須以城市總體規(guī)劃為依據(jù)，根據(jù)洪水特性及其影響，結合城市自然地理條件、社會經(jīng)濟狀況和城市發(fā)展的需要進行。與城市總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)的另一重要內(nèi)容是如何根據(jù)城市總體規(guī)劃的要求，使防洪工程的布局