陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西省西安市 710001
摘要：防洪工程直接关系到汛期时的安全，因此防洪工程设计的合理性备受人们的关注。造成城市内涝的原因除了城市防洪系统建设不到位外，城市规划中对于防洪需求考虑不周也是造成城市内涝的一个重要影响因素。做好城市内涝的防治应当紧抓城市规划这一契机，通过科学合理的规划设计从而将容易引起城市内涝的各主要影响因素发生的机率降至最低，以便更好的做好城市的防洪防涝。
关键词：城市规划；内涝；风险防范
1 前言
伴随着我国城市化进程不断推进，城市防洪、排涝等问题已经越来越受到人们的重视。为了进一步提高我国城市防洪与排涝能力，完善防洪与排涝体系，并保障城市经济可持续发展。根据城市防洪与排涝特性，通常按照小汇水面积考虑，但由于水利部门和城建部门侧重点不同，水利部门主要利用推理公式法和单位线法计算设计洪水，而城建部门主要利用室外排水设计的流量公式进行计算。因此，城市防洪、排涝工程在相同设计频率下，设计洪水的计算过程和结果具有较大的差异性
2 水利部门计算方法
当前，尚没有一套完整的城市防洪与排涝工程设计洪水推理公式，因此，水利部门通常利用小流域洪峰流量的计算公式和方法。但大部分理论公式受制于自然环境多因素的影响，因此推理公式中部分计算参数需要通过概化进行有效处理，故在实际中严格意义上的理论计算公式不可能存在。另外，考虑小流域一般不存在实测水文资料，完全采用经验公式计算洪水存在一定的局限性，鉴此，人们运用一种半经验半理论公式(推理公式)计算设计洪水。
2.1推理公式法
2.1.1公式基本形式
雨水管道设计时，基于4个假设:(1)时空上，降雨与产流均匀分配。(2)洪峰流量由汇流和产流形成，同时根据降雨强度决定。(3)流域内各点间水力条件基本相同。(4)忽略洪峰流量形成过程中流域内的调蓄作用以及面积分配形式。通过上述假设，英国工程师首先提出基于经验的推理公式。伴随着科技发展和水文工作人员大量工作，美国工程师对其进行了改进，提出了计算公式:
Q=αW/tmS(1)式中，W、t、m—雨力、降雨历时以及暴雨递减指标。1.1.2公式特点推理公式实质是根据洪峰流量的主要影响因素构建模拟试验，同时基于实测资料分析其参数。主体形式具有一定的通用性，但是各地区之间的计算参数具有差异性。一般情况下，推理公式中的计算参数依据实测资料合理分析获得，因此，其具有较高的精度。鉴此，推理公式在推导过程中，必须进行大量数据分析，工作量相对偏大。
2.2单位线法
伴随着我国科技和社会进步，为了改善我国长期以来设计洪水计算方法的单一现象，开展了单位线计算设计洪水的研究。基于国外瞬时单位线法的研究，结合我国各省份单位线法研究结果，编撰了暴雨径流的查算表，并提出具有我国地方特点的单位线法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆经过实测我国洪水对汇流分析影响成果检验，运用单位线法计算的设计洪峰流量和实测洪峰流量的频率曲线进行对比分析表明，该方法具有精度高、预报准确的特点。
3 城建部门计算方法
由于城建部门和水利部门考虑因素不同，计算方法和公式的参数也不尽相同，主要采用公式(1)和公式(2)进行计算:Q=WλS(2)式中，Q、W、λ、S—雨水的设计流量、暴雨设计强度、河川径流系数、汇水面积。在该方法中，若生产废水允许排入设计的雨水管道时，也必须将其计算内，同时该方法的暴雨设计重现期需要依据计算区域地形特征以及气候特点等要素确定。同时，同一系统中可采用相同或不同的重现期，一般选定范围在0.6～2.5a内，但重要地区、干道或易积水地区，可选定为3～5.5a，可根据研究区域的具体情况调整计算参数。
4 两种计算方法比较
水利部门和城建部门关于暴雨设计强度公式推导在思路本质上相同，但实际问题解决方式上存在显著区别，主要有以下五点:(1)样本选定方法不同。当前常采用统计学的方法，而对样本选定方法有四种:年多个样法、年最大值法、年超大值法以及超定量法。水利防洪、排涝工程往往使用年最大值法，而城建部门通常利用年多个样法。(2)设计暴雨时段方法不同。若地区暴雨的历时等于或大于24h就称该区域暴雨为长历时暴雨，一般大、中型水利工程都采用该类型暴雨计算。低于24h的任意时段暴雨称为短历时暴雨，其主要特点为雨量大、强度大、径流量大以及历时短。计算小汇流面积常利用短历时暴雨。城建部门一般按照5、10、20、30、45、90、120min等降雨时段计算，而水利部门一般选用10、30、120、180、540、720min等降雨时段进行分析。(3)频率计算方法不同。城建部门除了采用理论频率和经验频率计算外，不需要进行洪水频率计算。而水利部门更多考虑城市防洪需要，还要考虑进行洪水频率计算。(4)推导过程不同。城建部门设计暴雨强度计算公式采用的重现期相对小于水利部门计算公式，可选择性添加偏差系数进行推导，而水利部门由于重现期偏大，需要添加偏差系数进行计算，确定频率曲线。(5)应用角度不同。城市部门计算公式主要适用于城市中雨水工程计算，而水利部门计算公式主要用于防洪、排涝工程计算。
将单位线法计算结果作为参考，在同样设计洪水值的情况下，城建部门计算对降雨历时选定的不同，对重现期影响较大。在单位线法中，分别设置设计洪水的重现期分别为100年、50年、20年、10年进行计算，并将其作为参考依据和城建部门的计算结果进行对比，表明在相同的重现期和河川径流系数情况下，城建部门和水利部门的计算结果不同。简而言之，若重现期相同，城建部门和水利部门的设计洪水值也会不同，两者之间的大小主要取决于选定降雨历时的时间长短。造成这种情况的主要原因，是水利部门主要考虑防洪与排涝，而城建部门主要考虑城市规划建设。
5 结束语
“城市看海”等问题在近些年来屡见报端，已经成为了阻碍城市发展的一个重要的影响因素。造成城市内涝的原因众多，城市规划是其中的根本原因之一，本文在分析城市规划在城市内涝防治重要作用的基础上对如何做好城市规划的优化以最大限度的降低城市内涝发生的机率。
参考文献
[1]张在刚,高琴,宋淑梅.浅谈河流岸边滩地处水源井防洪工程的设计要点[J].内蒙古水利,2015(1):35-36.
[2]张涛.商州区大荆河(大荆镇、西荆乡)段防洪工程设计分析与探讨[J].四川水泥,2016(1):100-101.
[3]魏泽.阿克苏市良种场库库瓦什防洪工程横断面设计[J].水利规划与设计,2017(2):133-136.
论文作者:寇柏莹,闫文静,王帅
论文发表刊物:《防护工程》2017年第12期
论文发表时间:2017/9/21
标签：公式论文; 城建论文; 暴雨论文; 内涝论文; 洪水论文; 部门论文; 城市防洪论文; 《防护工程》2017年第12期论文;