1、內(nèi)澇防治工程性措施與案例分析2013年12月12日 提綱第一部分：如何在排水系統(tǒng)低翻建的前提下提高城市排水防澇標(biāo)準(zhǔn)？第二部分：排水防澇工程性措施研究案例 寧波城區(qū) 第一部分如何在排水系統(tǒng)低翻建的前提下提高城市排水防澇標(biāo)準(zhǔn)？一、大型雨水調(diào)蓄池二、深層調(diào)蓄隧道三、分散調(diào)蓄設(shè)施一、大型雨水調(diào)蓄池CECS中國(guó)工程建設(shè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)雨水調(diào)蓄池技術(shù)規(guī)程（征求意見稿）城市雨水調(diào)蓄工程技術(shù)規(guī)范（主持新編）城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范（主持新編）調(diào)蓄削峰雨水利用初期雨水一、大型雨水調(diào)蓄池4.14.4 用于合流制排水系統(tǒng)的徑流污染控制時(shí)，雨水調(diào)蓄池的有效容積，可按下式計(jì)算：V=3600 ti(n-n0) Qdr （4.14.4

2、）式中：V調(diào)蓄池有效容積（m3）；ti調(diào)蓄池進(jìn)水時(shí)間（h），宜采用0.5h1h，當(dāng)合流制排水系統(tǒng)雨天溢流污水水質(zhì)在單次降雨事件中無(wú)明顯初期效應(yīng)時(shí)，宜取上限；反之，可取下限；n調(diào)蓄池建成運(yùn)行后的截流倍數(shù)，由要求的污染負(fù)荷目標(biāo)削減率、當(dāng)?shù)亟亓鞅稊?shù)和截流量占降雨量比例之間的關(guān)系求得；n0系統(tǒng)原截流倍數(shù)；Qdr截流井以前的旱流污水量（m3/s）； 安全系數(shù)，可取1.11.5。一、大型雨水調(diào)蓄池4.14.4A 用于分流制排水系統(tǒng)徑流污染控制時(shí)，雨水調(diào)蓄池的有效容積，可按下式計(jì)算：V=10DF（4.14.4A）式中：V調(diào)蓄池有效容積（m3）；D調(diào)蓄量（mm），按降雨量計(jì)，可取4mm8mm；F匯水面積（hm

3、2）；徑流系數(shù)；安全系數(shù)，可取1.11.5。一、大型雨水調(diào)蓄池用于削減排水管道峰值流量時(shí)，雨水調(diào)蓄池的有效容積應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)亟涤晏卣骱蜕舷掠卧O(shè)計(jì)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)的差異經(jīng)計(jì)算確定。可按下式計(jì)算：式中：脫過(guò)系數(shù)，取值為調(diào)蓄池下游設(shè)計(jì)流量和上游設(shè)計(jì)流量之比；Q調(diào)蓄池上游設(shè)計(jì)流量Q(m3/min) b、n暴雨強(qiáng)度公式參數(shù)；t降雨歷時(shí)，t=t1+t2；t1地面集水時(shí)間，一般取10min15min；t2管內(nèi)流行時(shí)間（min）。下游設(shè)計(jì)流量上游設(shè)計(jì)流量脫過(guò)系數(shù)調(diào)蓄量一、大型雨水調(diào)蓄池調(diào)蓄池主體設(shè)計(jì)與構(gòu)造豎向布置雨水調(diào)蓄池的超高不宜小于0.5m一、大型雨水調(diào)蓄池入口1入口2出水進(jìn)水管入口管調(diào)蓄池平面布置 ：矩形、圓形進(jìn)

4、水管布置：一、大型雨水調(diào)蓄池底部構(gòu)造 ：平底結(jié)構(gòu)、多個(gè)平行溝槽、連續(xù)溝槽多個(gè)平行溝槽（夢(mèng)清園調(diào)蓄池）連續(xù)溝槽（昌平調(diào)蓄池）二、深層調(diào)蓄隧道2、美國(guó)芝加哥調(diào)蓄隧道和水庫(kù)計(jì)劃調(diào)蓄標(biāo)準(zhǔn)（mm）內(nèi)環(huán)內(nèi)外環(huán)間合流制分流制合流制分流制水質(zhì)改善115115防汛標(biāo)準(zhǔn)提高77-合計(jì)1812115上海市中心城初期雨水治理規(guī)劃上海市水務(wù)局，2012年7月6、上海中心城區(qū)深層調(diào)蓄隧道二、深層調(diào)蓄隧道（1）、上海市中心城區(qū)應(yīng)對(duì)內(nèi)澇技術(shù)研究與工程示范（2013年上海市科委重大項(xiàng)目）（2）、福建北、大名、武進(jìn)排水系統(tǒng)提標(biāo)改造研究（3）、霍山、惠民、松潘排水系統(tǒng)提標(biāo)改造研究 研究目的：在避免管道大面積翻建的前提下，解決排水系

5、統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)提高和初期雨水污染控制問題。二、深層調(diào)蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調(diào)蓄隧道（2）、福建北、大名、武進(jìn)排水系統(tǒng)提標(biāo)改造研究系統(tǒng)名稱服務(wù)面積/km2現(xiàn)狀重現(xiàn)期/年原規(guī)劃重現(xiàn)期/年本研究重現(xiàn)期/年排水體制福建北1.41113合流制大名0.86133合流制武進(jìn)0.70113合流制二、深層調(diào)蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調(diào)蓄隧道霍山、惠民排水系統(tǒng)現(xiàn)狀0.5年一遇1 年一遇紅色管段系未達(dá)到1年重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)二、深層調(diào)蓄隧道現(xiàn)狀按0.5年一遇校核局部仍有積水與2010年8月積水點(diǎn)調(diào)查報(bào)告相符積水點(diǎn)面積約6%二、深層調(diào)蓄隧道 第二部分排水防澇工程性措施研究案例 寧波城區(qū)一、排水能力模擬評(píng)估二、洪澇分治工程措施三、

6、區(qū)域提標(biāo)改造方案四、立交提標(biāo)改造方案五、提標(biāo)改造效果評(píng)估1949年以來(lái)對(duì)寧波直接影響臺(tái)風(fēng)：120余場(chǎng)累計(jì)經(jīng)濟(jì)損失超800多億元，死亡4000余人。近10年：強(qiáng)臺(tái)風(fēng)10余場(chǎng)：“云娜”、“海棠”、“麥莎”、“泰利”、“卡努”、“桑美”、“羅莎”、“莫拉克”、“梅花”、“海葵” 、“菲特”等。累計(jì)受災(zāi)人口700余萬(wàn)，直接經(jīng)濟(jì)損失超550億元，是建國(guó)前50年的2.2倍。臺(tái)風(fēng)“海葵”：直接經(jīng)濟(jì)損失102億元臺(tái)風(fēng)“菲特”：直接經(jīng)濟(jì)損失333億元，其中城區(qū)97億。頻率越來(lái)越高，損失越來(lái)越大！寧波市遭受臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害狀況現(xiàn)狀問題及原因分析20112013年5場(chǎng)典型暴雨：138個(gè)易澇點(diǎn)雨水就近重力流排放模式受制于內(nèi)

7、河水位；管道排水標(biāo)準(zhǔn)偏低，大部分為1年一遇；雨水強(qiáng)排能力不足；低洼地較多，極易發(fā)生內(nèi)澇，（50%為易澇點(diǎn)）。城區(qū)內(nèi)澇的深層次原因（1）快速城市化導(dǎo)致徑流系數(shù)增大，加之極端降雨事件導(dǎo)致市區(qū)內(nèi)澇頻發(fā)（2）“外洪”與“內(nèi)澇”交織，洪水難以調(diào)控（3）內(nèi)河水系泄洪排澇能力不足，“中滯”削弱、“內(nèi)疏”梗阻，雨、澇、洪水難以排出運(yùn)用較廣的免費(fèi)計(jì)算機(jī)模型HEC-HMS陸軍工程兵團(tuán)開發(fā)，采用SCS曲線數(shù)法用于產(chǎn)流和地表漫流過(guò)程計(jì)算，不涉及管渠內(nèi)流動(dòng)HEC-RAS陸軍工程兵團(tuán)開發(fā)，用于河道水位計(jì)算，不涉及產(chǎn)流TR-55美國(guó)土壤保持局開發(fā)，與SCS法配合用于產(chǎn)流和地表漫流過(guò)程計(jì)算，不涉及管渠內(nèi)流動(dòng)SWMM美國(guó)聯(lián)邦環(huán)

8、保署開發(fā)的免費(fèi)軟件涵蓋產(chǎn)流、地表漫流和管網(wǎng)及河道匯流全過(guò)程計(jì)算采用扣損法計(jì)算產(chǎn)流一、排水能力模擬評(píng)估1.1 模擬工具運(yùn)用較廣的商業(yè)軟件StormCAD，PondPackBentley公司開發(fā)，前者用于雨水管渠設(shè)計(jì)，采用推理公式法后者主要用于雨水調(diào)蓄池尺寸的設(shè)計(jì)后者可采用SCS曲線數(shù)法，推理公式法和扣損法CulvertMasterBentley公司開發(fā)，主要用于公路涵洞設(shè)計(jì)InfoWorks英國(guó)商業(yè)軟件，涵蓋產(chǎn)流和匯流所有環(huán)節(jié)采用SCS曲線數(shù)法、推理公式法和扣損法等XP-SWMM美國(guó)商業(yè)軟件，基于SWMM算法功能與InfoWorks類似一、排水能力模擬評(píng)估1.1 模擬工具將城市雨水管網(wǎng)的詳細(xì)信息

9、導(dǎo)入模型，根據(jù)水系規(guī)劃和防洪規(guī)劃，確定內(nèi)河水位的邊界條件，對(duì)不同降雨?duì)顩r進(jìn)行模擬。某商業(yè)軟件一、排水能力模擬評(píng)估1.1 模擬工具1.2、江東區(qū)劃分為16個(gè)片區(qū)；鄞東南內(nèi)河規(guī)劃水位：常年低水位：0.87m常水位：1.27m常年高水位：1.57m警戒水位：1.9m保證水位：2.3m臺(tái)風(fēng)時(shí)的水位：海葵最高水位：2.4m菲特最高水位：2.49m一、排水能力模擬評(píng)估1.3、管道排水能力評(píng)估結(jié)論（1）內(nèi)河水位控制在規(guī)劃常水位左右：現(xiàn)狀雨水管網(wǎng)基本1年一遇，局部地區(qū)低于1年一遇，大量管道已處于超負(fù)荷狀態(tài)，排水的余量非常小；當(dāng)降雨達(dá)到3年一遇和5年一遇的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，積水點(diǎn)開始大量出現(xiàn)，且與實(shí)測(cè)的易澇點(diǎn)統(tǒng)計(jì)資料基本

10、吻合；現(xiàn)狀管徑過(guò)小、設(shè)計(jì)不合理是制約市區(qū)排水能力的最關(guān)鍵因素。一、排水能力模擬評(píng)估控制內(nèi)河水位是關(guān)鍵！（2）內(nèi)河水位從規(guī)劃常水位逐漸提高至警戒水位以上：雨水重力流自排取決于管道水位差（0.50.90米，大部分0.6米），城區(qū)大部分地面2.5米，需要內(nèi)河水位控制在1.81.9米。隨著內(nèi)河水位的上漲，管網(wǎng)重力排水能力逐漸減小，積水點(diǎn)逐漸增加；達(dá)到警戒水位以上，管網(wǎng)重力排水基本失效，積水點(diǎn)大幅增加；水位高、強(qiáng)排能力差是最關(guān)鍵制約因素，增加管徑作用很小。大部分地面2.5米（黃鸝新村等區(qū)域甚至低于2.2米）警戒水位1.81.9米保證水位2.22.3米堤防設(shè)計(jì)最高安全水位保證水位可以保證防洪堤的安全，不能

11、保證市區(qū)重力排水所需的水位差。臺(tái)汛期間發(fā)生長(zhǎng)時(shí)間暴雨，內(nèi)河抬高到保證水位，城區(qū)出現(xiàn)大面積積水。二、能力評(píng)估水位差：0.50.90米，大部分0.6米常水位1.11.3米1.3、管道排水能力評(píng)估結(jié)論二、洪澇分治工程措施2.1 鄞西地區(qū)計(jì)算區(qū)域：沿山的湖泊河、姚江、奉化江、鄞州大道所包圍的區(qū)域；河段數(shù)：152條；排放口：12個(gè)；閘門：計(jì)算區(qū)域內(nèi)共設(shè)4道閘門雨量： 1、3、5、10、20、50、100a；子匯水區(qū)：30片；二次開發(fā)的SWMM模型工況1：沿江無(wú)泵站；工況2：沿江設(shè)置泵站；工況3：沿江設(shè)置泵站，同時(shí)設(shè)置閘門二、洪澇分治工程措施2.1 鄞西地區(qū)工況1：鄞西現(xiàn)有河網(wǎng)水系的排澇能力不足于承受10

12、年一遇的降雨。工況2：沿江設(shè)置泵站后，鄞西現(xiàn)有河網(wǎng)水系可承受50年一遇的降雨。工況3：鄞西區(qū)域內(nèi)設(shè)泵設(shè)閘后，可抵御100年一遇的降雨。二、洪澇分治工程措施2.2 鄞東南地區(qū)方案一：蓄控+分片強(qiáng)排方案。方案二：洪澇分治方案。二、洪澇分治工程措施2.2 鄞東南地區(qū)推薦方案一：蓄控+分片強(qiáng)排方案二、洪澇分治工程措施2.2 鄞東南地區(qū)計(jì)算區(qū)域：奉化江以東、甬江以南、小浹江以西、鄞奉界河以北；河段數(shù)：197條；排放口：17個(gè)；雨量計(jì)： 7個(gè)，分別為1a、3a、5a、10a、20a、50a、100a；子匯水面積：37片。工況1：沿江無(wú)泵站；工況2：沿江設(shè)置泵站；工況3：沿江設(shè)置泵站，同時(shí)設(shè)置閘門二、洪澇分

13、治工程措施2.2 鄞東南地區(qū)工況1：鄞東南現(xiàn)有河網(wǎng)水系的排澇能力不足于承受5年一遇的降雨。工況2：沿江設(shè)置泵站后，鄞東南現(xiàn)有河網(wǎng)水系可承受50年一遇的降雨。工況3：鄞東南區(qū)域內(nèi)設(shè)泵設(shè)閘后，可抵御100年一遇的降雨。二、洪澇分治工程措施2.3 江北地區(qū)根據(jù)現(xiàn)行甬江流域防洪治澇規(guī)劃，慈江排水系統(tǒng)、江北沿山大河排水系統(tǒng)、江北大河排水系統(tǒng)均為江北地區(qū)的主要防洪排澇通道。由于城區(qū)多條內(nèi)河與姚江、甬江和外海溝通，若按照規(guī)劃實(shí)施慈江和沿山大河排水系統(tǒng)工程，以及沿姚江和甬江沿岸設(shè)置翻水泵站，通過(guò)模型模擬表明，江北地區(qū)的河網(wǎng)防澇能力可提升至100年一遇。因此，本報(bào)告未研究新的河道工程措施。二、洪澇分治工程措施2

14、.3 江北地區(qū)計(jì)算區(qū)域：河段數(shù)：122條；排放口：14個(gè)；泵站：水泵開啟水位1.80 m（警戒水位），關(guān)閉水位1.33m（常洪水位）；雨量計(jì)： 7個(gè)，分別為1、3、5、10、20、50、100a；子匯水面積：29片。工況1：沿江無(wú)泵站； 工況2：沿江設(shè)置泵站。工況1：江北現(xiàn)有河網(wǎng)水系的排澇能力基本可承受10年一遇的降雨。工況2：沿江設(shè)置泵站后，江北現(xiàn)有河網(wǎng)水系可承受50年一遇的降雨。二、洪澇分治工程措施2.3 江北地區(qū)三、區(qū)域提標(biāo)改造方案下立交等地區(qū)排水能力綜合提升工程城區(qū)主干道路管網(wǎng)提標(biāo)改造工程雨水管網(wǎng)排澇能力提升工程局部低洼小區(qū)改造工程城區(qū)內(nèi)河水系整合整治工程工程措施三、區(qū)域提標(biāo)改造方案3

15、.1 海曙區(qū)孝聞片區(qū)1）孝聞?dòng)晁谜荆毫髁?.17m3/s。2）孝聞街：雨污分流改造，新建dn3000的雨水管道1200m；3）永豐路：新建dn600的雨水管道930m，并將整條路的雨水管連通；4）文昌街：新建dn1000的雨水管道330m；5）效實(shí)巷：新建dn600的雨水管道230m；6）中憲巷：新建dn1200的雨水管道180m。5年一遇時(shí)現(xiàn)狀投資匡算：7000萬(wàn)元（不計(jì)支管）三、區(qū)域提標(biāo)改造方案3.2 大河路雨水泵站區(qū)域解決曙光社區(qū)、荷池新村、潛龍社區(qū)、劃船社區(qū)、甬港等社區(qū)內(nèi)澇問題；該區(qū)域地勢(shì)低洼、內(nèi)部排水管道標(biāo)準(zhǔn)偏低和雨污混接嚴(yán)重；建立封閉區(qū)域，雨水經(jīng)管道收集后通過(guò)泵站強(qiáng)排入奉化江；應(yīng)

16、結(jié)合大河路泵站的改造進(jìn)行， 強(qiáng)排范圍可以視情況擴(kuò)大或縮小；改造后達(dá)到5年一遇。投資匡算；2.0億元（不計(jì)支管）二、深層調(diào)蓄隧道解放路：直徑35m，長(zhǎng)度約2.6km。百丈路：直徑35m，長(zhǎng)度約4.5km。三、區(qū)域提標(biāo)改造方案3.2 大河路雨水泵站區(qū)域三、區(qū)域提標(biāo)改造方案討論：是否違反國(guó)標(biāo)？移動(dòng)泵車3000 m3/h；應(yīng)急性固定式強(qiáng)排泵站6000 m3/h。35年一遇：12萬(wàn)m3/h。雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期: 新建地區(qū)應(yīng)按本規(guī)定執(zhí)行，原有地區(qū)應(yīng)結(jié)合地區(qū)改建、道路建設(shè)等更新排水系統(tǒng)，并按本規(guī)定執(zhí)行。四、立交提標(biāo)改造方案室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范（2013年版）報(bào)批稿：立體交叉道路排水系統(tǒng)1、設(shè)計(jì)重現(xiàn)期不小于10年

17、，位于中心城區(qū)的重要地區(qū)，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為20年30年，同一立體交叉道路的不同部位可采用不同的重現(xiàn)期；2、地面集水時(shí)間應(yīng)根據(jù)道路坡長(zhǎng)、坡度和路面粗糙度等計(jì)算確定，一般為2min10min；3、徑流系數(shù)宜為0.81.0；4、下穿式立體交叉道路的地面徑流，具備自流條件的，可采用自流排除，不具備自流條件的，應(yīng)設(shè)泵站排除；5、采用泵站排除地面徑流時(shí)，應(yīng)校核泵站及配電設(shè)備的安全高度，避免因泵站受淹導(dǎo)致水泵無(wú)法啟動(dòng)。6、下穿式立體交叉道路引道兩端應(yīng)采取措施，控制匯水面積，減少坡底聚水量。立體交叉道路宜采用高水高排、低水低排，且互不連通的系統(tǒng)；7、宜采取設(shè)置調(diào)蓄池等綜合措施達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。五、提標(biāo)改造效果

18、評(píng)估35a3a5a5.1 管網(wǎng)排水能力五、提標(biāo)改造效果評(píng)估5.2 河道排澇能力 內(nèi)河排澇能力可達(dá)到100年一遇；經(jīng)“海葵”臺(tái)風(fēng)降雨數(shù)據(jù)復(fù)核，可達(dá)到寧波市區(qū)的排澇要求（24小時(shí)降雨24小時(shí)排除）。結(jié)語(yǔ) 1、內(nèi)澇防治工程應(yīng)由排水管網(wǎng)和城市河道等協(xié)同作用，才能達(dá)到新的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。2、模型模擬結(jié)果顯示，通過(guò)局部管道的調(diào)整，排水系統(tǒng)的提標(biāo)改造是能夠?qū)崿F(xiàn)的。3、排水系統(tǒng)提標(biāo)改造、雨水源頭控制、水環(huán)境綜合整治、排水單位的調(diào)配應(yīng)綜合統(tǒng)一考慮。討論+合作！2013年12月6日上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司上海城市排水系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心（籌）城市內(nèi)澇防控技術(shù)研究中心呂永鵬 博士yongpenglzg支霞輝呂永鵬)2013年12月6日修 訂 內(nèi) 容 城區(qū)類型城鎮(zhèn)類型 中心城區(qū)非中心城區(qū)中心城區(qū)的重要地區(qū)中心城區(qū)地下通道和下沉式廣場(chǎng)等 特大城市35235103050大城市25235102030中等城市和小城市2323351020表3.2.4 雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期（年）注：1 按表中所列重現(xiàn)期設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度公式時(shí)，均采用年最大值法。 2 特大城市指市區(qū)人口在500萬(wàn)以上的城市；大城市指市區(qū)人口在100萬(wàn)500萬(wàn)的城市； 中等城市和小城市指市區(qū)人口在100萬(wàn)以下的