城市排水防涝工程水文问题探讨

易正访 杨安琦

摘要：城市雨洪是引发城市洪水灾害的主要元凶，而高质量的排水防涝工程能够有效防治雨洪灾害。为切实发挥城市排水防涝工程的防灾、减灾作用，在兴建时其建设规模应根据工程自身寿命周期内的雨洪变化规律、社会经济发展水平合理界定，并综合考虑城市所处区域自然条件和现有工程设施等因素，准确界定防水排涝工程的设计标准，从而最大限度的发挥防水排涝工程的应用价值。

关键词：城市排水防涝工程;水文问题

引言

为了消除城市洪水灾害带给城市居民生命财产的威胁，兴建高质有效的城市防洪排涝工程是重要举措。近年来由于城市雨洪带来的洪水灾害愈发引起了人们的广泛关注，应积极建设排水防涝工程来实现对城市洪水灾害的有效防治，从而降低因城市雨洪带来的经济损失和负面影响。排水防涝工程建设容易受多方面因素的影响，所以在建设过程中应加强对工程及周边环境的综合性分析，以期为城市创建更加安全高效的高性能排水防涝工程。

1雨洪所造成的灾害

1.1排水不够及时造成灾害

当城市发生较大的降雨量时，城市排水设施能够在规定的时间内将雨水迅速排出，保障城市地面无积水。也就是地面积水深度、积水历都应保持在合理范围内，上述两个因素一旦超出最大允许值，城市地面就会留存积水，当积水逐步增多，排出困难时，城市内部就容易出现洪水灾害。所以在进行城市排水防涝工程设计时，对工程最基本的建设要求就是在城市遭遇暴雨侵袭时，降落在城市地面的雨水能够迅速排除干净，这样才能达到防治、减小城市洪水灾害的目的。

1.2内涝造成灾害

城市建设过程中对防涝设计方面的要求是，当城市出现大范围、大规模降雨时，排水不够顺畅的低洼地区不能出现淹水现象，即使因雨水排除困难出现了淹水现象，但淹水深、淹水历不能超过允许值，否则这种现象也会引发城市内涝。

1.3工程失事率

如果城市出现了因排水不及时或内涝引发的洪水灾害，那就说明城市排水防涝工程未能真正发挥作用，因排水防涝工程失事所导致的洪水灾害发生率，可通过增加排水防涝工程的排水能力或改变垫面条件来有效避免。所以，在城市排水防涝工程建设时，通过合理增加排水防涝系统的排水能力，使其来进一步提升工程的排水效率;而优化垫面条件来降低雨洪量具有相关的理论基础，但在实际应用时容易受到蓄洪量作用的影响，一般不采用此法。

2城市排水防涝工程水文问题

2.1排水防涝工程设计标准

一般我们认为规模越大的排水防涝工程，其排水效果越好，抵御洪水灾害的能力越强，但工程造价也会相应的增加，由于工程失事造成的损失也会越大。因此在建设城市排水防涝工程时，应以经济性为前提并充分考虑工程的实用性能，在工程投资、工程效益和失事损失之间找到一个有效平衡点，以此作为排水防涝工程的设计标准。所确定的城市排水防涝工程设计标准，必须保障所建设的工程规模能够有效防治因排水不及时、内涝或工程失事造成的洪水灾害，并将洪水灾害控制在城市区域经济发展能力可承受的数值。所以城市排水防涝工程设计标准应此为依据确定工程的建设规模、排水能力、防涝能力等，在具体实施过程中，排水防涝工程的排水标准、防涝标准、安全标准等必须严格遵循国家制定的具体行业规范。

2.2水文计算任务

为了确保城市排水防涝工程的设计标准满足城市排水流量的应用要求，应准确计算城市排水流量，根据相关资料和以往排水防涝工程建设经验，对排水防涝工程进行设计时，我们首先应明确集水区的设计洪水，一般通过以下两种方法进行测算，一是依据实测流量资料系列推算出设计洪水;二是根据实测暴雨资料，推算设计暴雨量。以设计暴雨为依据计算和分析暴雨汇流量，进而推算出设计暴雨，将其看作是相同频率的设计洪水。在计算这些要素之前，城市排水设计流量、防涝工程的规模及设计水位等指标应首先明确出来，这是计算集水区设计洪水的重要依据。

2.3产汇流计算问题

城市排水防涝工程设计应以设计洪水为依据展开对工程各项指标的设计，但由于大多数城市的集水区实测流量资料不太完善，因资料的匮乏无法为排水防涝工程设计提供有效的支撑，所以，在实际设计环节，经常以对设计暴雨的产汇流分析计算作为计算洪水的主要方法。在进行产汇流计算分析时，我们首先要正确理解产流阶段和回流阶段的含义，降雨量转换成净雨量或产流量的物理阶段称为产流阶段，比如雨量下渗、土壤水分变化、填洼、蒸散发等，净雨量和产流量的形成是产流阶段重点关注的要素。而汇流阶段则是指由净雨过程或产流量过程转换成集水区洪水过程的物理阶段，不同径流成分的汇集过程是回流阶段应关心的问题，比如河网汇流、坡地汇流等。城市中的汇流过程与天然流域的汇流过程具有显著不同，表现在以下特点：①城市分水线因地下管线分布及走向的不同呈现出复杂、无规律的状态，容易受到人为干预而发生变化。这样的水线使得地面分流与地下分流关系发生改变，由雨水的自然下渗变成如今的水流直接相通。②城市地面径流问题是造成城市洪涝灾害的主要原因，所以，为实现对地面径流的防范控制，城市排水防涝工程设计需注重对地面净雨的计算分析，其分析方法多采用下渗曲线法。③一般来说城市集水区面积都不大，由此说明集水区范围内的降雨空间分布较为均匀，点雨量等同于面雨量，所以排水排涝工程设计无需分析点面关系。

结语

综上所述，提升城市排水防涝工程建设水平对推动城市健康发展具有重要的现实意义，可以有效避免因城市排水不及时、城市内涝、工程失事导致的水患灾害。为实现上述目标，必须做好对水文问题的处理，针对影响水文问题的各项因素确定排水排涝工程设计标准，按照国家制定的各项标准及规范做好城市排水防涝工程建设，使其能够更好的为城市服务。

参考文献

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[2]芮孝芳，蒋成煜，陈清锦，等.论城市排水防涝工程水文问题[J].水利水电科技进展，2015（1）：42-48.

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

作者简介：易正访（1998.7—），男，云南省宣威市人，河南省郑州市中原区郑州大学 水文与水资源工程專业 本科生

杨安琦（1999.12—），男，贵州省天柱县人，河南省郑州市中原区郑州大学 水文与水资源工程专业 本科生