4.1城市防洪排涝概论及总体规划

2020/3/31第四章城市防洪排涝工程与管理8学时2020/3/32第四章城市防洪排涝工程与管理第一节城市防洪排涝概论及总体规划第二节防洪排涝的工程措施与技术第三节城市防洪排涝的非工程措施第四节城市防洪排涝工程评价2020/3/33第一节城市防洪排涝概论及总体规划概述一、城市防洪排涝概论二、城市防洪排涝总体规划2020/3/34概述城市防洪排涝工程研究的洪水一般包括河洪、山洪、泥石流和海潮，其一般来源于保护区之外。洪水泛滥会带来淹没城市、村庄和大片良田，中断交通，破坏生产、生活和各种工程设施，引发疾病和瘟疫等一系列危害，同时给人民生命财产造成巨大损失。洪水灾害作为威胁人类生命财产的主要自然灾害之一，其具有发生频率高、灾害范围广及其对社会影响大等特点，在人类遭受的十五种自然灾害中均居首位。2020/3/35城市的特点决定了，一旦发生洪灾，可能造成的经济财产等损失远远超过非城市地区。城市洪水损失逐年增加，城市洪涝灾害是与城市化进程一致的，并且与人类活动和洪水特性有关。甚至洪水灾害会影响城市发展的进程，严重会影响社会的稳定。所以城市的防洪历来是防洪的重点。搞好城市防洪，不仅对于城市具有重要意义，而且对于地区和国家经济发展具有重要作用。2020/3/362020/3/372020/3/382020/3/392020/3/3102020/3/3112020/3/3122020/3/313一、城市防洪排涝概论（一）城市洪灾的成因（二）城市洪灾防治措施（三）城市防洪规划（四）我国城市防洪现状（五）我国城市防洪建设2020/3/314（一）城市洪灾的成因1.城市地理位置因素：我国有100多座大中城市地面高程在江河水位或潮水以下，易于遭受洪水危害，还有许多城市位于山坡下，易于遭受山洪和泥石流威胁。2.城市聚集因素：城市数量不断增加，城市规模不断扩大，人口、财富不断向城市聚集。城市聚集性使同样洪水造成的损失增加。3.城市环境因素：随着城市的发展，原来的水文环境被破坏，从而加重了城市洪涝灾害；许多城市由于地下水过量开采，形成严重的地面沉降；一些城市因为对水土流失问题重视不够，造成山体滑坡、泥石流以及河道堵塞，洪水灾害越来越严重。4.其他因素：如全球气候变暖引起海平面上升，同时还会引起许多入海河流水位的上升，将会增加许多沿海、江河城市的洪水威胁。另外，人类不合理的江河开发也会造成城市防洪问题。2020/3/315（二）城市洪灾防治措施1.工程措施即通过河道整治、修建堤防等防洪工程，避免或减小城市遭受洪水灾害造成的生命财产损失。工程措施是国内外防洪的主要措施之一，一般从蓄洪和排洪避洪两方面着手。蓄洪是指在河流流域的上游，修建一定的蓄洪水库或蓄洪区，将洪水蓄积在一定蓄洪区或水库中，减小下游洪水的流量和洪峰流量。排洪避洪是指通过修建沿河、湖、海岸堤防，整治河道，开辟分洪道，增大河流排洪能力，使洪水、潮水沿安全路线宣泄至潮水下游或拦截在城市外。主要有：2020/3/316（二）城市洪灾防治措施堤防工程：通过增加河流两岸大堤的高度和稳定性，提高河道安全泄洪量，避免洪水对城区造成危害。整治河道和护岸：对弯曲河道进行截弯取直，对淤积河道进行疏浚，加深河床以加大河道过水能力，降低水位，缩短河流里程。防洪闸：河口城市和临江河城市，汛期外水水位高，往往形成江（河、湖、海）水倒灌，影响河流泄洪而造成洪涝灾害。在下游流出口处设防洪（潮）闸，是防止洪水、海水倒灌的一个重要措施。分蓄洪区和水库：在流经城市的河流上游修建水库拦蓄洪水，或将洪水引入低洼地，或用分洪道分洪，均可减小下游城市的洪水压力。2020/3/317（二）城市洪灾防治措施生物工程措施：结合小流域治理，在流域上植树种草，增加流域下渗蓄水能力，从而减少了进入河道中的径流和泥沙，起到蓄水防洪作用。山洪和泥石流的拦蓄、排导工程：在山坡上修建谷坊、塘堰、梯田，可以拦截泥沙，减缓山洪危害，同时避免诱导泥石流发生。修建排洪沟、泥石流排导沟，将山洪和泥石流引导至保护区范围以外。排涝措施：城市内涝一般通过修建管渠排涝。一般采用自流排泄，高水高排，节约费用。不能解决时修建泵站抽排。2.非工程措施：包括建设城市洪水的预报预警系统，建设城市防洪的生命线等。2020/3/318（三）城市防洪规划城市防洪工程规划设计是指城市范围内的江（河）洪、海潮、山洪和泥石流防治等防洪工程的规划、设计，应以城市总体规划及所在江河流域防洪规划为依据，进行全面规划、综合治理、统筹兼顾。城市防洪工程又是流域防洪工程中非常重要的一部分，对于特大洪水，必须依赖于流域性的洪水调度才能确保城市的安全。城市防洪工程规划具有综合性特点，专业范围广，涉及的市政设施也多。因而在城市防洪工程规划中应统筹考虑，相互协调，全面配合，即要保证城市防洪安全，又要避免相互矛盾和干扰，满足各部门要求。2020/3/319（四）我国城市防洪现状目前我国城市的防洪能力虽经过大量工作比解放初期有了较大提高，但相对于国外还很低，城市防洪规划还不完善，防洪工程还没有很好的配套，与城市的发展还不适应。主要表现在：1.城市防洪能力低：我国有防洪任务的城市中，防洪标准多数偏低，防洪标准大于50年一遇的仅占18％，只有非常个别的城市达到100年一遇，大部分采用10～50年的防洪标准。2020/3/320（四）我国城市防洪现状2.城市防洪工程不配套：许多城市在发展过程中不按客观规律考虑城市防洪问题，破坏防洪工程设施，使防洪标准降低。有的城市在发展新城区时，盲目向低洼地区发展，侵占河道，堵塞出口，又不加强堤防，人为增加了洪水危害。3.城市防洪技术水平和管理落后：我国在洪水预报、预警系统、3S技术（遥感、卫星定位、地理信息系统）等城市防洪新技术应用中还处于起步阶段。同时我国在防洪管理方面也很不成熟。4.城市防洪规划滞后：截止1994年底，我国只有半数不到的城市完成防洪规划。2020/3/321（五）我国城市防洪建设为了提高我国防洪能力，减少洪水灾害损失，我国也制定了中国防洪的近期、中期和远期目标。我国的城市防洪工程建设，除了中央财政补贴外，主要靠城市自筹集资金建设。我国最大的城市上海市的防洪标准是1000年一遇，是我国目前防洪标准最高的城市。防洪工程设施主要是黄浦江两岸防洪体的防洪堤（墙）和在流经市区的苏州河河口建挡潮闸，防止黄浦江外来洪水威胁，以及黄浦江高水位时苏州河的倒灌对市区的内洪威胁。除了加快城市防洪工程建设外，许多城市还正在注意非工程防洪措施运用，积极建设洪水预报警报系统，严格按照防洪要求进行措施规划和建设，管理措施防洪河道，提高措施防洪抗灾能力。2020/3/322二、城市防洪排涝总体规划（一）总体规划基本原则（二）城市防洪规划的基础资料（三）城市防洪设计标准（四）防洪建筑物的防洪标准（五）总体规划的主要内容和方法步骤（六）河洪防治（七）海潮防治（八）山洪防治（九）泥石流防治2020/3/323（一）总体规划基本原则城市防洪排涝总体规划设计包括基本资料的收集、防洪标准的确定、防洪措施的选择、防洪排涝工程总体布局。规划基本原则如下：总体规划必须在城市总体规划和江河流域规划的基础上，根据洪水特性及其影响，结合城市自然地理条件、社会经济状况和城市发展需要，全面规划、综合治理、统筹兼顾。总体设计应实行工程防洪措施与非工程防洪措施相结合，工程措施有水库、堤防、防洪闸等；非工程措施有修梯田、植树造林、洪水预报、防洪保险、防汛抢险等。根据不同洪水类型（河洪、海潮、山洪、泥石流），选用各种防洪措施，组成完整的防洪体系。2020/3/324（一）总体规划基本原则城市防洪总体设计，特别是堤防布置，必须与江河上、下游和左、右岸流域防洪设施相协调，处理好城乡结合部不同防洪标准堤防的衔接问题。城市范围内的河道及两岸的土地利用，必须服从防洪要求。涉及城市防洪安全的各项工程建设，如港口码头、道路、桥梁、取水工程等，其防洪标准不得低于城市的防洪标准。城市防洪总体设计应与市政、公用工程建设密切配合。各项防洪设施在确保防洪安全的前提下，兼顾使用单位和有关部门的要求，发挥防洪设施多功能作用，提高投资效益。总体设计应注意节约用地和开拓建设用地。防洪设施选型应因地制宜，就地取材，降低工程造价。总体设计应注意保护自然环境和生态平衡。2020/3/325（二）城市防洪规划的基础资料城市防洪工程规划要搜集整理的各种有关资料包括地形图、河道（山洪沟）纵横断面图、地质资料、水文气象资料、社会经济资料等。1.地形图和河道（山洪沟）纵横断面图地形图：地形图是防洪规划设计的基础资料，搜集齐全后，还要到现场实地踏勘、核对。河道（山洪沟）纵横断面图：对拟设防和整治的河道或山洪沟，必须进行纵、横断面的测量，并绘制纵、横断面图。横断面施测间距一般为100～200m。在地形变化较大地段，应适当增加断面，纵、横断面施测点应相对应。2020/3/326（二）城市防洪规划的基础资料2.地质资料•水文地质资料：主要包括设防地段的覆盖层、透水层厚度以及覆盖层、透水层和弱透水层的渗透系数；设防地段的地下水埋藏深度、坡降、流速及流向；地下水的物理化学性等•工程地质资料：包括设防地段的地质构造；设防地段的地貌条件；滑坡及陷落情况；地基岩石和土壤的物理力学性质；天然建筑材料(土料和石料)场地、分布厚度、质量、储量及其开采和交通条件等；天然建筑材料的物理力学性质等。2020/3/327（二）城市防洪规划的基础资料3.水文气象资料：包括历年最大洪峰流量及洪水过程线；历年暴雨量、历史最高洪水位；设防河段控制断面的水位、流量关系曲线；特征潮位、特征波浪；历史洪水调查资料；历年最大风速和雨季最大风速及风向；气温、气压、温度和蒸发量；河流含沙量；地区水文图集及水文计算手册；土壤冻结深度、河道变迁情况。4.其它资料：包括汇水区域内的地貌和植被情况；城市防洪设施现状和存在问题；防洪河段桥、涵等交叉构筑物现状和存在问题；历史洪水灾害成因及其损失情况；现有防洪工程的设计资料及运行情况；人防工程设施情况等等。2020/3/328（三）城市防洪设计标准城市防洪标准是指城市应具有的防洪能力，也就是城市整个防洪体系的综合抗洪能力。在一般情况下，当发生不大于防洪标准的洪水时，通过防洪体系的正确运用，能够保证城市的防洪安全。具体表现为防洪控制点的最高水位不高于设计洪水位，或者河道流量不大于该河道的安全泄洪量。城市防洪标准根据城市防洪等别和洪灾类型，在中华人民共和国行业标难《城市防洪工程设计规范》规定的范围内确定。1.城市等别：一般地讲，人口愈多、重要程度愈高者，其防洪标准应当愈高；反之，其防洪标准就要低些。为了科学制定不同城市的防洪标准，需要对有防洪任务的城市．按人口多少和重要程度划分等别。国家标准《防洪标准》对不同等级城市防洪标准规定见下表：2020/3/329（三）城市防洪设计标准2.防洪标准：行业标准规定：同一等别城市，遭受不同洪水威胁，采用不同的防洪标难。其中，江河洪水和风暴潮洪水对城市危害严重，防洪标准较高；山洪一般因每条山洪沟汇水面积较小，洪灾损失一般都是局部性的，灾害较轻，防洪标准较低；泥石流是一种特殊的山洪，危害较一般山洪严重，所以防洪标准比一般山洪高一些。行标规定，城市防洪标推根据城市等别和洪灾类型按表4－4分析确定：2020/3/330（四）防洪建筑物的防洪标准城市防洪建筑物的防洪标准是根据其在城市防洪体系中的地位和作用确定。各种防洪建筑物可以采用不同的防洪标准。例如，大型水库大坝，因为防洪安全非常重要，其防洪标准可以高于城市防洪标准；堤防在城市山洪防治体系中，往往只保护市区的一部分，其防洪标准可以低于城市防洪标准；只有当堤防堤城市唯一的防洪措施时，其防洪标准才等于城市防洪标准。1.工矿企业的防洪标准2.尾矿坝或库等级的等级和防洪标准3.铁路防洪标准4.公路防洪标准2020/3/331（四）防洪建筑物的防洪标准5.其他标准：包括航运防洪标准、民用机场、管道工程、动力设施、通讯设施、文物古迹和旅游胜地等的防洪