CN114757806A - 一种城市防洪排涝管控中心的规划部署方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种城市防洪排涝管控中心的规划部署方法。所述城市防洪排涝管控中心的规划部署方法包括：区域防洪规划、洪水计算；所述区域防洪规划包括有规划、目标和标准；所述规划包括在调查研究的基础上，来确定防洪保护对象、治理目标、防洪标准及防洪任务，进而来确定防洪体系的综合布局；所述综合布局包括设计洪水与超标洪水的总体安排及其相对应的防洪措施。本发明提供的城市防洪排涝管控中心的规划部署方法提高保护区的防洪标准，保护人民生命财产的安全，在遭遇洪水时能够做到保持或尽快恢复正常的生产与生活，将抵御洪水的观点转化为洪水控制管理，加强非工程措施的建设的优点。

Description

一种城市防洪排涝管控中心的规划部署方法

技术领域

本发明属于防洪排涝技术领域，尤其涉及一种城市防洪排涝管控中心的规划部署方法。

背景技术

当前各大城市的防洪排涝工作，主要是通过在水库、湖泊、污水泵站、街道附近的雨水泵站等拥有蓄水能力的站点，根据各自站点的调蓄能力，设置数量不等的水闸、水泵等设备，利用PLC作为控制器进行设备的启停控制，进行蓄水量的存储及排放。当汛期或者恶劣天气来临，各个站点通过手机、电话等通信工具，接收来自远方的水利局等相关部门的调度指令，然后DCS控制系统，进行库容量的调节，相关技术中，公开了一种防洪排涝管控中心的规划部署方法和系统，将各调蓄站点按位置和类型进行分区域部署，每个区域内的所有调蓄站点均连接一区域调度中心，各区域调度中心再由一个智能管控中心统一管控；所述智能管控中心实时采集对应区域内的各调蓄站点的相关信息并结合实时的气象预报数据在汛前、汛中、汛后通过各区域调度中心进行水位的综合调度管理。本发明通过三层网络设计，实现各调蓄站点的水雨情信息共享，汛前可通过模拟仿真预测灾害的具体情况，并下发综合调度指令，以各调蓄站点提前预腾库容减缓灾害的发生。

但是，上述结构中还存在不足之处，城市化发展引发城市水文特性的变化，导致洪峰流量和洪水总量的增加，使现有防洪工程承担了巨大的压力，同时，由于城市暴雨径流的增加，现状的排水设施难以满足城市排水的要求，导致城市近年来诸多城市发生严重内涝，影响人民的生活及社会安定。

因此，有必要提供一种新的城市防洪排涝管控中心的规划部署方法解决上述技术问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种提高保护区的防洪标准，保护人民生命财产的安全，在遭遇洪水时能够做到保持或尽快恢复正常的生产与生活，将抵御洪水的观点转化为洪水控制管理，加强非工程措施的建设的城市防洪排涝管控中心的规划部署方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的城市防洪排涝管控中心的规划部署方法包括：区域防洪规划、洪水计算；

所述区域防洪规划包括有规划、目标和标准；

所述规划包括在调查研究的基础上，来确定防洪保护对象、治理目标、防洪标准及防洪任务，进而来确定防洪体系的综合布局；

所述综合布局包括设计洪水与超标洪水的总体安排及其相对应的防洪措施，划定洪泛区、蓄滞洪区和防洪保护区，规定其使用原则，并对已拟定的工程措施进行方案比选，初步选择合适的工程设计特征值，来估算施工所需要的投资，并对环境影响和防洪效益进行评价，从而来编制规划报告等；

所述目标是根据所在河流的洪水特性、历史洪水灾害，规划范围内的经济有关部门和社会各方面对防洪的要求及国家或地区政治、经济、技术等条件，考虑需要对保护对象在规划水平年应达到的防洪标准和减少洪水灾害损失的能力，包括尽可能的防治毁灭性灾害的应急措施；

所述标准是各种防洪保护对象或水利工程本身要求达到的防御洪水的标准，所述保护对象不受洪水损害最大限度所能抵御的洪水标准，其中保护对象是指容易受到洪水的危害，进而有必要实施一定的措施，确保其安全的对象，在制定防洪标准时，依照防洪的要求，结合社会、经济、政治情况，综合论证加以确定，且在条件允许时，可采取不同防洪标准所能降低的洪灾经济损失与防洪所需的费用对比，并且防洪标准的高低，直接取决于保护对象的规模、重要性、洪灾的严重性。

作为本发明的进一步方案，所述洪水计算包括有计算标准和计算方法，所述计算标准包括如下：

(1).正常运行洪水也称频率洪水，通过洪水的重现期(频率)表示，是诸多水利工程进行防洪安全设计时所选用的洪水；

(2).非常运行洪水即最大可能洪水，使用具有严格限制，通常在水利工程一旦失事将对下游造成非常严重的灾难时使用，将其作为一级建筑物非常运用时期的洪水标准。

作为本发明的进一步方案，所述计算方法包括半理论半经验的近似推理公式，其原理是在稳定的降雨强度下，当降雨历史大于或等于集水时间即汇水面积上最远点的水流到设计断面的时间时，出现的最大流量，其计算如下：

其中，上述式中，Q_m－为设计洪峰流量，m³/s；

ψ－径流系数；

S_P－为暴雨雨力，mm/s；

τ－流域汇流时间，h；

n－暴雨强度递减系数；

F－汇水面积，km²；

L－主河槽长度，km；

m－汇流参数；

θ－集水特征参数；

J－主河槽平均坡降；

并且上述公式具有以下特性：

(1).所述推理公式源于暴雨洪峰流量计算公式，按照等流时线原理，应用扣损法推导出径流系数，选择适当的换算系数后得到的；

(2).所述推理公式可根据降雨历史和汇流时间，分为全面汇流和部分汇流两种情况，且推求过程中隐含着假定了一条通过各个时段雨量同频率控制的设计暴雨过程线，因此推理公式法不仅能计算洪峰流量,还可以采用“概化多峰三角形过程线”,通过净雨过程推求洪水过程线；

(3).计算过程中径流系数Ψ常采用定值，然而实际降雨过程中，径流系数是变值，随降雨历时的增大而增大。

与相关技术相比较，本发明提供的城市防洪排涝管控中心的规划部署方法具有如下有益效果：

1、本发明通过提高保护区的防洪标准，保护人民生命财产的安全，在遭遇洪水时能够做到保持或尽快恢复正常的生产与生活，将抵御洪水的观点转化为洪水控制管理，加强非工程措施的建设。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明保护区的防护等级和防洪标准的结构示意图。

具体实施方式

请结合参阅图1，其中，图1为本发明保护区的防护等级和防洪标准的结构示意图。城市防洪排涝管控中心的规划部署方法包括：区域防洪规划、洪水计算；

所述区域防洪规划包括有规划、目标和标准；

所述规划包括在调查研究的基础上，来确定防洪保护对象、治理目标、防洪标准及防洪任务，进而来确定防洪体系的综合布局；

所述综合布局包括设计洪水与超标洪水的总体安排及其相对应的防洪措施，划定洪泛区、蓄滞洪区和防洪保护区，规定其使用原则，并对已拟定的工程措施进行方案比选，初步选择合适的工程设计特征值，来估算施工所需要的投资，并对环境影响和防洪效益进行评价，从而来编制规划报告等；

所述目标是根据所在河流的洪水特性、历史洪水灾害，规划范围内的经济有关部门和社会各方面对防洪的要求及国家或地区政治、经济、技术等条件，考虑需要对保护对象在规划水平年应达到的防洪标准和减少洪水灾害损失的能力，包括尽可能的防治毁灭性灾害的应急措施；

防洪规划的制定应遵循确保重点、兼顾一般，遵循局部与整体、需要与可能、近期与远景、工程措施与非工程措施、防洪与水资源综合利用相结合的原则，在制定研究具体方案的过程中，要充分考虑洪涝规律和上下游、左右岸的要求，处理好蓄与泄、一般与特殊的关系，并注意规划和土地利用规划相协调。

所述标准是各种防洪保护对象或水利工程本身要求达到的防御洪水的标准，所述保护对象不受洪水损害最大限度所能抵御的洪水标准，其中保护对象是指容易受到洪水的危害，进而有必要实施一定的措施，确保其安全的对象，在制定防洪标准时，依照防洪的要求，结合社会、经济、政治情况，综合论证加以确定，且在条件允许时，可采取不同防洪标准所能降低的洪灾经济损失与防洪所需的费用对比，并且防洪标准的高低，直接取决于保护对象的规模、重要性、洪灾的严重性。

所述洪水计算包括有计算标准和计算方法，所述计算标准包括如下：

(1).正常运行洪水也称频率洪水，通过洪水的重现期(频率)表示，是诸多水利工程进行防洪安全设计时所选用的洪水；

(2).非常运行洪水即最大可能洪水，使用具有严格限制，通常在水利工程一旦失事将对下游造成非常严重的灾难时使用，将其作为一级建筑物非常运用时期的洪水标准。

所述计算方法包括半理论半经验的近似推理公式，其原理是在稳定的降雨强度下，当降雨历史大于或等于集水时间即汇水面积上最远点的水流到设计断面的时间时，出现的最大流量，其计算如下：

其中，上述式中，Q_m－为设计洪峰流量，m³/s；

Ψ－径流系数；

S_P－为暴雨雨力，mm/s；

τ－流域汇流时间，h；

n－暴雨强度递减系数；

F－汇水面积，km²；

L－主河槽长度，km；

m－汇流参数；

θ－集水特征参数；

J－主河槽平均坡降；

并且上述公式具有以下特性：

(1).所述推理公式源于暴雨洪峰流量计算公式，按照等流时线原理，应用扣损法推导出径流系数，选择适当的换算系数后得到的；

(2).所述推理公式可根据降雨历史和汇流时间，分为全面汇流和部分汇流两种情况，且推求过程中隐含着假定了一条通过各个时段雨量同频率控制的设计暴雨过程线，因此推理公式法不仅能计算洪峰流量,还可以采用“概化多峰三角形过程线”,通过净雨过程推求洪水过程线；

(3).计算过程中径流系数Ψ常采用定值，然而实际降雨过程中，径流系数是变值，随降雨历时的增大而增大。

所述计算方法还包括室外排水公式，所述室外排水公式依据城市排水规划统计得到各雨水出水口的洪峰流量，以及利用暴雨强度公式和雨水出水口设计的流量公式联立解出城市小汇水区域设计洪峰流量，其包括如下：

其中，上述式中，Q－设计洪峰流量，L/s；

Ψ－综合径流系数；

q－设计暴雨强度，L/(s·hm²)；

F－汇水面积，hm²；

t－设计降雨历史，min；

t₁－地面集水时间，min；

t₂－管渠内雨水流行时间，min；

m－折减系数；

v－管渠雨水流动速度，m/s；

P－重现期，a；

A₁、C、n和b－地域参数；

室外排水公式法适用于面积小于100km²的受人为措施影响较大的城市地区,集水时间由地面集水时间和管道行洪时间组成，符合城区雨水汇流实际情况具有如下特点：

(1).公式法进行暴雨强度计算时，通过径流系数计算径流损失，且在径流系数取为定值，不受重现期变化的影响。

(2).公式计算时采用“极限强度原理”，假定降雨历史等于汇流时间，最大流量发生在全部汇水面积均产生径流时，并不适用于部分汇流情况，而且推导过程中采用的暴雨强度曲线只表示最大平均暴雨强度规律,故而室外排水公式只能确定最大径流,不能推求径流过程。

(3).公式将汇流时间分为地面集水时间和管渠内雨水流行时间，其中地面集水时间一般根据规范采用5～15mi n,管渠内雨水流行时间一般按照管道满管流、均匀流计算。

防洪规划在制定过程中应做到提高保护区的防洪标准，保护人民生命财产的安全，在遭遇洪水时能够做到保持或尽快恢复正常的生产与生活，将抵御洪水的观点转化为洪水控制管理，做到防洪工程措施与防洪非工程措施相结合，加强非工程措施的建设。

Claims (3)

1.一种城市防洪排涝管控中心的规划部署方法，其特征在于，包括：

区域防洪规划、洪水计算；

所述区域防洪规划包括有规划、目标和标准；

所述规划包括在调查研究的基础上，来确定防洪保护对象、治理目标、防洪标准及防洪任务，进而来确定防洪体系的综合布局；

所述综合布局包括设计洪水与超标洪水的总体安排及其相对应的防洪措施，划定洪泛区、蓄滞洪区和防洪保护区，规定其使用原则，并对已拟定的工程措施进行方案比选，初步选择合适的工程设计特征值，来估算施工所需要的投资，并对环境影响和防洪效益进行评价，从而来编制规划报告等；

所述目标是根据所在河流的洪水特性、历史洪水灾害，规划范围内的经济有关部门和社会各方面对防洪的要求及国家或地区政治、经济、技术等条件，考虑需要对保护对象在规划水平年应达到的防洪标准和减少洪水灾害损失的能力，包括尽可能的防治毁灭性灾害的应急措施；

所述标准是各种防洪保护对象或水利工程本身要求达到的防御洪水的标准，所述保护对象不受洪水损害最大限度所能抵御的洪水标准，其中保护对象是指容易受到洪水的危害，进而有必要实施一定的措施，确保其安全的对象，在制定防洪标准时，依照防洪的要求，结合社会、经济、政治情况，综合论证加以确定，且在条件允许时，可采取不同防洪标准所能降低的洪灾经济损失与防洪所需的费用对比，并且防洪标准的高低，直接取决于保护对象的规模、重要性、洪灾的严重性。

2.根据权利要求1所述的城市防洪排涝管控中心的规划部署方法，其特征在于：所述洪水计算包括有计算标准和计算方法，所述计算标准包括如下：

(1).正常运行洪水也称频率洪水，通过洪水的重现期(频率)表示，是诸多水利工程进行防洪安全设计时所选用的洪水；

(2).非常运行洪水即最大可能洪水，使用具有严格限制，通常在水利工程一旦失事将对下游造成非常严重的灾难时使用，将其作为一级建筑物非常运用时期的洪水标准。

3.根据权利要求1所述的城市防洪排涝管控中心的规划部署方法，其特征在于：所述计算方法包括半理论半经验的近似推理公式，其原理是在稳定的降雨强度下，当降雨历史大于或等于集水时间即汇水面积上最远点的水流到设计断面的时间时，出现的最大流量，其计算如下：

其中，上述式中，Q_m－为设计洪峰流量，m³/s；

Ψ－径流系数；

S_P－为暴雨雨力，mm/s；

τ－流域汇流时间，h；

n－暴雨强度递减系数；

F－汇水面积，km²；

L－主河槽长度，km；

m－汇流参数；

θ－集水特征参数；

J－主河槽平均坡降；

并且上述公式具有以下特性：

(1).所述推理公式源于暴雨洪峰流量计算公式，按照等流时线原理，应用扣损法推导出径流系数，选择适当的换算系数后得到的；

(2).所述推理公式可根据降雨历史和汇流时间，分为全面汇流和部分汇流两种情况，且推求过程中隐含着假定了一条通过各个时段雨量同频率控制的设计暴雨过程线，因此推理公式法不仅能计算洪峰流量,还可以采用“概化多峰三角形过程线”,通过净雨过程推求洪水过程线；

(3).计算过程中径流系数Ψ常采用定值，然而实际降雨过程中，径流系数是变值，随降雨历时的增大而增大。

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