滨江城镇水系规划中的防洪安全校核研究分析

1、滨江城镇水系规划中的 防洪安全校核研究分析滨江城镇地区水系规划调整势必会影响城镇的防洪安全，有必要进行设计洪水校核，对城镇水系现状和规划后的防洪能力进行评估。因此选择该课题进行研究前言论文结构1绪论2滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究3滨江城镇防洪安全校核水利计算模型4防洪安全校核在张家港市锦丰片区水系规划中的应用5总结与展望绪论河海大学问题的提出滨江城镇防洪安全新的问题 城镇化发展 水系规划调整绪论河海大学研究目的与意义本次利用滨江城镇防洪校核水利水文计算模型进行防洪安全校核研究，期望能够达到为新规划条件下的防洪除涝计划提供理论依据，为滨江城镇防洪安全提供技术支撑。绪论产汇流计算雨洪管理模型

2、（SWMM）美国陆军工程兵团模型（STORM） 芝加哥流量过程线法（CHM）英国沃林福特模型（Wallingford）河海大学国内外研究动态河网计算早期的直接解法Dronkers提出的分解解法 Fread D.L.提出的松弛迭代法提出的单元划分法绪论分析滨江城镇水系规划对防洪影响，为建立洪水校核模型提供基本支撑面；通过城镇产汇流理论和河网水动力学相结合的方法，建立相应的滨江城镇防洪安全校核水利计算模型；运用模型，以张家港市锦丰片区为例，计算出规划水平年下的河道洪水位和断面流量。河海大学主要研究内容滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究水系布局规划1.水利工程规划2.河道景观规划4.水环境水生态规划

3、3.滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究水系布局规划与防洪安全的关系河道规模确定河道功能定位河道布局湖泊规划水系布局滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究河道得到清淤清障，断面扩大，增加了行洪能力，洪峰得到削减；新开河道以及原有河道的延伸，增强了河网水系的水力联系，河流能够畅通无阻；利用水面率指标控制城镇水面量，保护了非骨干河道的总库容，增加了城镇的蓄洪能力，能够蓄积洪水。河海大学河道布局滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究湖泊位于河流的源头，湖泊不仅能够成为河流水的来源，而且雨季能够蓄滞洪水，减轻下游防洪压力；湖泊位于河流的中下游在河流汛期，对河流的径流起调蓄作用，在洪水期蓄积部分洪水，可以延缓、削

4、减河川的洪峰；在河流枯水期，湖水水面高于河水水面，则湖水流入河流，湖水补给河水，能够间接冲刷河道，保证河道规模。河海大学湖泊规划滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究河道的功能区划正是一项重要的防洪非工程措施，它以法规的形式规范河道管理和提供管理依据。功能定位中防洪标准、通航标准、绿化标准和其它技术要求，水行政主管部门可以批准或禁止河道管理范围内的新建、改建、扩建各类建设项目，从而保护堤防安全，保证河势稳定，确保行洪畅通。河海大学河道功能定位滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究 河道规模确定，如扩大河道过流面积或采取加速加大过流措施，能够使得新增雨洪安全排放，减小峰值流量。同时，河道的断面工程要求有

5、足够的稳定性和抗冲刷能力，能够抵抗洪水威胁。河海大学河道规模确定滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究水利工程规划与防洪安全的关系水利工程规划水源工程水资源保护工程水环境治理工程防洪排涝工程滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究水源工程涉及到的河道、湖泊、水库等，在未发生超标准洪水时，一般不具有防洪功能，这些河道、湖泊、水库等就没有分洪任务，这就使得水源工程涉及到的河道、湖泊、水库等附近城镇地区在一般汛期防洪任务增加。当然水源工程地区达到了防洪标准，在发生了超标准洪水时，水源工程涉及到河道、湖泊、水库等可以规划安排分洪行洪任务，作为一种防洪应急措施。河海大学水源工程滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究水

6、资源保护工程的目的是枯水期间能够留得住水，保证滨江城镇过水工程中有适量的水量。水资源保护工程在丰水期间，尤其在汛期，可以抵挡外河高水位,为内河防洪提供最外围的屏障。可以看出这时水资源保护工程其实就已经成了防洪工程了。河海大学水资源保护工程滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究 雨污分流工程对防洪产生直接影响。多雨期排雨工程能够快速排出城镇内部涝水，减少内河洪水位；排污工程能够减小污水对河道淤积的影响，保证河道水流通畅性。河海大学水环境治理工程滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究滨江城镇堤防工程可以束缚洪水，将洪水限制在行洪道内，使同等流量的水深增加，行洪流速增大，有利于泄洪排沙，使水流顺流入江入海，

7、防止漫溢成灾；水闸工程对城镇防洪有直接影响，能够控制水位，调节流量，改变自然水在地区和时间上分布不均匀的状况；圩区工程与防洪工程关系密切，应该与防洪工程一并考虑，统筹安排。河海大学防洪排涝工程滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究一方面，由于滨江城镇地区普遍存在排入河道的污水逐年增加的现象，这使得河道淤积严重，影响了河道的通畅性。另一方面，由于防洪排涝工程的实施，使得滨江城镇内低洼地区水体在调蓄能力、水体自由交换功能大大减弱。同时防洪排涝工程强调防洪安全，采用的措施可能降低了河道天然性。河海大学水环境水生态规划与防洪安全的关系滨江城镇水系规划与防洪安全关系研究一方面，以往由于认识的局限性，河道仅仅

8、注重防洪、排涝等功能，河道断面多采用传统的工程措施，但是并不合乎现代的生态景观审美观点；另一方面，只单方面考虑城镇河道景观要求，容易造成河道调蓄能力下降，由于处于滨江地区，进而有可能造成严重的工程事故。 河海大学河道景观规划与防洪安全的关系滨江城镇防洪安全校核计算模型设计暴雨计算模型河网水利计算模型产汇流计算模型滨江城镇防洪安全校核计算模型设计暴雨计算模型河网水利计算模型产汇流计算模型滨江城镇防洪安全校核计算模型设计暴雨计算模型基本原理面雨量计算 设计暴雨过程分配 设计暴雨计算 雨量频率参数估算 滨江城镇防洪安全校核计算模型河海大学面雨量计算面雨量计算方法算术平均法泰森多边形法等雨量线法滨江城

9、镇防洪安全校核计算模型Ex按矩法计算；Cv和Cs通过适线法调整确定。河海大学雨量频率参数估算滨江城镇防洪安全校核计算模型典型暴雨的确定设计暴雨过程的分配同倍比法同频率法河海大学设计暴雨过程分配滨江城镇防洪安全校核计算模型设计暴雨计算模型基本原理产汇流分区及其下垫面分类1产流计算方法2汇流计算方法3滨江城镇防洪安全校核计算模型根据城镇河网水系分布、地形特点、水利工程布局及洪水特性把研究区划分为不同的产汇流分区 。分区再根据城镇的土地利用状况划分为四种不同的下垫面类型：水面、水田、旱地（包括非耕地）和城镇。 河海大学产汇流分区及其下垫面分类滨江城镇防洪安全校核计算模型水面产流采用水量平衡方程求的；

10、水田采用水田灌排模型推求灌排水量；旱地与非耕地采用新安江三水源模型推求产流量；城镇不透水面积按照水量平衡方程推求地面径流透水面积按新安江模型计算产流量。 河海大学产流计算方法新安江三水源模型RSEP、EM R1-FRRBWWUWLWDSEUELEDRIRGQSQGQITQRSTQFR滨江城镇防洪安全校核计算模型河海大学汇流计算方法产流河网汇流坡面汇流地下汇流有无管网系统有无管网汇流滨江城镇防洪安全校核计算模型坡面汇流采用汇流曲线法；地下径流以线性水库模拟；管网汇流采用运动波方程概化；河网汇流采用一维非恒定流水流运动方程来模拟；圩区出流的处理方式受到排涝模数的限制。河海大学汇流计算方法滨江城镇防

11、洪安全校核计算模型河网水利计算模型基本原理河网概化圣维南方程组及其数值离散节点方程组求解模型参数及定解条件滨江城镇防洪安全校核计算模型河道与河道之间的交点、以及河道的两个端点处均为节点；一般两个节点之间的河道成为河段；每个河段之间至少需要概化两个断面。河海大学河网概化滨江城镇防洪安全校核计算模型河海大学圣维南方程组及其数值离散连续方程动力方程滨江城镇防洪安全校核计算模型河海大学圣维南方程组及其数值离散参数略滨江城镇防洪安全校核计算模型河海大学节点方程组求解A系数矩阵Z水位列阵R常数项阵采用超松弛迭代法 滨江城镇防洪安全校核计算模型河海大学模型参数及定解条件滨江城镇地区调蓄作用模拟参数确定潮位边

12、界的确定内边界条件确定及工程运行模拟 初始水位确定 初始流量确定 防洪安全校核在张家港市锦丰片区水系规划中的应用 防洪标准：中心城区抵御100年重现期的洪水，2010年达到这一标准；三兴、合兴镇区抵御100年重现期的洪水，2020年达到这一标准；其他镇区抵御50年重现期的洪水，在2020年达到这一标准；排涝标准：圩内20年一遇24小时暴雨当天排出，在2010年达到这一标准。锦丰片区行政区位图片区处于滨江河口处，总面积154.4km2，59月多雨锦丰片区水系及水利工程布置图整治河道:117.8km河道护岸:290.6km新建水闸:22座新建泵站:7座锦丰片区1、3、7日暴雨频率分布曲线 Ex C

13、v Cs/Cv1日 85.30 0.58 3.013日 117.5 0.51 3.017日 161.7 0.43 3.01 锦丰片区2%、1%设计暴雨时程分配将典型年1991年最大7日雨量按同频率放大锦丰片区产汇分区图新西分区: 19.15km2新锦分区: 38.45km2锦中分区: 37.83km2三兴分区: 34.35km2锦东分区: 24.62km2锦丰片区河网水系概化图防洪分区河道交汇点最高水位（m）现状近期中期远期纵向河道横向河道2%1%2%1%2%1%2%1%新西分区段山港大新横套4.444.674.164.294.144.264.134.25段山港北横套4.444.674.174

14、.304.154.274.144.26朝东圩港大新横套4.424.654.144.274.124.244.114.23朝东圩港北横套4.434.664.154.284.134.254.124.24新锦分区渡泾港大新横套4.424.654.134.264.114.234.104.22界港南中心河4.424.654.134.264.114.234.104.22锦中分区太平港北中心河4.434.664.164.294.144.264.134.25太平港南中心河4.434.664.164.294.144.264.134.25油车港悦来横套4.454.684.154.284.134.254.124.24

15、油车港合兴横套4.454.684.154.284.134.254.124.24油车港寿兴横套4.454.684.154.284.134.254.124.24二干河北中心河5.155.405.155.405.155.405.155.40三兴分区十三圩港常通港4.224.454.024.154.004.123.994.11新民丰港北中心河4.224.454.034.164.014.134.004.12三干河常通港4.204.434.014.143.994.113.984.10三干河北中心河4.204.434.014.143.994.113.984.10锦东分区三干河锦西河4.204.434.024

16、.154.004.123.994.11三干河南中心河4.214.444.024.154.004.123.994.11河海大学计算结果防洪安全校核在张家港市锦丰片区水系规划中的应用河海大学结果分析在现状条件下，由于水系的不连通，而且河道规模较小， 洪水位较高；在近期规划条件下，水系进行了系统调整，骨干河道加以拓宽和衔接，河网的通畅性得到很大提高。沿江水闸的改造，扩大了河道和水闸排洪入江能力，而针对防洪排涝规划的内河闸也能发挥很大作用，洪水位普遍下降；在中期规划条件下，有少数河道变化，河网的通畅性接近近期，平均水位降低约3cm左右；在远期规划条件下，水系的调整不大，只有几个闸泵的规划，总体上来说洪水位较中期变化不大。总结与展望通过阅读大量有关滨江城镇水系规划及防洪安全校核研究的国内外文献，以滨江城镇水系规划对防洪安全影响为出发点，建立了滨江城镇防洪安全校核水利计算模型。论文在滨江城镇水系规划对防洪影响的理论研究基础上，用滨江城镇防洪