城市防洪排涝工程设计浅谈

城市防洪排涝工程设计浅谈
【摘要】城市防洪工程是城市排涝、防洪的主要工程，城市人口密集，生产要素集中，经济发达，若遇洪灾，损失重大。

本文对城市防洪、排涝、景观等工程设计办法进行了阐述。

【关键词】城市防洪排涝景观
东莞地处南部沿海，屡受台风暴雨侵袭，防洪任务特别繁重。

而防洪标准、设计洪水、堤顶超高以及城市防洪、城市景观、城市排涝等城市其他基础设施作为城市防洪的重要组成部分，倍受政府重视。

1.城市防洪标准。

城市防洪标准是城市防洪工程设计的重要依据。

标准定得合理与否，不仅关系到工程的效益，而且关系到工程实施的可行性。

现行国家标准对城市的等级和防洪标准作了规定，以重现期作为防洪标准的表达方式，依据城市重要性或非农业人口数量来划分防洪标准的高低，若改变一个城市的防洪标准时就必须进行充分论证。

2.设计洪水；堤顶超高
堤防是城市防洪工程的重要组成部分，为保证堤防安全，堤防必须高出设计洪水位一定的超高值，但由于堤防主要分布于城区，过高的堤防不仅增加工程投资，而且对城市景观、交通等影响很大。

根据有关规范，可以作如下分析：
首先，堤防安全加高值与堤防失事后的危害程度有关，堤防越高，失事后的危害越大。

堤防的安全加高宜取大值，堤防越低，失事后的危害较小，堤防的安全加高可适当降低，平原河网地区，设计洪水位高出地面有限，堤防安全加高可取小一些。

其次，堤防安全加高与堤防断面结构的安全度有关。

若堤防高度较大，而堤身较单薄的土堤，洪水位一旦超过堤顶高程，堤防就会因漫顶溃决，则堤防的安全加高值应取大值；若堤防堤顶较宽，或堤后地面(路面)高程较大、背水坡较缓，即使洪水位超过堤顶也不会造成堤防溃决，则堤防安全加高值可适当减小。

第三，堤防的安全加高值与设计洪水位的精度有关，相邻两个级别防洪标准的设计洪水位差值越大，洪水位计算的绝对误差也大，安全加高应取大值；而一些平原城市堤防的设计洪水与高一级标准洪水位相差不多，则洪水位计算的绝对
误差也不会很大，因此安全加高值可适当降低。

按以上分析，根据有关堤防设计规范，结合广东部分城市防洪堤设计的堤顶超高调查，提出了东莞市2级和3级堤防安全加高建议值，见表l。

表1 东莞市堤防(2级、3级)安全加高建议值／m
注：表中Z Z 、Z 分别为200年、100年、50年遇标准洪水位；△h为设计洪水位与堤后地面高程的差值。

对于堤防安全加高建议值的选用还需说明以下几点：
(1)对一些特别宽的堤防、堤路结合的防洪堤，其路面宽不小于10m的，或堤防背水坡小于1：5的，由于堤防断面较大，不易溃决失事，其堤防安全加高值可取低一些，建议取用低一档△h的安全加高值。

堤后紧靠有宽度大于10m高出地面的道路，在计算
△h时，堤后地面高程可取道路路面高程。

(2)对平原地区，建议城市防洪堤的堤顶高程比农村圩堤高0.3m以上。

(3)建议值是按不允许越浪考虑的，对允许越浪的情况，仍可按建议值取用，而其影响则在波浪爬高中考虑，当波浪爬高小于0.3 m时，不计波浪爬高；当波浪爬高大于0.3m时，波浪爬高按减去0.3m考虑。

3.城市防洪工程建设应处理好几个关系
城市防洪既涉及河流，又涉及城市，城市防洪工程，既是水利工程，又是城市基础设施。

因此城市防洪工程建设应处理好与流域防洪、城市排涝、城市景观及城市其他基础设施的关系。

3.1 城市防洪与流域防洪
河道边的城市作为流域中的一个节点，其防洪应符合流域防洪规划的总体安排和要求，城市防洪标准应与流域规划相协调。

流域规划确定修建一系列流域防洪工程，如防洪水库、大规模河道疏浚等，使流域达到规划防洪标准。

近期在流域防洪工程未
实施的情况下，城市防洪工程的标准可适当降低，远期流域防洪规划实施后，应达到城市防洪所确定的标准。

城市段河道过水断面及堤距不仅要满足城市防洪的要求，还应符合流域防洪规划的要求，满足流域上游洪水的下泄。

在兴建城市防洪堤的同时，对流域内的农村防洪堤应按流域防洪规划的要求，严格控制。

除控制防洪标准、堤顶高程外，规划开口不能封闭，必要时在农村防洪堤上建充水堰，使大洪水通过充水堰进入农田，不使城市段河道洪水位过高。

3.2 城市防洪与城市景观
广东的城市多依江而建，无论是江绕城还是穿城，修建城市防洪堤都必须考虑对城市景观的影响。

城市防洪堤影响城市景观的主要因素是堤防高度和断面形式。

堤防高度是堤防对城市环境影响最大的因素。

堤防高了，把城市围在里面，势必对城市景观有较大影响。

因此，城市堤防高度不宜太大，应根据实际情况分析堤防设计水位和安全超高，必要时可通过垫高堤后地面高程来降低堤防高度。

但对超标准洪水要有切实可行的对策和措施，都要根据流域河道的实际情况尽量少留余地，确定堤防高度。

堤防断面要与城市环境相协调。

为了美观，首先，城市防洪堤尽量采用斜坡式边坡，最好采用较缓的边坡，从视觉上减小堤防的高度，并在边坡上植草皮，使城市防洪堤看上去不象人工堤防，而是天然河岸，以美化环境。

其次，堤顶宽要与市政规划相协调，尽可能宽一点，河道断面最好采用复式断面。

城市防洪堤采用复式断面，堤顶与市政道路相结合时，路面高程与地面高程基本同高。

3.3 城市防洪与其他城市基础设施
城市防洪与交通的关系。

城市防洪堤与城市道路结合，减少占地，减少工程投资。

由于一般城市靠江边的地段环境、景观都较好，江边作为休闲区，滨江路不宜太宽，不能作为城市的交通要道，否则车多势必影响江边的环境。

城市防洪与城市建设的关系。

建城市防洪堤要考虑城市建设，符合城市总体规划，与城市建设相协调，最好能与城市建设同步进行，对城建用地紧张的城市可考虑采用房屋与防洪堤相结合的措施。

城市防洪与城市排水的关系。

一般城市沿江均设许多排水口，建城市防洪堤后，势必打乱原有排水系统，应对城市排水系统重新进行规划。

3.4 城市防洪与排涝
一般城市防洪堤修建以前，外江洪水来时，城市遭洪水淹设，洪水退走时，城市雨水也与洪水一起直
接排人外江，不存在涝灾。

城市防洪堤修建后，把外江洪水挡在外面，起到了防洪作用，但若无排涝设施，城区雨水拦蓄在堤防内，不能排入外江，将发生
涝灾，因此修建城市防洪堤，一定要处理好城市排涝问题。

城市排涝标准一般以遇何种频率的暴雨城市不受涝(地面不受淹)为标准。

对城市内河网水面积很小的城市，降雨产生的地面径流需迅速外排，否则地面就要积水，这种城市的排涝工程规模与城市排水工程规模相同，宜取短历时暴雨，若城区内既有湖泊，又有河网，调蓄能力很强，短历时暴雨虽然强度很大，但总水量不大，产生的地面径流可经河网调蓄，这种城市宜取长历时暴雨进行统计，对水面调蓄能力中等的城市，应取不同历时的暴雨分别进行计算，在确定排涝工程规模时，各种情况的外包线。

一般城市防洪排涝工程布置，基本上是结合城市周边地段修建防洪堤挡外江洪水，城区内涝水通过闸、泵排入外江，使城区排涝标准以内的最高内河水位低于城市地面高程。

但城市内的地面高程往往有高有低，若内河最高水位按最低地面高程控制，则城区内河网调蓄能力大大减弱，排涝泵站工程规模和工程投资将增大。

为了避免发生上述情况，城市内最高涝水位可分级控制。

内河最高水位宜控制在大部分城市地面高程以下，但高于最低地面高程。

局部低洼地区建小圩区，小圩区内仍设排涝泵站，小圩区内最高水位控制在最低地面高程以下。

涝水先排人小圩区以外的城市内河，再排人外江，达到既解决城市排涝问题，又可适当减小排涝工程规模的目的。

参考文献
1.《防洪标准》(GB50201—94)
2.《堤防工程设计标准》(GB50286—98)
3.《城市防洪工程设计规范》(GJJ50—92)
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。