城市防洪能力分析研究

摘要

在我国，随着城市化速度的加快，地面不透水区域也在逐渐增加，大面积的森林及耕地被不透水的高楼大厦所替代，使得城市对暴雨的抵御能力也来越低，暴雨带来的洪涝灾害成为制约我国城市发展的主要因素之一。目前，虽然我国一直在加强城市防洪排涝设施的建设，并不断的完善《防洪标准》以及《室外排水规范》等规范性文献，但近年来在我国城市频发的洪涝灾害表明，这些措施依然不够完善。增强城市抵御洪、涝灾害的能力，需要更加科学的理论做指导。
　　针对以上这些问题，本文从下面这几个角度出发，进行了相关的分析研究:
　　(1)通过分析我国城市洪涝灾害成灾的特点、研究我国最新制定的用来规范城市防洪设施建设的《防洪标准》(GB50201-94)和《室外排水标准》(GB50014-2006)等规范性文件，发现一些可操作性的缺陷:由近几年暴雨造成的洪、涝灾在城市中成灾的特点来看，涝灾造成的淹没损失并不会波及到整个城市，而只会在对城市中的低洼区域（即内涝点）造成较为严重的影响。因此，为达到排涝目的，必须提高内涝点处的排涝能力。而上述两规范中所制定的城市防洪、排涝标准，均是以城市为单位制定的，将城市按等级或城镇类型来统一设定防洪、排涝设施的建设标准，这种做法显然是不够全面的，对城市内涝的防治具体操作指导性不足。
　　(2)针对上述缺陷，本文提出了对“内涝点”重点防洪的理念，指出要降低洪、涝灾给城市带来的损失，并不需要将整个城市范围内排水设施都做改进，而只需采取措施将“内涝点”处的积水及时排走即可。以此理念为指导，可大大降低城市防洪、排涝设施的投资，对节约资金及资源有一定的实用价值。
　　(3)以太原理工大学迎西校区为验证区域，建立了暴雨量与内涝点的产流、汇流、积水深度关系模型:
　　①分析比较了当前应用比较广泛的几种产流模型及方法，结合它们的适用范围及验证区域所在地的气候特点，最终选择使用初损后损法来计算验证区域的产流量;
　　②通过比较常用的几种汇流计算方法的使用条件，结合当前所收集到的径流资料以及验证区域的地形特点，最终选择等流时线原理来计算验证区域的汇流量;
　　③以太原市两次降雨过程为例，计算验证区域的产、汇流量，并根据验证区域“内涝点”处的容积特性曲线，分别得出了两次降雨在验证区域“内涝点”处的积水深度。经验证，计算得出的两次降雨在“内涝点”处形成的积水深度均与当日实测的积水深度相符。
　　本论文的研究成果，既可为城市防洪、排涝的工程设施建设提供指导，为节约经济和社会资源做出贡献，又可为非工程措施的制定提供方案，如可为内涝灾害的保险保障工作提供决策支持。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 问题的提出及研究的意义

1．1．1 问题的提出

1．1．2 研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国内、外暴雨产、汇流研究现状

1．2．2 城市防洪、排涝的概念

1．2．3 城市防洪的新技术与设备应用

1．3 主要研究内容和技术路线

1．4 本文的创新点

第二章 城市暴雨产流计算

2．1 产流模式

2．1．1 蓄满产流模式

2．1．2 超渗产流模式

2．1．3 产流模式的判别

2．2 流域产流模型

2．2．1 SCS模型

2．2．2 SWMM模型

2．2．3 双超产流模型

2．3 城市产流模型

2．3．1 城市地表产流模型

2．3．2 常用产流计算方法

2．4 城市地表产流计算方法分析

第三章 城市洪水汇流计算

3．1 流域汇流模型

3．1．1 流域汇流计算的原理

3．1．2 常用的流域汇流方法

3．2 城市汇流特点

3．3 城市汇流模型分析

第四章 城市防洪模式研究

4．1 城市防洪的依据及特点

4．1．1 城市防洪依据

4．1．2 城市防洪的特点

4．2 积水模型的建立

4．2．1 产流计算

4．2．2 汇流计算

4．2．3 “内涝点”积水深度计算

4．3 算例

4．3．1 验证区域自然条件简介

4．3．2 验证区域“内涝点”的积水量、积水深度计算

4．4 模型验证

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

附录

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文目录及参加的主要科研项目