城市防洪排涝概论及总体规划.ppt

1、2020/9/1,1,第四章 城市防洪排涝工程与管理,8学时,2020/9/1,2,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,2020/9/1,3,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,2020/9/1,4,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

2、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。,2020/9/1,5,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。,2020/9/1,6,2020/9/1,7,2020/9/1,8,2020/9/1,

3、9,2020/9/1,10,2020/9/1,11,2020/9/1,12,2020/9/1,13,一、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,2020/9/1,14,（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

4、，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。,2020/9/1,15,（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

5、，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：,2020/9/1,16,（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

6、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。,2020/9/1,17,（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

7、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。,2020/9/1,18,（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。,20

8、20/9/1,19,（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1050年的防洪标准。,2020/9/1,20,（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

9、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。,2020/9/1,21,（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

10、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。,2020/9/1,22,二、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,2020/9/1,23,（一）总体规划基本原则

11、,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。,2020/9/1,24,（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

12、、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。,2020/9/1,25,（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

13、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100200m。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。,2020/9/1,26,（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

14、、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。,2020/9/1,27,（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

15、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。,2020/9/1,28,（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

16、。 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：,2020/9/1,29,（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

17、标推根据城市等别和洪灾类型按表44分析确定：,2020/9/1,30,（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,2020/9/1,31,（四）防洪建筑物的防洪标准,5.其他标准：包括航运防洪标

18、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标准，应用时按照相关类别标准采用。 6.防洪建筑物的级别、安全超高和稳定安全系数 ： 城市防洪建筑物，按其作用和重要程度分为永久性建筑物和临时性建筑物；永久性建筑物又分为主要和次要建筑物。各种防洪建筑物级别按表（4-8）确定。 城市防洪建筑物安全超高，主要是考虑洪水计算可能存在的误差、泥沙淤积造成水位的暂时抬高等各种不利因素的影响，而采取的一种弥补的措施；城市防洪建筑物的安全超高应符合表（4-9）的规定。 城市防洪建筑物的稳定安全系数，按照规范选择确定 。,2020/9/1,32,（五）总体规划的主要内容和方法步骤,1.基础

19、资料的搜集、整理和分析：一般包括对被保护城市历次发生洪水的特点和被保护对象在城市总体规划与国民经济中的地位进行分析；对自然资料的整理分析；对城市现有防洪设施抗洪能力的分析。 2.防洪标准的选定：以中华人民共和国行业标准城市防洪工程设计规范为准。首先确定城市等别；然后按城市洪灾成因确定所属洪灾类型，分析洪灾特点、损失大小、抢险难易、投资条件等因素，在规范规定的范围内合理选定城市防洪标准。 3.总体设计方案的拟定、比较与选定 ：在拟定总体设计方案时，首先应明确城市在流域中的政治、经济地位和城市总体规划对防洪的具体要求，其次拟定几个综合性的可行防洪方案，分别计算其工程量、投资、淹没、占地、效益等指标

20、。最后，通过政治、经济、技术分析比较，选定最优方案。,2020/9/1,33,（六）河洪防治,河洪防治除了要遵循城市防洪规划的一般原则外，还要注意 ： 1.防止对河道产生有害的影响 ：防洪总体规划设计应避免或减少对河道水流流态、泥沙运动等不利影响，防止河道产生有效的冲刷和淤积，应尽量考虑不改变自然水流条件，保护河床、海岸稳定。 2.河流上下游、左右岸的关系：城市防洪总体规划设计应与河流上下游、左右岸流域防洪设施相协调，注意城乡结合部不同防洪标准的衔接处理。 3.与江河规划和河流的关系 ：一般城市市区排洪能力有限，若单纯依靠市区筑堤泄洪，堤顶较高，堤身很大，将对城市环境造成严重的不利影响，所以城

21、市防洪工程总体规划必须与江河防洪规划相协调。,2020/9/1,34,（六）河洪防治,4.分（滞）洪工程 ：分洪与滞洪工程，在城市防洪中的作用，是将超过下游河道(或河段)安全泄量部分的洪水，导入其它河流或原河下游，或分流入滞洪区蓄存，以减轻下游河道(或河段)的负担。山洪治理中也可因地制宜地将部分山洪导入滞洪区或分流至邻近的山洪沟，以减少排洪渠道的工程量。分洪与滞洪工程，一般包括进洪工程(分洪闸或分洪口门)、泄洪工程(泄洪闸或泄洪口门)、分洪道、滞洪区。 5.与市政设施的关系 ：由于江河两岸市政设施密集，防洪工程须与市政工程相互协调。总体设计应与航运码头、污水截流管、滨河公园、等统筹安排，充分发

22、挥防洪设施多功能作用。 6.防洪与地形、水系的关系 ：例如平原、湖洼地区的城市主要依靠堤防抵御洪水，堤防长时间受到高水位浸泡容易出现险情，威胁城市安全。人类活动和河道变化会改变江河洪水特征，使江河洪水水文背景不一致，从而影响洪水分析计算成果。,2020/9/1,35,（七）海潮防治,防海潮工程总体设计一般考虑以下事项： 1.正确确定设计高潮位和风浪侵袭高度：沿海城市不仅遭受天文潮袭击，更主要的是来自风暴潮。因此，必须详细调查研究、分析海潮变化规律，正确确定设计高潮位和风浪侵袭高度。 2.要尽可能符合天然海岸线：天然海岸线是多年形成的，一般比较稳定。因此，总体布置要尽可能地不破坏天然海岸线，以免

23、影响海水在岸边的流态和产生新的冲刷或淤积。 3.要充分考虑海潮与河洪的遭遇：在防洪措施上，除了采取必要的防潮设施外，有时还需要在河流上游采取分(蓄)洪设施，以削减洪峰；在河口适当位置建防期间，以抵挡海潮影响。,2020/9/1,36,（七）海潮防治,4.与市政建设和码头建设相协调：防潮工程在考虑安全和经济的情况下，构筑物造型要美观，使其与优美的环境相协调。为了美化环境，常在沿海地带建设滨海道路、滨海公园以及游泳场等。沿海城市的码头建设，占用城市海岸较长，对城市防潮是个有利条件，应很好配合利用，但应注意码头建设不要侵占行洪河道，避免洪水在入海口受阻， 5.因地制宜选择防潮工程结构形式和消浪设施：

24、当海岸地形平缓，有条件修建海堤和坡式护岸时，应优先选用坡式护岸，以降低工程造价。为了降低堤顶高程，通常采用坡面加糙的方法来有效地削减风浪。,2020/9/1,37,（八）山洪防治,1.与流城防洪规划相配合 ：当依靠修筑堤防加大泄水量仍不能满足防洪要求时，可以结合城市给水、发电、灌溉，在城市上游修建水库来削减洪峰。 2.工程措施与非工程措施相结合：针对对水土流失比较严重、沟壑发育的山洪沟，可采用工程措施与生物措施相结合。 3.按水流形态和沟槽发育规律分段治理： 上游段为集水区：防治措施主要为植树造林，挖鱼鳞坑，挖水平沟，水平打拢，修水平梯田等。防止坡面侵蚀，达到蓄水保土。 中游段为沟壑地段：为防

25、止沟谷下切引起两岸崩塌，一般多在冲沟上设置多道谷坊，层层拦截，使沟底逐渐实现川台化，为农林牧业创造条件。 下游段为沉积区：由于山洪沟坡度减缓，流速降低，泥砂淤积，水流漫溢，沟床不定。一般采取整治和固定沟槽，使山洪安全通过市区，排入江河。,2020/9/1,38,（八）山洪防治,4.全面规划，分期治理 ：在治理步骤上可以将各条山洪沟按照危害程度区别轻重缓急；在治理方案上应先治坡、后治沟，分期治理，治好一条沟后，再治另一条沟。 5.因地制宜的选择排泄方案 ：首先应尽可能的就近、分散排入江河；当地形条件许可时，山洪应尽量采取高水高排，以减轻滨河地带排水负担；当山洪沟汇水面积较大，市区排水设施承受不了设计洪水时，