城市暴雨天氣內澇區域風險研究

[摘 要]本文利用建模軟件以太原市某區域為例對城市暴雨天氣內澇區域進行風險研究，并對風險評價結果進行了進一步的討論。

[關鍵詞]城市；內澇；暴雨天氣；風險；徑流系數；太原

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.22.124

[中圖分類號]P426.616；TU998.4 [文獻標識碼]A [文章編號]1673-0194（2016）22-0-01

0 引 言

近年來，由于我國夏季7-8月強降雨天氣的增多，不僅很多南方城市面臨著內澇的風險考驗，很多北方城市也由于強降雨和大雨暴雨天氣帶來了很多區域積水短時間難以排去的洪澇災害。比如：2015年7月18日到7月22日，不僅武漢、南京、合肥等南方城市承受了暴雨大雨的襲擊，造成了人員傷亡和財產損失。河北更是損失嚴重，山西、河南等省份也有人員傷亡發生。因此，能對大雨暴雨帶來的城市內澇風險進行客觀真實的預估和評價，能夠為城市的排水能力進行客觀的評價，為排水管網的設計提供真實客觀的理論依據對于洪澇災害的預防具有十分重要的意義。

1 對于城市內澇的認識

由于連續大強降雨天氣，大雨暴雨的降雨量產生的雨水積水短時間內無法從城市的各個街道排出，導致城市城區內積水嚴重，造成車輛和人員的無法正常通行或者更為嚴重的后果，就可以認為是城市內澇發生了。例如：太原市2016年7月18日傍晚到19日發生了強降雨，使很多地方積水嚴重，市區內多處地段積水超過了30 cm，白龍廟區域的鐵路橋下積水深度超過了100 cm，恒山路盡管地處地形相對較高，但部分地段積水深達60 cm，不僅給出行帶來了極大的不便，并且存在很多的安全隱患。這種情況就屬于城市內澇，并且較為嚴重。

2 內澇風險的評價

2.1 區域概況及風險模型構建

某區域位于太原市迎澤區，現有管網總的服務面積519 hm2，在風險評價中，按照建模軟件模型模擬的方法思路，構建虛擬模型，將此區域進行等級劃分，共劃分出了11個三個等級區域，最大的三級區域面積總共92 hm2，綠地的徑流系數設定為0.3，水域的徑流系數設定為0，建筑區域設定為0.95，道路設定為0.85。出水口均為自由流，分別按照1年、2年，3年、5年的雨水重現期進行數據的設定，假定大雨持續時間為2小時，對徑流系數以及現有管網進行評估。評估的公式如下所示。

上述3個公式中，公式（1）中，四個符號：ai、Ci、Ai、B分別表示：i集水區的徑流系數、集水區上的總降雨量（m2）集水區的面積（hm2）和相應的雨水重現期下兩小時累計的降雨量（mm）。公式（2）中，4個符號：PF、W、P1、P2分別表示：管道充滿度（大于1表示管網標準低于雨水重現期）、節點水頭（m）、管渠底標高（m）和管渠的高度（m）。公式（3）中，三個符號：NF、W、G分別表示：節點溢流度（大于0表示該節點冒水）、節點水頭（m）和節點標高（m）。利用公式進行計算，結果見表1和表2。

3 內澇風險評價結果的討論

從表1可以看出，模型模擬得到的綜合徑流系數不到0.61，并且，隨著降雨量的增加，徑流系數有所增大，但是增加的幅度不大，可以忽略不計。因此，可以通過低影響模式的技術措施，通過綠地增加、過濾以及雨水花園等設施的增加來改變徑流系數，提升城市排水能力。另外，從表2中看到，隨著降雨量的增加，綜合徑流系數的變化不大，趨于穩定，因此，改變排水管網能力最有效的措施就是提高整體管網的設計標準。

從表2可以看出，該片區內的管網幾乎全部不能滿足一年一遇大雨暴雨的情況發生，如果發生5年一遇以上的暴雨大雨，那么該區域內陷入內澇的風險是很大，甚至可以說是會發生的。但是，該區域在較短時間內進行大規模排水管網的改造是不太現實的，因此，可以通過增設蓄水池、增加排水泵，增建排水泵站等措施提升排水管網的能力。并且，可以根據地形地貌的特點，進行管網結構的優化也是一種不錯的選擇。

4 結 語

城市排水防澇方案的制訂和實施，首先應當進行實地的數據采集，保證數據的真實性和客觀性，然后嚴格按照公式進行模擬計算，得到排水管網風險評價結果，對結果進行科學論證分析的基礎上進行整體的規劃設計。本文以太原市某區域為例進行實證研究，依據此區域的排水管網實際情況進行模擬，通過對其內澇風險進行客觀的評價，為后續的區域排水方案設計提供一定的思路和方法。