1、城市防洪与排涝课程设计题目 A 镇城市防洪排涝初步规划设计院 系组别年级专业姓 名学 号指导教师2018 年 1 月II目 录第 1 章 绪论 .11.1 设计要求 .11.1.1 设计题目 .11.1.2 设计任务 .11.1.3 图纸要求 .11.2 设计资料 .1第 2 章 计算说明书 .32.1 城市概况 .32.1.1 自然概况 .32.1.2 经济概况 .42.2 防洪排涝现状和存在问题 .42.2.1 洪涝灾害 .42.2.2 防洪排涝现状 .52.3 规划目标与任务 .62.3.1 规划水平年与规划标准 .62.3.2 规划任务 .62.4 防洪排涝水文计算 .62.4.1 设
2、计暴雨 .62.4.2 设计洪水 .72.4.3 断面水力参数推求 .112.5 防洪工程措施规划 .122.5.1 推求水面线计算方法 .12III2.5.2 水面线推求 .142.5.2 堤顶高程计算 .192.6 排涝规划 .222.6.1 排涝水文计算 .222.6.2 排涝过流断面设计 .23第 3 章 设计感想 .24第 4 章 参考文献 .251第 1 章 绪论1.1 设计要求1.1.1 设计题目：X 镇城市防洪排涝初步规划设计1.1.2 设计任务计算部分：（1）根据提供的防洪设计标准，分析计算河道出口断面在防洪标准下的设计洪峰流量；（2）根据提供的过流断面数据，计算断面水力参数
3、，并计算水面线；（3）规划设计堤防顶部高程；（4）规划设计河段断面。（5）绘制 CAD 图纸，编制计算说明书。1.1.3 图纸要求应绘制：比例尺参照河道整治设计规范-P6（1）B 溪纵断面图（2）C 溪设计横断面图。纵断面和横断面图上应注明断面位置，设计频率的水面线高程。图纸尺寸、标题栏等均应按给水排水制图标准绘制。1.2 设计资料 根据A 镇建设总体规划（2020-2030 年），规划镇区的面积为 8.24 平方公里。本次防洪排涝规划的河流对象为 A 镇范围内的水系-B 溪, B 溪自某水库以下至汇流口，共计 2 km，流域汇流面积 150km2。河道糙率按治理后的断面确定为 0.028。要
4、求对 B 溪河段的防洪规划初步设计。A 镇建设规划设计方案中镇区内新规划建设 C 溪，其主要功能为汛期排2除镇区涝水，非汛期作为景观河道，根据排涝标准规划 C 溪排涝流量，设计梯形断面尺寸。表 1-1 课程设计分组表及相应参数组别洪水标准（年） 区域沿流程的平均比降 J（）综合径流系数 C涝水标准（年）河道断面底宽折算系数（mm ）1-3 30 沿海区 3、 4、5 0.54-6 30 内陆区 3、 4、5 0.5410 17-9 20 沿海区 3、 4、5 0.5810-12 20 内陆区 3、 4、5 0.625 0.813-15 10 沿海区 3、 4、5 0.6616-18 10 内陆
5、区 3、 4、5 0.75 0.619-20 20 沿海区 3、 4、5 0.66 5 0.833第 2 章 计算说明书2.1 城市概况2.1.1 自然概况龙岩市地处福建省西南部，北纬 2423-26 02，东经 11551-117 45，属于低纬度亚热带。龙岩西与江西省赣州市毗邻，南与广东省梅州相连，东临漳州市，是闽南厦、漳、泉“金三角”的腹地，处于东南沿海与内地的过渡地带。龙岩市城区地处龙门溪、陈陂溪、小溪三条溪流汇合处，地势较低，水灾频繁。据有关资料记载，从公元 1485 年至今 500 多年，共发生较大水灾 40 余次，平均约 14 年一次。据水文部门调查考证，清道光二十二年（1842
6、 年） 8 月 13 日洪水为龙岩城有据可查的第一大洪水，东兴站调查水位 322.84m，相应流量为 3220 m /s，超过百年一遇洪水。据记载：“龙岩七月初八日山洪暴发，西郊一带几成泽国，城坦田庐倒塌者多，人畜淹没也不少，为从来希有之水灾”；1947 年 6 月 15 日洪水是调查到的第二大洪水，东兴站 321.82m，相应流量为 2330 m /s，据调查，此次洪水冲毁农田 2.67 万亩，房屋倒塌 3949 间，死 23 人，2.3 万人无家可归。新中国成立以来，龙岩市发生的较大洪水共 28 次。以 1967 年 5 月 24 日的洪水为最大，东兴站 22 日24 日三天降雨量达 25
7、7.9mm，上游各雨量站降雨量都在 220mm270mm 之间，是全流域大面积暴雨，东兴水文站洪水位321.61m，超过危险水位 1.54m，其洪峰流量为 2130m /s(实测值)，城区受淹面广，尤以东兴至铁山镇外洋沿河两岸损失为重；1965 年 7 月 28 日台风造成的暴雨洪水为次大，暴雨中心往于城区，东兴站 24 小时降雨量达 341.7mm，流量达 1783m /s，城区几条山沟山洪暴发，致使城区低洼地带内涝严重，仅西宫巷就毁房 50 间，城区死亡47 人，受灾稻田 4.9 万亩，毁陂坝 104 处，财产损失甚巨。城区及上游现有洪水预警雨量观测站 2 处（曹溪中甲和小池），水位雨量观
8、测站 6 处（东兴、东山、水塘、龙门、黄岗水库和东肖水库），还有水文径流观测站 1 处（龙门）。本流域的降水特点是：雨季长、雨量多、强度大、时空分布极不均匀。降雨的主要类型有锋面雨、台风雨和热雷雨三种。中心城区多年平均降雨量为 1768mm，径流深 1124 mm。目前结合道路、堤防建设了数量众多的小型排涝沟、涵洞，但尚无排涝泵站。规划建设 5 座排涝站、 4 座排涝闸，总投资约 1000 万元。5 座排涝站中，拟固定式 2 座，为东兴、水塘排涝站；另外移动式 3 座，分别为中山街、溪南、苏溪移动式排涝站。4 座排涝闸为中街、条围、西安、隔后。中心城区采用 5 年一遇涝水不漫溢的排涝标准。排涝
9、工程为 IV 等工程，主要建筑物等级为 4 级。2.1.2 经济概况初步核算，2016 全年实现地区生产总值 1895.67 亿元，按可比价格计算，比上年增长 8.1%。第一产业增加值 223.56 亿元，增长 3.7%；第二产业增加值966.99 亿元，增长 7.4%；第三产业增加值 705.12 亿元，增长 10.5%；人均地区生产总值 72354 元，比上年增长 7.3%。三次产业结构由 2015 年的11.5： 52.7： 35.8 调整为 2016 年的 11.8、51.0 、37.2。2.2 防洪排涝现状和存在问题2.2.1 洪涝灾害洪灾：由于强降雨、冰雪融化、冰凌、堤坝溃决、风暴
10、潮等原因引起江河湖泊及沿海水量增加、水位上涨而泛滥以及山洪暴发所造成的灾害称为洪水灾害。涝灾：由于城区降雨而形成的地表径流，进而形成积水（本地洪水）不能及时排出所造成淹没损失。5由于洪水灾害和雨涝灾害往往同时或连续发生在同一地区，有时难以准确界定，往往统称为洪涝灾害。其中，洪水灾害按照成因，可以分为暴雨洪水、融雪洪水、冰凌洪水、风暴潮洪水等。根据雨涝发生季节和危害特点，可以将雨涝灾害分为春涝、夏涝、夏秋涝和秋涝等。（1）规划范围根据A 镇建设总体规划（2020-2030 年），规划镇区的面积为 8.24 平方公里。本次防洪排涝规划的河流对象为 A 镇范围内的水系-B 溪, B 溪自某水库以下至
11、汇流口，共计 2 km，流域汇流面积 150km2。河道糙率按治理后的断面确定为 0.028。2.2.2 防洪排涝现状我市在近几年的发展过程中，经济取得了高速发展，然而很少有人会对地下管网设计、城市排洪功能等方面进行科学规划，及时补救。从我市规划局相关部门了解到，目前中心城区的排水现状主要由新建城区和旧城区排水系统两部分组成，新建城区和工业园区按照国家的现行标准和省政府批复的防洪排涝标准进行设计，基本可行，其内涝机会甚少。旧城区，由于大部分利用原有的排灌系统，其特点是头大尾小，而旧城区近年来由于建筑密度的增加（用地性质变化）城市建设和群众违章建筑，占用了原来的农田和水系，因此，一方面地面径流系
12、数迅速提高，另一方面，原有的农田、水塘等自然调节的缺失，都加大了设计雨水流量，降低了原有灌排结合渠系的排水标准，加之部分沟渠被挤占、压缩，导致原有的排水沟渠泄水能力降低，雨水不能及时排除，使得城市低洼地的民房易造成内涝。未来城市的更好发展，应加快旧城区，特别是低洼地的控规，做好旧城区的排水系统规划。另外，在规划及建筑设计时，应配好建好小区及城市绿地，并充分利用水景等具有雨水调蓄能力的构建物，以降低地面径流系数，提高排水系统6的防御标准。2.3 规划目标与任务2.3.1 规划水平年与规划标准规划水平年与规划标准 规划水平年：近期：2020 年 远期：2030 年2.3.2 规划任务进行 A 镇区
13、境内溪流河段的防洪和排涝规划。2.4 防洪排涝水文计算2.4.1 设计暴雨小流域设计洪水特点：一般情况下，小流域具有降雨面分布比较均匀，流域下垫面植被覆盖比较单一，产流而分布不均匀的影响较小，可以用点雨量代替面雨量等特点。对于坡度较陡的山溪性小流域，由于水流速度较大，调蓄作用较小，在进行汇流计算时，还要考虑非线性的影响。在实测流量资料系列较长的小流域，可根据流量资料用数理统计法推求设计洪水。但多数小流域缺乏长系列的实测流量资料，只可通过设计暴雨和单位线、推理公式等方法计算设计洪水。当小型工程的泄洪建筑物的规模主要决定于洪峰流量，不需要计算洪水的仝过程时，可采用较为简单的地区经验公式或推理公式，
14、直接计算洪峰流量。由于小流域设计洪水中需要的是洪峰流量，所以此部分需要计算 SP，主要采用如下公式计： （2-1 ）X24P=（ 1+CV） EX（2-2） SP=X24P*24217已知， ， ， ，所以 ，mEX15043.0VC5.3/VS 5.1SC由 P=10，查表求得 ，代入公式，求得.1mVp 79.2350)43()1(24 hXSnp /1.6279.5.01242 2.4.2 设计洪水一般根据有关水文站的观测、调查资料，洪水成因及特性；所在地区历史大洪水的雨情和水情等资料，进行设计洪水过程。小流域由于缺乏暴雨和流量资料，特别是后者。这里的小流域通常指集雨面积不超过数百平方公
15、里，无明确限制。小流域设计洪水计算广泛应用中小型水利工程中，小型工程对洪水的调节能力较小，工程规模主要受洪峰流量控制，因而对设计洪峰流量的要求远高于对设计洪水过程的要求；因此，本课程设计采用“推理计算法”，适用于资料缺乏地区的小流域。根据产流历时 t 大于、等于或小于流域汇流历时 ，可分为全面汇流与局部汇流两种公式型式。综合形式：（2-3 ）FS）（ 1/2p0.278Qm式中， -设计洪峰流量， m3/s;Qm,-洪峰流量径流系数；Sp -设计频率暴雨雨力（汇流历时内的最大地表净雨），mm/h-流域汇流时间，h；F ，流域面积，km 2。n-暴雨衰减指数，0.6当产流历时 时，即全面汇流情况，ct =1-S
