《城市防洪防澇規(guī)劃與設計》一書,是作者團隊多年來承擔國家自然科學基金、國家科技重大專項以及973計劃等重大科研項目成果的總結(jié)。內(nèi)容有:探討城市防洪防澇工程的作用,規(guī)劃和工程技術(shù)存在的問題,低影響開發(fā)在城市規(guī)劃中的作用,國內(nèi)外新的規(guī)劃和設計方法,城市防洪與防澇設施的區(qū)別和關(guān)聯(lián),城市防洪與防澇規(guī)劃與設計新概念。
近年來,隨著全球氣候變化和極端氣象事件的頻繁發(fā)生,城市洪澇災害顯現(xiàn)出日趨增多和嚴重的態(tài)勢;同時,隨著我國城鎮(zhèn)化的快速發(fā)展,城鎮(zhèn)人口的快速增長,城鎮(zhèn)基礎設施建設密度不斷增加,短歷時高強度暴雨造成的城市洪澇災害已經(jīng)成為城鎮(zhèn)化進程中影響人居環(huán)境改善的一大因素。北京、上海、重慶、武漢、廣州、南京等大城市都曾遭遇過不同程度的暴雨洪澇災害,這些災害造成了極為嚴重的經(jīng)濟損失和人員傷亡。因此,城市洪澇災害問題正逐漸成為全社會關(guān)注的焦點。
2013 年,國家下發(fā)《國務院關(guān)于加強城市基礎設施建設的意見》,要求在全面普查、摸清現(xiàn)狀的基礎上,編制城市排水防澇設施規(guī)劃。加快雨污分流管網(wǎng)改造與排水防澇設施建設,解決城市積水內(nèi)澇問題。積極推行低影響開發(fā)建設模式,將建筑、小區(qū)雨水收集利用、可滲透面積、藍線劃定與保護等要求作為城市規(guī)劃許可和項目建設的前置條件,因地制宜配套建設雨水滯滲、收集利用等削峰調(diào)蓄設施。加強城市河湖水系保護和管理,強化城市藍線保護,堅決制止因城市建設非法侵占河湖水系的行為,維護其生態(tài)、排水防澇和防洪功能。完善城市防洪設施,健全預報預警、指揮調(diào)度、應急搶險等措施,到2015年,重要防洪城市達到國家規(guī)定的防洪標準。全面提高城市排水防澇、防洪減災能力,用10年左右時間建成較完善的城市排水防澇、防洪工程體系。
“海綿城市”能充分發(fā)揮城市綠地、道路、水系等對雨水吸納、蓄滲和緩釋作用,有效緩解城市內(nèi)澇,削減城市徑流污染負荷,節(jié)約水資源,保護和改善城市生態(tài)環(huán)境,促進生態(tài)文明建設。目前,為貫徹落實習近平總書記講話及中央城鎮(zhèn)化工作會議精神,大力推進建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”,全國已有首批16個城市試點“海綿城市”建設,為城市防洪防澇探索新途徑。
為了系統(tǒng)地了解城市防洪防澇規(guī)劃理論和工程設計,本書從城市降雨規(guī)律和雨洪水徑流的理論出發(fā),以國家規(guī)范為準則,闡述城市防洪系統(tǒng)的規(guī)劃設計和管理。內(nèi)容主要包括設計洪水、堤防工程、河道治理、山洪防治、防洪閘與交叉構(gòu)筑物、泥石流防治、“海綿城市”低影響開發(fā)技術(shù)、防洪工程經(jīng)濟評價、防洪工程管理等。
本書是一本集理論基礎、規(guī)劃、設計、施工與管理于一體的綜合城市防洪防澇規(guī)劃設計類圖書;注重專業(yè)性、實用性、可操作性,可幫助讀者直觀、系統(tǒng)地了解雨洪水形成機理、地面徑流和防洪防澇規(guī)劃設計與治理等的理論與技術(shù)方法。本書可作為市政工程專業(yè)本科生、研究生,市政設計院設計人員,防洪工程的管理者和政府部門的決策者的參考書和學習用書。
本書由楊慶華等編著并由楊慶華統(tǒng)稿,其中:第1章、第2章由楊慶華、翟龍編寫;第3章、第4章由陳春光、羅歡編寫;第5章、第6章由郭瑞、羅歡編寫;第7章、第8章由郭瑞、楊慶華編寫;第9章、第10章由楊慶華、陳春光編寫;第11章、第12章由陳春光、唐雪芹編寫。書中還引用了部分國內(nèi)外同行學者的一些研究成果,在此一并致謝。
本書的組織和撰寫,得到了西南交通大學土木工程學院的大力支持和幫助,在此謹表謝意。同時,特別感謝西南交通大學出版社在本書出版過程中的大力支持和無私幫助。
城市防洪防澇工程是一個龐大的系統(tǒng),涉及面廣,內(nèi)容多,由于編者水平所限,書中難免存在疏漏和不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。
作 者
2015年9月
楊慶華,工學博士,西南交通大學土木工程學院副教授;主要從事流體力學以及市政工程方面的教學與科研工作。2004年以來,先后主研國家重點基礎研究發(fā)展規(guī)劃(“973”計劃)、國家自然科學基金、國家科技重大專項等科研項目5項、;痦椖2項。近年來發(fā)表學術(shù)論文20余篇,其中EI收錄5篇。
第1章 緒 論 1
1.1 我國城市防洪防澇現(xiàn)狀 1
1.2 洪澇災害 2
1.3 洪澇災害特點及成因 10
1.4 洪澇災害防治的主要措施 14
第2章 城市防洪防澇總體規(guī)劃 16
2.1 城市防洪防澇規(guī)劃的基礎資料 16
2.2 城市防洪設計標準 20
2.3 總體規(guī)劃基本原則 26
2.4 規(guī)劃內(nèi)容 27
2.5 城市防洪與總體規(guī)劃 28
第3章 城市防洪設計洪水計算 32
3.1 根據(jù)流量資料推求設計洪水 32
3.2 根據(jù)暴雨資料推求設計洪水 41
3.3 根據(jù)推理公式和地區(qū)經(jīng)驗公式推求設計洪水 50
3.4 歷史洪水調(diào)查和計算 60
3.5 城市排澇工程設計流量計算 66
3.6 城市雨洪模擬技術(shù)研究進展 68
第4章 城市防洪堤防工程設計 74
4.1 堤防的種類及作用 74
4.2 堤防工程規(guī)劃設計 77
4.3 堤防工程加固、改建與擴建 79
4.4 河道水面曲線的計算 85
4.5 防洪堤安全檢查 93
第5章 堤岸防護與河道整治 96
5.1 護岸整治線和護岸類型 96
5.2 重力式護岸 98
5.3 坡式護岸 102
5.4 丁壩與順壩護岸 110
5.5 板樁護岸 117
5.6 河道整治 121
5.7 城市水環(huán)境綜合整治 128
第6章 山洪防治與城市排澇 134
6.1 山坡水土保持 134
6.2 跌水和陡坡 136
6.3 排洪渠道設計 139
6.4 截洪溝 149
6.5 城市排澇規(guī)劃 151
6.6 城市排澇與城市防洪 152
6.7 市政排水的關(guān)系 156
6.8 排澇系統(tǒng)設計 158
第7章 防洪閘 170
7.1 總體布置 170
7.2 水力計算與消能防沖 178
第8章 交叉構(gòu)筑物 192
8.1 橋 梁 192
8.2 涵洞及涵閘 197
8.3 引道及通行閘 218
第9章 城市泥石流防治 223
9.1 泥石流及其危害 223
9.2 一般規(guī)定 224
9.3 泥石流防治原則 225
9.4 泥石流防治工程安全等級及設計標準 226
9.5 泥石流計算 227
9.6 泥石流防治工程措施 232
第10章 “海綿城市”低影響開發(fā)(LID)技術(shù) 235
10.1 海綿城市 235
10.2 基本原則 236
10.3 低影響開發(fā)雨水系統(tǒng) 237
10.4 海綿城市——低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)構(gòu)建途徑 238
10.5 低影響開發(fā)雨水系統(tǒng)規(guī)劃 238
10.6 低影響開發(fā)技術(shù) 244
10.7 設施規(guī)模計算 257
第11章 防洪工程經(jīng)濟評價 262
11.1 特點、計算原則和步驟 262
11.2 致災洪水淹沒范圍的確定 264
11.3 致災年國民經(jīng)濟價值量的確定 265
11.4 經(jīng)濟效益計算 272
11.5 費用計算、評價指標與準則 273
第12章 城市防洪排澇工程管理 276
12.1 概 述 276
12.2 河道設施現(xiàn)代化管理 278
12.3 水庫設施管理 283
12.4 城市防洪指揮決策系統(tǒng) 287
參考文獻 291