城市排水防澇工程水文問題探討

易正訪 楊安琦

摘要：城市雨洪是引發(fā)城市洪水災(zāi)害的主要元兇，而高質(zhì)量的排水防澇工程能夠有效防治雨洪災(zāi)害。為切實發(fā)揮城市排水防澇工程的防災(zāi)、減災(zāi)作用，在興建時其建設(shè)規(guī)模應(yīng)根據(jù)工程自身壽命周期內(nèi)的雨洪變化規(guī)律、社會經(jīng)濟發(fā)展水平合理界定，并綜合考慮城市所處區(qū)域自然條件和現(xiàn)有工程設(shè)施等因素，準確界定防水排澇工程的設(shè)計標準，從而最大限度的發(fā)揮防水排澇工程的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：城市排水防澇工程;水文問題

引言

為了消除城市洪水災(zāi)害帶給城市居民生命財產(chǎn)的威脅，興建高質(zhì)有效的城市防洪排澇工程是重要舉措。近年來由于城市雨洪帶來的洪水災(zāi)害愈發(fā)引起了人們的廣泛關(guān)注，應(yīng)積極建設(shè)排水防澇工程來實現(xiàn)對城市洪水災(zāi)害的有效防治，從而降低因城市雨洪帶來的經(jīng)濟損失和負面影響。排水防澇工程建設(shè)容易受多方面因素的影響，所以在建設(shè)過程中應(yīng)加強對工程及周邊環(huán)境的綜合性分析，以期為城市創(chuàng)建更加安全高效的高性能排水防澇工程。

1雨洪所造成的災(zāi)害

1.1排水不夠及時造成災(zāi)害

當(dāng)城市發(fā)生較大的降雨量時，城市排水設(shè)施能夠在規(guī)定的時間內(nèi)將雨水迅速排出，保障城市地面無積水。也就是地面積水深度、積水歷都應(yīng)保持在合理范圍內(nèi)，上述兩個因素一旦超出最大允許值，城市地面就會留存積水，當(dāng)積水逐步增多，排出困難時，城市內(nèi)部就容易出現(xiàn)洪水災(zāi)害。所以在進行城市排水防澇工程設(shè)計時，對工程最基本的建設(shè)要求就是在城市遭遇暴雨侵襲時，降落在城市地面的雨水能夠迅速排除干凈，這樣才能達到防治、減小城市洪水災(zāi)害的目的。

1.2內(nèi)澇造成災(zāi)害

城市建設(shè)過程中對防澇設(shè)計方面的要求是，當(dāng)城市出現(xiàn)大范圍、大規(guī)模降雨時，排水不夠順暢的低洼地區(qū)不能出現(xiàn)淹水現(xiàn)象，即使因雨水排除困難出現(xiàn)了淹水現(xiàn)象，但淹水深、淹水歷不能超過允許值，否則這種現(xiàn)象也會引發(fā)城市內(nèi)澇。

1.3工程失事率

如果城市出現(xiàn)了因排水不及時或內(nèi)澇引發(fā)的洪水災(zāi)害，那就說明城市排水防澇工程未能真正發(fā)揮作用，因排水防澇工程失事所導(dǎo)致的洪水災(zāi)害發(fā)生率，可通過增加排水防澇工程的排水能力或改變墊面條件來有效避免。所以，在城市排水防澇工程建設(shè)時，通過合理增加排水防澇系統(tǒng)的排水能力，使其來進一步提升工程的排水效率;而優(yōu)化墊面條件來降低雨洪量具有相關(guān)的理論基礎(chǔ)，但在實際應(yīng)用時容易受到蓄洪量作用的影響，一般不采用此法。

2城市排水防澇工程水文問題

2.1排水防澇工程設(shè)計標準

一般我們認為規(guī)模越大的排水防澇工程，其排水效果越好，抵御洪水災(zāi)害的能力越強，但工程造價也會相應(yīng)的增加，由于工程失事造成的損失也會越大。因此在建設(shè)城市排水防澇工程時，應(yīng)以經(jīng)濟性為前提并充分考慮工程的實用性能，在工程投資、工程效益和失事?lián)p失之間找到一個有效平衡點，以此作為排水防澇工程的設(shè)計標準。所確定的城市排水防澇工程設(shè)計標準，必須保障所建設(shè)的工程規(guī)模能夠有效防治因排水不及時、內(nèi)澇或工程失事造成的洪水災(zāi)害，并將洪水災(zāi)害控制在城市區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展能力可承受的數(shù)值。所以城市排水防澇工程設(shè)計標準應(yīng)此為依據(jù)確定工程的建設(shè)規(guī)模、排水能力、防澇能力等，在具體實施過程中，排水防澇工程的排水標準、防澇標準、安全標準等必須嚴格遵循國家制定的具體行業(yè)規(guī)范。

2.2水文計算任務(wù)

為了確保城市排水防澇工程的設(shè)計標準滿足城市排水流量的應(yīng)用要求，應(yīng)準確計算城市排水流量，根據(jù)相關(guān)資料和以往排水防澇工程建設(shè)經(jīng)驗，對排水防澇工程進行設(shè)計時，我們首先應(yīng)明確集水區(qū)的設(shè)計洪水，一般通過以下兩種方法進行測算，一是依據(jù)實測流量資料系列推算出設(shè)計洪水;二是根據(jù)實測暴雨資料，推算設(shè)計暴雨量。以設(shè)計暴雨為依據(jù)計算和分析暴雨匯流量，進而推算出設(shè)計暴雨，將其看作是相同頻率的設(shè)計洪水。在計算這些要素之前，城市排水設(shè)計流量、防澇工程的規(guī)模及設(shè)計水位等指標應(yīng)首先明確出來，這是計算集水區(qū)設(shè)計洪水的重要依據(jù)。

2.3產(chǎn)匯流計算問題

城市排水防澇工程設(shè)計應(yīng)以設(shè)計洪水為依據(jù)展開對工程各項指標的設(shè)計，但由于大多數(shù)城市的集水區(qū)實測流量資料不太完善，因資料的匱乏無法為排水防澇工程設(shè)計提供有效的支撐，所以，在實際設(shè)計環(huán)節(jié)，經(jīng)常以對設(shè)計暴雨的產(chǎn)匯流分析計算作為計算洪水的主要方法。在進行產(chǎn)匯流計算分析時，我們首先要正確理解產(chǎn)流階段和回流階段的含義，降雨量轉(zhuǎn)換成凈雨量或產(chǎn)流量的物理階段稱為產(chǎn)流階段，比如雨量下滲、土壤水分變化、填洼、蒸散發(fā)等，凈雨量和產(chǎn)流量的形成是產(chǎn)流階段重點關(guān)注的要素。而匯流階段則是指由凈雨過程或產(chǎn)流量過程轉(zhuǎn)換成集水區(qū)洪水過程的物理階段，不同徑流成分的匯集過程是回流階段應(yīng)關(guān)心的問題，比如河網(wǎng)匯流、坡地匯流等。城市中的匯流過程與天然流域的匯流過程具有顯著不同，表現(xiàn)在以下特點：①城市分水線因地下管線分布及走向的不同呈現(xiàn)出復(fù)雜、無規(guī)律的狀態(tài)，容易受到人為干預(yù)而發(fā)生變化。這樣的水線使得地面分流與地下分流關(guān)系發(fā)生改變，由雨水的自然下滲變成如今的水流直接相通。②城市地面徑流問題是造成城市洪澇災(zāi)害的主要原因，所以，為實現(xiàn)對地面徑流的防范控制，城市排水防澇工程設(shè)計需注重對地面凈雨的計算分析，其分析方法多采用下滲曲線法。③一般來說城市集水區(qū)面積都不大，由此說明集水區(qū)范圍內(nèi)的降雨空間分布較為均勻，點雨量等同于面雨量，所以排水排澇工程設(shè)計無需分析點面關(guān)系。

結(jié)語

綜上所述，提升城市排水防澇工程建設(shè)水平對推動城市健康發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義，可以有效避免因城市排水不及時、城市內(nèi)澇、工程失事導(dǎo)致的水患災(zāi)害。為實現(xiàn)上述目標，必須做好對水文問題的處理，針對影響水文問題的各項因素確定排水排澇工程設(shè)計標準，按照國家制定的各項標準及規(guī)范做好城市排水防澇工程建設(shè)，使其能夠更好的為城市服務(wù)。

參考文獻

[1]劉子龍.基于模型的城市排水防澇工程計算理論與技術(shù)研究[D].北京工業(yè)大學(xué)，2015.

[2]芮孝芳，蔣成煜，陳清錦，等.論城市排水防澇工程水文問題[J].水利水電科技進展，2015（1）：42-48.

[3]林勤.城市排水防澇設(shè)施普查思路及方法分析[J].城市勘，2015（1）：123-125.

作者簡介：易正訪（1998.7—），男，云南省宣威市人，河南省鄭州市中原區(qū)鄭州大學(xué) 水文與水資源工程專業(yè) 本科生

楊安琦（1999.12—），男，貴州省天柱縣人，河南省鄭州市中原區(qū)鄭州大學(xué) 水文與水資源工程專業(yè) 本科生