（水利水电工程专业论文）济南市市区雨洪水蓄排研究.pdf

摘要 摘要 近几年来，伴随城市化进程不断加快，城市规模的不断扩张，一方面城市雨洪水排泄 难的问题越来越突出。我国的一些大中城市如北京、上海、南京、广州、郑州、济南、佛 山、珠海等等，汛期每逢暴雨，马路成河，交通中断，人们的生命财产受到威胁。另一方 面城市生态环境日趋恶化。地下水位下降，地面沉陷、泉水枯竭，城市水污染加剧，水环 境恶化，水资源供需矛盾日益突显。据有关资料显示在全国6 0 0 多座城市中，有一半以上 的城市缺水，其中1 0 8 座严重缺水。如何有效地削减暴雨径流，减少或根除城市水涝灾害， 保护好城市水生态环境，已成为一个广受关注的重大课题。 城市雨洪水有其自身的一些特点和其内在的规律性。要解决城市雨洪水排泄难，必须 进步揭示城市雨洪水的规律特点，只有在对城市雨洪水规律性深刻认识的基础上，才能 提出城市合理的雨洪水蓄排方案。本文从分析济南市典型路段历山路地区排水难入 手，揭示了造成城市水涝灾害的三大主要原因，即：一是城市室外雨水排放标准低，超过排 水系统能力的雨洪水完全依靠地表明流排泄，是造成城市雨涝灾害的直接原因：二是城市 建设改变了城市降雨的自然汇流状态，蓄洪场所被挤占、流域界限被打破，雨水向城区低 洼地区过分集中，是造成城市雨涝灾害的人为原因；三是城市化建设步伐加快，城市规模 扩大，温室气体的排放，水泥、沥清路面增加，空气中凝聚核增多，引起城市气温上升、 降雨频次和降水量增加、降雨径流系数提高，是城市雨涝灾害的根本原因。 在对济南市区雨洪灾害成因研究的基础上，以科学发展观为指导，从水资源的可持续 利用出发，从有效减少城市雨水径流着手，结合国内外雨洪水排泄研究的最新成果，根据 济南城市的雨洪水特点，转变传统观念，创新排水体制，因地制宜，从雨水源头做起，变 弃为用，变排为蓄，变快( 排) 为缓( 滞) ，城里城外、地上地下统一规划，科学调度， 从根本上解决市区排水难的问题。重点论证了分析了“社区雨水池”、分散调蓄、明湖滞 洪、渗水减排、雨水利用等源头蓄滞利用工程技术措施在消减市区径流中的作用，形成了 城市防洪排水规划必须坚持的六大原则即“坚持选择排水体制，因地制宜原则：坚持源头 抑制，减少明流的原则；坚持化整为零，分散调蓄原则；坚持雨洪利用，一举两得原则： 坚持内外协调，统一规划原则；坚持政策调控，鼓励创新原则”。根据这一原则，对济南 市的防洪排水规划提出了修正意见，并进行简单的效益评估。 关键词：城市排水、洪水资源、源头控制、综合利用、评价决策 a b s t r a c t a b s t r a c t i nt h el a s tf e wy e a r s ，a c c o m p a n i e db yt h e u r b a n i z i n gp r o g r e s ss p e e d i n g ，t h ec i t y s c a l eu n i n t e r r u p t e d g r o w t h o nt h eo n eh a n dt h ep r o b l e ma b o u tc i t ys t o r mw a t e rd r a i n a g ed i f f i c u l t yi sm o r ea n dm o r eo u t s t a n d i n g s o m eb i go rm e d i u mc i t yo fo u rc o u n t r ys u c ha sp e k i n g ，s h a n g h a i ，n a n k i n g ，g u a n g z h o u ，z h e n g z h o u ，j i n a n ， f u s h a n ，z h u h a ie t c ，i nf l o o ds e a s o n ，w h e ni ti ss t o r m ，t h es t r e e tw o u l db e c o m er i v e r , r e s u l ti nh e a v yt r a f f i cj a m ， t h ep e o p l e l sl i f ea n dp r o p e r t yi ss u b j e c t e dt oat h r e a to ff l o o d o nt h eo t h e rh a n d ，t h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t o fu r b a ni sg r a d u a l l yw o r s e n t h el e v e lo fu n d e r g r o u n dw a t e rd e s c e n d ，t h el a n ds u b s i d e ，t h es p r i n gi sd r i e du p , t h ec i t yw a t e rp o l l u t i o nt u r nw o r s e ，t h ec o n t r a d i c t i o n sb e t w e e nw a t e rr e s o u r c e s s u p p l y i n ga n dd e m a n d i n gi s g r o w i n gi nb r e a d t ha n di nd e p t h a m o n go f6 0 0c i t i e so fo u rw h o l ec o u n t l y ，t h e r ei sm o r et h a nh a l fc i t i e so f w h i c ht h ew a t e ri ss h o r t a g e ，1 0 8c i t i e so ft h o s ew e r es h o r to fw a t e rs e r i o u s l y h o wt oc u td o w nt h es u r f a c e r u n o f f , t oe x t e r m i n a t eo rt or e d u c et h ed i s a s t e ro fu r b a nw a t e rl o g g i n g ，p r o t e c tt h ec i t y sw a t e re c o s y s t e m e n v i r o n m e n t , h a v eb e c o m ea ni m p o r t a n tt o p i cc o n c e r n e dw i d e l y t h eu r b a ns t o r mw a t e rr u n o f fh a si t s e l fc h a r a c t e r i s t i c sa n dr e g u l a t i o n t os o l v eu r b a nr a i nf l o o de x c r e t e d i f f i c u l t ，w em u s tr e s e a r c hf u r t h e rt h er e g u l a t i o na n d c h a r a c t e r i s t i c so ft h eu r b a ns t o r mw a t e rr u n o f f , o n l y b a s eo nd e e p l ys t u d y i n gt h ec i t ys t o r mw a t e rr u n o f fr e g u l a t i o n ，ar e a s o n a b l ep r o j e c ta b o u tu r b a ns t o r mw a t e r r u n o f fs t o r a g e a n dd r a i n a g ec a nb ep u t f o r w a r d t h i s t e x t i s f i r s t t o a n a l y z e t h ec a u s e so f t h ed i f f i c u l t yo f t h e r e g i o nw h i c ht h el i s h a ns t r e e tc r o s so v e r , t h e r ea r et h r e em a i nr e a s o n sd i s c o v e r e dt h a tc a u s et h ec i t yw a t e r l o g g i n gd i s a s t e r t h ef i r s t i st h a tt h ea b i l i t yo fc i t yo u t d o o r sd r a i n a g es y s t e mi sl o w e rt h a nr a i n f a l li n t e n s i t y t h eq u a n t i t yo f s t o r mw a t e rb e y o n dt h ea b i l i t yo f t h es y s t e mc o m p l e t e l yd e p e n d so nt h es u r f a c er u n o f f t od r a i n a w a y , t h a ti sd i r e c tr e a s o nr e s u l ti nd i s a s t e ro f t h eu r b a nw a t e rl o g g i n g ；t h es e c o n di st h ec i t yc o n s t r u c t i o nt o c h a n g et h eu r b a nn a t u r ev a l l e yt h a ti s r a i n f a l lc o l l e c t e d ，t h ep l a c et os t o r ef l o o dw a t e rw a so c c u p i e db y b u i l d i n g ，f a c t o r y , e t c ，t h ew a t e r s h e di sb r e a k ，t h es t o r mw a t e re x c e s s i v e l yc o l l e c t e dt o w a r dl o w - l y i n gl a n di n t h eu r b a n ，t h a ti sa r t i f i c i a lr e a s o nc a u s et h eu r b a nw a t e rl o g g i n gd i s a s t e r ；t h et h i r di st h a t u r b a n i z i n g c o n s t r u c t i o ns t e pt os p e e d ，t h ec i t ys c a l ew a se x t e n s i o n ，t h ee x h a u s t e dg a s e sc a u s eh o t h o u s ee f f e c tr i s i n g ，t h e i n c r e m e n to f c e m e n t i n ga n db i t u m i n o u sp a v e m e n t ，t h ec o a g u l a t ep i to f w a t e rs t e a mt oi n c r e a s ei nt h ea i r , c a u s e t h eu r b a na i rt e m p e r a t u r e g o i n gu p ，t h ep r o b a b i l i t yo fr a i nr i s i n ga n dt h er a i n f a l li nu r b a ni n c r e m e n ta n dt h e c o e f f i c i e n to f r a i ns u r f a c er u n o f f l i f t i n g ，i st h eb a s i cr e a s o nc a u s eu r b a nr a i nw a t e rl o g g i n gd i s a s t e r t os o l v et h ep r o b l e mc o m p l e t e l y , w em a s tb a s eo nt h er e s e a r c h i n gt h ec a u s et h a tr e s u l ti nj i n a nu r b a n ij a b s t r a c t s t o r mw a t e rd i s a s t e r , b eg u i d e db yt h es t a b l e ，s u s t a i n e da n dc o o r d i n a t e dd e v e l o p m e n tt h e o r y , p r o c e e di na l c a s ef r o ms u s t a i n e du t i l i z i n go fw a t e rr e s o u r c e ，b e g i no nt a k i n ge f f e c t i v em e a s u r e st or e d u c eu r b a ns t o r m w a t e rr u n o f f , u s et h ee x p e r i e n c eo fn a t i v ea n do t h e rc o u n t r i e sf o rr e f e r e n c e ，d i r e c t e da g a i n s tt h es p e c i a l c h a r a c t e r i s t i co fj i n a nu r b a ns t o r mw a t e lw em u s tc h a n g et r a d i t i o n a li d e at oc r e a t ec i t yd r a i n a g es y s t e mn e w a l t e rw a t e rd r a i n a g ef o rc a p t u r e ，a l t e rw a t e rg e t t i n go u to ff o rm a k i n gu s eo f , c h a n g er a p i dd r a i n a g et o s l u g g i s hd r a i n a g e t h ef l o o dc o n t r o lw o r k si nu r b a na n ds u b u r b a n ，o ng r o u n da n du n d e r g r o u n d ，w o u l db e u n i f i e dp l a n n i n ga n dm a n a g e m e n t t h e nt h i st e x tl a i ds p e c i a ls t r e s so na n a l y s i st h ee f f e c to f t h em e a s u r ec a l l e d s o u r c ec o n t r o lw o r k st h a tw e r et a k e nt or e d u c es t o r mw a t e rd i s a s t e rs u c ha sm a k i n gs m a l lr e s i d e n t i a la r e a su s e o fp o o lt os t o r es t o r mw a t e rt ob ed e l a yd r a i n e d ，s t o r mw a t e rw a ss c a t t e r e dt ob es t o r e d ，u s i n gd a m i n gl a k et o r e t a i nw a t e rf o rc o n t r o lu r b a nf l o o d ，t h ew o r k st ol e tw a t e rs e e p st h r o u g hu n d e r g r o u n df o rr e d u c i n gr u n o i f , u t i l i z i n gr a i n w a t e r , e r ea n dr e a c hs i xp r i n c i p l et h a tm u s tb ei n s i s t e dw h e nw em a k eap l a na b o u tc i t yf l o o d c o n t r o la n dd r a i n a g e l a s tt h i st e x tr e c o m m e n ds c h e m eo fj i n a nc i t yf l o o dc o n t r o la n dc i t yd r a i n a g e p l a n n i n g k e y w o r d ：c i t yd r a i n a g e ，f l o o dr e s o u r c e s ，s o u r c ec o n t r o l ，c o m p r e h e n s i v eu t i l i z a t i o n ，e v a l u a t ea n dd e c i d e v 前言 1 “j l 日l 舌 近几年来，伴随城市化进程不断加快，城市规模的不断扩张，一方面城市雨洪水排泄难 的问题越来越突出。我国的一些大中城市如北京、上海、南京、广州、郑州、济南、佛山、 珠海等等，汛期每逢暴雨，马路成河，交通中断，人们的生命财产受到威胁。另一方面城市生 态环境日趋恶化。地下水位下降，地面沉陷、泉水枯竭，城市水污染加剧，水生态境恶化， 水资源供需矛盾日益突显。在全国6 0 0 多座城市中，有一半以上的城市缺水，其中1 0 8 座严 重缺水“1 。如何有效地削减水涝灾害，保护好城市水生态环境，已成为城市化面临的一个重 大课题。 传统观念认为是合流制造成了城市水污染和雨洪水排泄难的根本原因，因而我国的城 市排水体制也多采用的是分流制，在解决城市雨洪水危害问题时，也多提出宜用分流制来 解决城市水危害。建国以来的实践证明，分流制既没能有效防止城市水污染问题，也没有能 解决城市雨洪水排除难的问题。而事实上，合流制在当前我国的城市地下排水管网中只占 很小的一部分，即便是全部改为分流制，也不能从根本上决解问题。城市雨洪水有其自身 的一些特点和其内在的规律性。要解决城市雨洪水排泄难，必须进一步揭示城市雨洪水的 规律特点，只有在对城市雨洪水规律性深刻认识的基础上，才能提出城市合理的雨洪水蓄 排方案。 在我国一直将雨水作为污水的一种形式，并将其尽快排至水体”1 ，这也是造成城市水 污染和水涝灾害的原因之一。但随着经济社会的发展，水资源越来越成为一种稀缺资源， 洪水作为一种资源受到更多有识之士的重视，雨水利用和新型排水系统的研究，正方兴未 艾，雨水利用己列入了城市发展规划”1 ，我国的城市雨水排泄观念正面临着一场新的革命。 特别是科学发展观的提出，生态城市、生态水利的观念越来越深入人心，解决城市排水难 必须以科学发展观为指导，从水资源的町持续利用出发，根据城市的雨洪特点，转变观念， 因地制宜，变弃为用，变排为蓄，变快( 排) 为缓( 滞) ，创新排水体制，做到城里城外， 地上地下，统一规划，科学调度，从而有效消减城市雨水径流，保护城市水生态，避免水 涝灾害，将城市建设成为水清岸绿，人水和谐，环境优美，人民安居，出行方便的新型的 现代城市。 学位论文独创性声明： 本人所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包 含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同事对本研究所做 的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。如不实，本人负全 部责任。 论文作者( 签名) ： 学位论文使用授权说明 纽牛 2 0 0 6 年6 月1 5 日 河海大学、中国科学技术信息研究所( 含万方数据库) 、国家图书馆、 中国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件 或电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档 的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被 查阅和借阅。论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权河海大学研究生院 办理。 论文作者( 签名) ：2 0 0 6 年6 月1 5 日 绪论 第一章绪论 1 1 城市排水 城市排水是指城市生活污水、工业废水、大气降水( 含雨、雪水) 径流和其他弃水的 收集、输送、净化、利用和排放”3 。城市排水设施是城市重要的基础设施，在城订人们生产 生活中具有十分重要的作用。 城市排水设施具有保护城市生态环境防止水污染重要功能。“水生态是城市发展的 重要核心，是构造良好风水的关键要素”1 。城市经济发达，人口集中，城市生产生 活产生的污水废水如果直接排入水体，势必造成水体污染，破坏城市水生态，通过排水设 施，将污废水收集，输送到污水处理厂，经过净化处理后回用或排入城市水体，不仅保护 了环境，同时还节约了资源，使城市水生态环境得以良性循环。 城市排水设施是排除城市雨水防止洪涝灾害，保护人民生命财产安全重要的基础设 施。城市雨水排放设施是城市防洪除涝工程的重要组成部分。完善的城市雨水排放设施是 城市地面水及时排除避免水涝灾害的重要保障。城市降雨形成径流的总量虽然并不很大， 但是全年降雨的大多集中在汛期，特别是短历时的强降雨，由于城市雨水入渗少，汇流快， 如处置不当，往往会造成巨大的洪涝灾害，因而必须通过城市排水系统，对雨水的排放进行 适当控制，保护人民的生命财产不受洪水的威胁。 根据城市雨水和污废水排放方式之间的关系，城市排水体制可分为合流制和分流制两 种。 合流制是指雨水和污水由同一管渠排放入河、海。合流制在雨天时，溢流部分水量排 至污水处理厂处理，其余直接排放入河、海。许多旧城区的合流制排水系统，在暴雨期问 由于水量大大超过了城市排水和处理能力，水流对管道冲刷和未经处理的污水溢出也进入 受纳水体，使合流制管系的溢流污染不能得到有效控制。 分流制是指雨水和污水由各自管渠排除。污水与雨水分别收集，污水经处理后排放， 雨水直接排入河川。但分流制排水系统耗资巨大，旧合流制管系改建为分流制周期长、难 度大、影响面宽，且仍然存在雨水径流污染的隐患。 由于城订排水设施的功能和特性，使其工程规模大，投资额人，施工难度大，工期长 和在运行中消耗人量的能源利资源，因而城市排水是一项发展比较缓慢的基础设旌”3 。在社 会经济尚未得到充分发展前，城市往往不易做到具有完善的排水设施和良好的水环境。多 数是过分利用自然净化能力，造成水环境的污染。 l 河海大学工程硕士学位论文 ( 2 ) s t o r mw a t e rm a n a g e m e n te x e c u t i v es u m m a r y - - - - w a t e r c o u r s e & s t o r m w a t e r m a n a g e m e n t p l a nf o r b u r n a b ym o u n t a i n ( j a n u a r y 6 ，2 0 0 3 ) 3 h t t p ： w w w u n i v e r c i t y c a b m c p s w m e x e c u t i v e s u m m a r y h t m l 对b u r n a b ym o u n t a i n 水资源和雨 水管理方法进行了总结。 ( 3 ) b a r r yl ，k e l l e m s ，p e ，r a n d a l lj o h n s o n ，p e a n df a b i a ns a n c h e z ( h a r t c r o w s e r ， i n c 1 9 1 0f a i r v j e wa v e n u ee a s t s e a t t l e ， w a s h i n g t o n 9 8 1 0 2 3 6 9 9 b a r r y k e l l e m s h a r t c r o w s e r c o ms u b m i t t e d f o rp r e s e n t a t i o na tw a t e rw o r l d e n v i r o n m e n t a lr e s o u r c e sc o n g r e s s2 0 0 3 p h i l a d e l p h i a ，p aj u n e2 0 0 3 ) 在d e s i g no f e m e r g i n gt e c h n o l o g i e sf o rc o n t r o la n dr e m o v a lo fs t o r m w a t e rp o l l u t a n t s 1 介绍 了从源头上防止雨水污染受水体方法，这种方法较之收集并处理雨水去除雨水的污染经济 有效。 ( 4 ) 美国流域管理局( b u r e a uo fw a t e r s h e dm a n a g e m e n t ) 为通过雨水径流管理促进水 资源保护出版了 s t o r m w a t e rm a n a g e m e n tp r o g r a md r a f tp as t o r m w a t e rb e s tm a n a g e m e n t p r a c tic e sm a n u a l ( 3 6 3 0 3 0 0 0 0 2 ) 1 1 4 本文研究的方法 1 4 1 研究思路 城市雨水资源是一种宝贵资源，搞好城市雨洪水的蓄排，不仅可有效缓解城市水资源 供需矛盾，保护好城市水生态环境，提高城市居民的牛活质量，同时也能有效消除市区雨 涝灾害，保护城市居民的生命财产安全，并减轻城市下游地区的防洪压力。城市雨水的蓄 排是一个非常复杂的问题，雨水的蓄存利用受到城市自身的严重制约；雨水排放工程建设 既关系到城市排水体制建设，也受制于城市上下游防洪骨干工程的建设。本文针对济南市 区雨水径流特点，以科学发展观为指导，以除害为主题，以排水体制创新为主线，以有效 消减市区暴雨径流为目标，以水资源的充分利用为落脚点，统筹市区雨水滞、蓄、渗、用、 排，地上地下，城内城外统一规划，从而达到水资源得到充分利用，水危害得以消除，水 环境得到有效保护的目的。 1 4 2 技术路线 本文从分析济南市典型路段历山路地区排水难入手，揭可i 造成城市水涝灾害的主 要原因，在对济南市区雨洪灾害成因研究的基础上，以科学发展观为指导，从水资源的町 6 河海大学工程硕士学位论文 ( 4 ) 源头蓄滞利用的保障措施。雨水的源头蓄滞利用既是水资源的一种开发形式，也 是一种防洪措施，是一种新型的排水体制，必须有政策支持，才能保证顺利实施，在城市 建设过程中必须出台相应的鼓励雨水利用的政策，推动源头蓄滞利用排水体制的实施。 ( 5 ) 推荐济南市防洪排水合理规划方案。在雨水蓄排研究的基础上，对济南市防洪排 水提出修订意见，推荐合理的方案。 1 6本文研究的结构框架 本文的研究的结构框架见图卜1 。 圈1l 本文研究的结构框幽 济南市概况及雨洪水排泄存在的主要问题 第二章济南市概况及雨洪水排 泄存在的主要问题 2 1自然概况 济南市位于东经1 1 7 。o o 3 0 ”，北纬3 6 。4 0 0 6 ”，泰山穹窿北麓，北临黄河，总面 积8 2 2 7 k m 2 。济南市区南靠群山，北阻黄河，从南到北由中低l 过渡到低山丘陵，北部市 区及东西郊区处于泰山山脉与华北平原交接的山前倾斜平原，形成了东西长南北窄的狭长 地带。南部山区海拔l o o 8 0 0 m ，冲沟发育，切割6 8 m ，一般坡度大于4 0 。，山前倾斜平 原海拔3 0 1 0 0 m ，以2 3 9 的坡度向北伸展。北部为黄河、小清河冲积平原，有数处 火成岩侵入成山丘，高约5 0 2 0 0 m 。小清河以南海拔2 3 3 0 ，向北倾斜。小清河以北由 于火成岩侵入影响及黄河冲积淤高，地面微向南倾斜，形成了北园一带的低洼地带。内有 美里、洋涓、北园和华山等四处碟状洼地，历来为洪水滞蓄之场所。黄台以东又趋于平坦， 一般海拔2 6 2 9 m ，以3 坡度向北倾斜“。 济南市工程地质情况。济南市位于山东地块泰山隆起北侧，山区由前震旦变质岩系组 成基底，盖层由南而北依次展布有下寒武系、中寒武系、上寒武系灰岩、页岩、下奥陶系 白云质灰岩和中奥陶系厚层灰岩，一般呈单斜产状，在市区和东西郊区中奥陶系灰岩倾伏 于地下，北部地下有大片闪长岩侵入体分布。露出岩层主要为下奥陶纪白云质灰岩，厚8 0 4 0 0 m 。北部有白圣纪岩浆岩入侵，方向大致北北南东，延伸约1 5 k m 。第四纪不整合覆 盖于岩基上，分布较厚，1 5 1 0 0 m 不等，随地质构造而异，岩性般为矿质粘土及粘土， 夹有卵石或胶结砾石，间有薄层淤泥和螺壳。北有齐河至广饶东西向的隐伏大断裂，市区 自西向东有马鞍山、干佛山、东梧一刘智远和文祖等四条北西方向的大断层，北北东向 有大田庄至唐冶等五条断裂、i 组断裂切成块状奠定了济南构造基础。 由于城市南高北低的地形及地质构造特点，地表经历年洪水冲刷，形成的多条南北向 的自然冲沟，市区水系主要有黄河和小清河两大水系，除玉符河流域洪水以市西郊区注入 黄河外，其余工商河、护城河、东洛河、西洛河、兴济河、全福河、大辛河等均注入小清 河。这些冲沟构成了市区雨洪水骨十排泄体系。 因受岩性及岩溶地貌等因素的控制和影响，地卜水的补给、径流、排泄、埋藏分布各 方面都表现出自流构造的水文地质特征，构成了一个完整的济南单斜水文地质单元。由于 9 河海大学工程硕士学位论文 受北部不透水岩层的影响，地下水在市区大范围出露，形成了大明湖和趵突泉、黑虎泉、 珍珠泉、五龙潭等四大泉群。 济南市属大陆性气候。春季干燥，夏季酷热多雨，秋季气爽，冬季严寒。历年平均气温 1 4 3 ，最高气温4 2 5 ( 1 9 5 5 年7 月2 4 日) ，最低气温一1 9 7 ( 1 9 5 3 年1 月1 7 日) ，最热 为7 月份。历年最大降水量1 1 6 0 m m ( 1 9 6 2 年) ，最小降水量3 2 0 7 m m ( 1 9 6 8 年) ，最大最小相 差8 3 9 3 m m ，年平均降水量6 4 4 9 m ，7 、8 月份占全年降水量的5 7 ，6 9 月降水径流约占 全年的8 5 左右，形成明显的夏汛期。年平均蒸发最大月为6 月3 7 2 8 m ，占全年蒸发量的 1 5 7 ，年平均相对湿度为5 9 。 2 2历史变革及社会发展目标 济南是山东省省会，全省政治、经济、文化、科教和旅游中心，为我国东部沿海经济 开放区重要的中心城市。是融山、泉、湖、河、城为一体的山水城市，是国家级历史文化 名城。 长期以来，济南为省级各衙署、 仅为现老城区部分，城周长6 1 6 0 m 。 1 8 6 1 年，济南开始修建城外圩 郭，整个圩子墙长1 2 2 3 3 m ，上辟有 岱安、永固、永靖、永绥、永镇、济 安、海晏七个圩子门。城区面积 2 6 k m 2 ，人口仅有5 万人左右。1 9 0 4 年开辟了商埠新区。商埠区东起馆驿 街西首的十王殿，西至大槐树，南到 赴长清大道，北以胶济铁路为限，东 西长2 5 0 0 m ，南北长1 0 0 0 m ，商埠内 济南府、历城县治所所在地。清朝初年的济南府城 2 7 1 图2 一l 济南开埠陶 道路以“经、纬”命名。济南市区面积扩大到1 0 k m 2 ，人口达到1 4 万人。1 9 1 2 年，黄河铁 路大桥建成，济南成为津浦铁路、胶济铁路交_ 7 l 枢纽，促进_ r 经济社会发展，逐步形成了 以今泉城路一带为古城中心和以经二路、经明路为商埠中心的双中心城市，人口达到2 5 乃人。 河海大学工程硕士学位论文 内，全市人口规模不超过6 2 0 万人：科技进步贡献率达到6 0 以上：全市基本普及高中教 育：建立市、区、社区三级文化、医疗、体育设施网络，健全卫生保障体系。 环境建设，2 0 l o 年环境质量要有较大改善，基本实现城市生态系统的良性循环，自然 风景和历史文化环境得到妥善保护，成为生态环境和人文环境良好的城市。 城市建设用地规模按照国家规定标准严格控制。2 0 0 5 年控制在1 8 6 k m 2 以内，2 0 1 0 年 控制在2 0 5 k m 2 以内。规划人均建设2 0 0 5 年9 4 m 2 ，2 0 l o 年9 3 m 2 。 2 3 市区排水现状及问题 济南市市区雨洪水主要经过市区排泄沟道向北汇入小清河，经小清河入海。经过市区 的排洪沟道主要有刘公河、韩仓河、龙脊河、水坡河、大辛河、全福河、柳行头河系统、 东西洛河系统、t 商河系统、兴济河、大涧沟系统、陡沟、玉符河、南太平河、虹吸干河、 北太平河、华山沟等。这些沟系中，除工商河系统、东西洛河系统、南、北太平河、虹吸 干河、华山沟为下游地区性排洪沟道外，其余沟系上游均发源于南部山区，汇水面积为 3 0 9 3 4 k m 2 。上游山区的泄洪沟道均为自然冲沟，沟道走向婉蜒弯曲，断面宽窄不一，在 5 m 1 0 0 余m 之间，纵坡大，泄洪流速快。由于上游山区绿化植被较差，而沟道边坡多数 是风化岩石和粘士，故水土流失严重。向北流经市区及郊区的排洪沟系中，下游沟道总长 度为2 2 8 4 k m ，占沟道总长度的5 2 。其中已护砌沟道长度为3 5 k m ，只占中下游沟道长度 的3 2 7 ，且防洪标准低。目前济南市污水管网总长度为1 0 0 0 多公里，其中城建部门管 辖的占8 0 ，有2 1 7 k m 属雨污合流体制o 。 济南市市区的雨洪水排放体系经历了多次的规划和治理。5 0 年代中期在土二游山区修建 了一批水库、塘坝等水利设施，排洪沟道和低洼地区随着城市的发展和旧城改造也逐年进 行了治理。拓宽修砌了一批排洪沟道，对低洼地区采取了综合治理措施，提高了这些地区 排水防涝能力，建立了城市防洪管理体系。1 9 6 4 年，在总结1 9 6 2 年7 月1 3 日洪灾的基础 上，有关部门委托建工部华东市政工程设计院( 现上海市政工程设计院) 对济南市城关地区 进行了济南市城关地区防洪扩大初步设计，并在该地区分期实施。设计范围主要是四 里山沟、广场东、西沟及羊头峪沟流域的南部山区及相应的中下游旧城区，面积3 2 9 2 k m 2 。 经十路以南防洪汇水面积1 8 6 2 k m ! ，防洪标准为：2 0 年一遇洪水设计，1 0 0 年一遇洪水校 核，投资6 5 0 万元进行r 改建，使该地区形成了比较完整、系统的排洪系统。1 9 7 4 年，济 南市市政工程设计室( 现济南市市政工程设计院) 对济南f 仃花园序地区进行了花园庄地区 济南市概况及雨洪水排泄存在的主要问题 1 9 8 7 年8 月2 6 日1 2 时 至2 7 日3 时，济南市自西向 东出现了一次高强度的降雨 过程，平阴、长清、章丘三县 市降了暴雨到大暴雨，同时平 阴、长清局部地区发生了龙卷 风，市内四个区和历城区降了 图23 鱼苗漫出池塘 图2 4 小猪放上圈顶 图2 - 5 爬围墙翻护栏穿铁路图2 - 6 市民雨中冒险过桥 特大暴雨，全市总面积5 5 2 2 k m 2 ，都在5 0 m m 以上，大于l o o m m 的有2 8 9 8 k m 2 ，占5 2 5 ， 大于2 0 0 r r n 的有4 4 3 k m 2 ，占8 ，大于3 0 0 m m 的有1 4 9 k m 2 ，占2 7 ，全市平均降雨量1 2 4 m m ， 暴雨中心历下区解放桥3 4 0 m m ，华山和王舍人两镇降雨3 1 8 m m ，是1 9 1 6 年有水文资料以来 最大的又一次暴雨洪水，小清河黄台桥水文站降雨量达3 1 9 m m ，比1 9 6 2 年2 3 l m m 多8 8 r a m ， 最大两小时雨量1 7 0 m m ，占这次雨量的5 3 ，最大6 小时雨量2 6 9 m m ，占这次雨量的8 4 ， 都是该站近7 0 年有雨量记载以来的首位，该站最大2 4 小时降雨相当于1 5 0 年一遇的暴雨 频率。小清河黄台桥水文站以上3 5 1 k m 2 流域内，平均降雨量2 3 0 n 1 i i l ，产生洪水总量5 0 0 0 万m 3 ，扣除山区水库，大明湖蓄存，腊山分洪及地面渗漏蒸发的水量约1 6 0 0 万m 3 外，自8 月2 6 日1 2 时4 0 分起至9 月3 目1 0 时3 8 分8 天内共下泄洪水3 4 0 0 万m 3 。由于小清河排 泄能力低，洪水渲泄不及，漫溢成灾，致使历卜、市中、天桥、槐荫、历城等五个区有1 8 个街道办事处，五个区属镇低洼地带积水，最大面积7 2 k m 2 ，其中，市区3 3 k m 2 ，水深一般 1 m 左右，槐荫区忠厚街一带水深达数米以上。有4 1 9 9 9 户居民1 6 4 3 4 4 人受灾，市区1 2 座 立交桥全部积水，交通中断，铁路客货运输分别中断6 至7 小时。暴雨期间全市有5 5 个 仓库8 0 5 个工厂企业进水，其中6 1 8 个被迫停产。据统计，i j 属利区、街企业所造成的直 河海大学工程硕士学位论文 接经济损失达1 5 9 亿元，财贸方面经济损失0 4 7 3 亿元，其它方面经济损失0 3 0 7 亿元， 乡镇农业损失1 3 3 亿元。这次暴雨水灾共有4 7 人死亡，6 4 2 人受伤。市区行洪河道有1 4 条3 3 处河岸被冲毁，长1 0 1 4 m ，3 0 7 2 m 2 ，另有9 处河堤冲毁，人民生命财产受到严重损失。 随着经济的快速发展，城市规模的急剧膨胀，城市水灾出现了新的特点，除了大雨大灾 外，一些短历时的强降雨，也往往造成灾害。2 0 0 4 年8 月1 0 日，济南一场大雨，城北盖家沟 配货中心附近的一个养殖场因为地势较低，占地1 9 亩的大院成了一片汪洋，养殖户损失 严重，( 图2 - 3 24 ) 。“，道路积水交通中断，市民被迫爬围墙翻护栏穿铁路雨中冒险过 桥( 图25 26 ) ”“，历山路胶济铁路下公交车被淹，城市人们的生产生活受到严重影响。 2 4 水环境不断恶化 近年来，随着城市化进程加快，经济社会的发展，在城市排水越来越困难，城市水涝 灾害频发的同时，城市水环境也在不断地恶化。城市面积扩大，一方面不透水地面增多， 雨水下渗不断减少，另一方面城市用水量的不断增加，对城区地下水不无限止的攫取，造成 城区水位下降。济南泉水时喷时停，大明湖水质恶化”“。 据统计，从1 9 7 6 年到2 0 0 3 年9 月，济南泉水断流累计5 8 l o 天，其中1 9 8 0 年一1 9 8 2 年的断流天数达8 3 1 天，水质富营养化程度加剧，湖区生态环境遭到极大破坏，大明湖连 续两年出现死鱼现象，晟严重的一次是1 9 8 0 年夏天，死鱼量达到9 万公斤。1 9 9 9 年一2 0 0 1 年9 月，泉水停喷9 0 0 多天，由于长期缺乏源头活水，大明湖污染加剧，水质一度降为劣 五类，对旅游观光也造成严重影响。 为改善大明湖水质，对大明湖的治理从来没有间断过。1 9 7 1 年至1 9 7 4 年，市政府历 时3 年多的清淤工程挖出了大量淤泥，吐故纳新的人明湖更加澄澈。1 9 9 6 年5 月，对大明 湖进行了截污治理，将原来2 0 多个入湖污水口堵住，2 0 0 1 年9 月，采取了生物净化法， 投放了价值5 0 0 万元的生物制剂，但干净了短短几天后的湖水再度被污。2 0 0 4 年1 2 月， 实施了大明湖换水工程。从8 日下午3 时开始，历时2 0 天，口引用泉水8 万i l l 3 ，湖中1 0 0 多万立方米水，大部分被新泉水所取代，湖水水质得到了暂时改善。 2 5本章小结 本章对济南市的自然状况、历史变革及社会发展现状和目标进行了简要叙述，并对济 南市排水现状及历史雨灾情况进行了调色。济南是i i l 东省省会城市，是全省的政治、经济、 济南市概况及雨洪水排泄存在的主要问题 文化、科教和旅游中心，为我国东部沿海经济开放区重要的中心城市，也是融山、泉、湖、 河、城为一体的山水城市，属国家级历史文化名城。济南市也是一个洪涝灾害发生频繁的 城市。灾害的形成主要有两个方面，一是黄河决口，形成的洪涝灾害；二是市区降雨排泄 不及，形成的雨水内涝。基本是大雨大灾小雨小灾，但随着经济的快速发展，城市规模的 急剧膨胀，城市水灾出现了新的特点，除了大雨大灾外，一些短历时的强降雨，也往往造成 严重的水涝灾害。 河海大学工程硕士学位论文 第三章济南市历山路排水难原因分析 3 1历山路排水难现象 历山路是济南市一条重要的南北通 道，南起经十一路，北到二环北路，两侧 政府机关、高校、大型商场等云集。每到 汛期，这条路大雨大淹，小雨小淹，马路成 河，给人们的生活出行带来了很多不便， 特别是胶济铁路桥下，经常有公交汽车被 淹，人们的生命财产受到了严重威胁。 2 0 0 4 年6 月1 8 日1 1 时3 0 分，泉城 暴雨骤降，1 2 时l o 分，济南电建二公司 接送职工子女的一辆大客车，载着4 8 名 小学生和3 位老师，沿历山路