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)城市洪水災害的主要元兇，而高質量的排水防澇工程能夠有效防治雨洪災害。為切實發(fā)揮城市排水防澇工程的防災、減災作用，在興建時其建設規(guī)模應根據(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)有工程設施等因素，準確界定防水排澇工程的設計標準，從而最大限度的發(fā)揮防水排澇工程的應用價值。

關鍵詞：城市排水防澇工程;水文問題

引言

為了消除城市洪水災害帶給城市居民生命財產(chǎn)的威脅，興建高質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害愈發(fā)引起了人們的廣泛關注，應積極建設排水防澇工程來實現(xiàn)對城市洪水災害的有效防治，從而降低因城市雨洪帶來的經(jīng)濟損失和負面影響。排水防澇工程建設容易受多方面因素的影響，所以在建設過程中應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雨洪所造成的災害

1.1排水不夠及時造成災害

當城市發(fā)生較大的降雨量時，城市排水設施能夠在規(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)洪水災害。所以在進行城市排水防澇工程設計時，對工程最基本的建設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、減小城市洪水災害的目的。

1.2內(nèi)澇造成災害

城市建設過程中對防澇設計方面的要求是，當城市出現(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致的洪水災害發(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的理論基礎，但在實際應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，抵御洪水災害的能力越強，但工程造價也會相應的增加，由于工程失事造成的損失也會越大。因此在建設城市排水防澇工程時，應以經(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計標準。所確定的城市排水防澇工程設計標準，必須保障所建設的工程規(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害，并將洪水災害控制在城市區(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計標準應此為依據(jù)確定工程的建設規(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

為了確保城市排水防澇工程的設計標準滿足城市排水流量的應用要求，應準確計算城市排水流量，根據(jù)相關資料和以往排水防澇工程建設經(jīng)驗，對排水防澇工程進行設計時，我們首先應明確集水區(qū)的設計洪水，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計洪水;二是根據(jù)實測暴雨資料，推算設計暴雨量。以設計暴雨為依據(jù)計算和分析暴雨匯流量，進而推算出設計暴雨，將其看作是相同頻率的設計洪水。在計算這些要素之前，城市排水設計流量、防澇工程的規(guī)模及設計水位等指標應首先明確出來，這是計算集水區(qū)設計洪水的重要依據(jù)。

2.3產(chǎn)匯流計算問題

城市排水防澇工程設計應以設計洪水為依據(jù)展開對工程各項指標的設計，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計提供有效的支撐，所以，在實際設計環(huán)節(jié)，經(jīng)常以對設計暴雨的產(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關心的問題，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)出復雜、無規(guī)律的狀態(tài)，容易受到人為干預而發(fā)生變化。這樣的水線使得地面分流與地下分流關系發(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計無需分析點面關系。

結語

綜上所述，提升城市排水防澇工程建設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、工程失事導致的水患災害。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，使其能夠更好的為城市服務。

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研究[D].北京工業(yè)大學，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 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 水文與水資源工程專業(yè) 本科生