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城市防洪规划ppt课件下载

素材编号:
418756
素材软件:
PowerPoint
素材格式:
.ppt
素材上传:
yangyiner
上传时间:
2020-06-30
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1 MB
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城市防洪规划ppt课件

城市防洪规划ppt课件免费下载是由PPT宝藏(www.pptbz.com)会员yangyiner上传推荐的风景旅游PPT模板, 更新时间为2020-06-30,素材编号418756。

这是城市防洪规划ppt课件,包括了城市防洪标准和总体规划,城市防洪规划的内容及程序,城市防洪措施,防洪规划方案效益分析,防洪规划水文水力计算等内容,欢迎点击下载。

第七章 城市防洪规划
第一节 城市防洪标准和总体规划
第二节 城市防洪规划的内容及程序
第三节 城市防洪措施
第四节 防洪规划方案效益分析
第五节 防洪规划水文水力计算
3. 根据城市防洪建设的需要与投资的可能,全面规划,分期实施,对近远期工程分别定出不同的防洪标准。      4. 在同一城市中,可以根据市区、工业区、郊区等不同防护对象的重要性,采用不同的防洪标准。     5. 对超过设计标准的洪水,应采取对策性措施(如分洪、滞洪、临时扒口、水库调洪等)。     6. 与流域防洪规划相适应,不得低于流域防洪标准。
        1. 做城市防洪总体规划时,要贯彻全面规划、综合治理、防治结合、以防为主的方针。在充分发挥堤防作用的同时,进行全面规划、综合治理,因地制宜,因害设防,以达到提高防洪标准、保护城市工业生产和人民生命财产安全。      2. 城市防洪总体规划不仅要与流域防洪规划相配合,与城市总体规划相协调,而且还要兼顾市政建设各有关部门的要求。     3. 根据城市大小及其重要性,在充分分析防洪工程效益的基础上,合理选定城市防洪标准。重要城市,对超过设计标准的特大洪水要作出对策性方案。     4. 要充分发挥城市防洪工程的防洪作用,并考虑与流域防洪设施的联合运用。修建水库和分(蓄)洪工程时,要尽可能地考虑综合利用。 
3. 因地制宜,就地取材      城市防洪总体规划要因地制宜,从当地实际情况出发,根据防护地段保护的重要性和受灾损失等情况,可以分别采取不同防洪标准。构筑物选型要体现就地取材的原则,并与当地环境相协调。
        5. 与城市总体规划相协调     (1)滨江河堤防作为交通道路、园林风景时,堤宽与堤顶防护应满足城市道路、园林绿化要求,岸壁形式要美观。     (2)堤线布置应考虑城市规划要求,以平顺为宜。堤距要充分考虑行洪要求。    (3)堤防与城市道路桥梁要尽量正交,与桥头防护构筑物衔接要平顺,以免水流冲刷。通航河道应满足航运要求。    (4)通航河道,城市航运码头布置不得影响河道行洪。码头通行口高程低于设计洪水位时,应设置通行闸门。     (5)支流或排水渠道出口与干流防洪设施要妥善处理,以防止洪水倒灌或排水不畅,形成内涝。当两岸地形开阔,可以沿干流和支流两侧修筑防洪墙,使支流泄洪畅通。在市区内,应不影响城市美观。
    五、山区城市防洪总体规划      山区河流两岸的城市,不仅受江河洪水威协,而且受山洪的危害更为频繁。山洪沟一般汇水面积较小,沟床纵向坡度大,洪水来得突然,水流湍急,挟带泥砂,破坏力强,对城市具有很大危害。
        2. 工程措施与植物措施相结合      对水土流失比较严重、沟壑发育的山洪沟,可采用工程措施与生物措施相结合。工程措施主要为沟头防护,修筑谷坊、跌水、截洪沟、排洪沟和堤防等;植物措施主要为植树、种草,以防止沟槽冲刷,控制水土流失;使山洪安全通过市区,消除山洪危害。
    中游段为沟壑地段。水流在此段有很大的下切侧蚀作用。为防止沟谷下切引起两岸崩塌,一般多在冲沟上设置多道谷坊,层层拦截,使沟底逐渐实现川台化,为农林牧业创造条件。   下游段为沉积区。由于山洪沟坡度减缓,流速降低,泥砂淤积,水流漫溢,沟床不定。一般采取整治和固定沟槽,使山洪安全通过市区,排入干流。
         5. 因地制宜地选择排泄方案     (1)当有几条山洪沟通过市区时,应尽可能地就近、分散排至干流。     (2)当地形条件许可时,山洪应尽量采取高水高排,以减轻滨河地带排水负担。     (3)当山洪沟汇水面积较大,市区排水设施承受不了设计洪水时,如果条件允许也可在城市上游修建截洪沟,把山洪引至城市下游排入干流。     (4)如城市上游无条件修建截洪沟,而有条件修水库时,可以修建防洪水库来削减洪峰流量,以减轻市区防洪设施的负担。
        1. 正确确定设计高潮位和风浪侵袭高度      沿海城市不仅遭受天文潮袭击,更主要的是来自风暴潮,特别是天文潮和风暴潮相遇,往往使城市遭受更大灾害。因此,必须详细调查研究、分析海潮变化规律,正确确定设计高潮位和风浪侵袭高度。然后针对不同潮型,采取相应的防潮设施。
        3. 要充分考虑海潮与洪水的遭遇      河口城市除受海潮袭击外,还受河道洪水的威协;而海潮与洪水又有各种不同的遭遇情况,其危害也不尽相同,因此要充分分析可能出现最不利的遭遇,以及对城市的影响。特别是出现天文潮、风暴潮与河道洪水三碰头时,其危害最为严重。在防洪措施上,除了采取必要的防潮设施外,有时还需要在河流上游采取分(蓄)洪设施,以削减洪峰;在河口适当位置建防潮闸,以抵挡海潮影响。
城市防洪规划既是江河流域治理的组成部分,又是城市建设总体规划的分项内容。因此,城市防洪规划必须结合流域治理规划的精神,符合城市总体规划的要求。就城市规划而言,分总体规划和详细规划两大阶段,防洪规划的编制内容在深度上应与城市总体规划阶段相一致。在城市总体规划阶段,防洪规划的主要内容是在收集各类资料的基础上,进行防洪工程有关的设计洪水计算和粗略的水力计算,确定防洪标准,提出技术先进、经济合理、切实可行的方案。
料,旨在了解城市的性质、规模及城市功能分区,为确定防洪标准和具体措施提供依据。这部分资料可向当地城建部门收集,通过查阅地方志(县志、州志、府志等)了解历史洪水灾情。
   (3)流域的自然地理及治理规模资料:城市上游流域内的水系、地形、地质、地貌、土壤 、植被等;流域的面积、形状(如矩形、条形、扇形等)、坡度、平均宽度等;河道的长度、纵坡、断面形成(如V形、宽浅式、窄深式等)、河流两岸治导线的位置、走向及流域内的水土保持情况;现有及规划水库的蓄水标高、库容、各种频率的下泄流量、水库与城市的距离等;流域内的其他水利工程设施等。
    (2) 由于流域防洪规划和城市总体规划的主导地位,选择的城市防洪标准不能与之矛盾。     (3) 随着流域及城市防洪工程的进程和城市经济实力提高,在规划的各阶段可能采用不同的防洪标准,并逐步提高标准。     (4) 在同一城市,不同地区和不同防护对象的重要性和其它因素不同,可以根据具体情况采用不同的防洪标准。尤其是对于一些重要的保护对象如核电站、发电厂、变电站、重要桥梁、排水泵站、交通要道口等地点可以提高防洪标准,以保障人民生活和工业生产的正常运行。
    3. 拟定防洪方案      通过水力分析计算,对现有防洪工程进行论证,如河道泄洪能力、泵站排水能力、堤防高程、闸站状况、水库病险分析、重点防护对象是否达防洪设计标准等,分析城市防洪存在的问题和隐患。为了减少方案筛选的工作量,应先经分析后,提出几个具有代表性的防洪规划方案,进行技术、经济、社会、环境等方面的综合评价和论证,最后从中选择较优的方案作为推荐方案。
    在城市详细规划阶段,防洪规划主要是加深加细上一阶段的内容,使防洪工程规划更加具体、准确、合理,为施工设计提供技术依据。具体步骤是:         1. 整理和复核设计洪水流量计算成果。          2. 进行精确的水力计算,确定工程措施的建筑材料和结构形式,确定工程各部位的尺寸,如宽度、厚度、深度、高度、坡度等。         3. 绘制防洪工程平面图及重要工程的纵横断面图。         4. 编制说明书及提出近期修建项目的概算投资金额。
    上游防洪工程措施:          1. 疏通和治理城市上下游河道,增加河道过水能力,或者使河流改道,直接进入城市下游区域;          2. 建造堤防和防洪墙保护城市,阻挡洪水侵入,傍临大江大河的城市大部分采用这一措施;         3. 在城市上游修建防洪水库储蓄洪水,以达到削减洪峰的目的。这类工程要结合水资源开发、发电、渔业、航运诸方面综合考虑。为了防止水库失事造成严重后果,还应制定水库失事的应急措施;
植树绿化 在城市上游集水区域和城区植树或种草,增加土壤下渗和滞水能力,降低和延缓洪峰;        洪水预报和警报 编制洪水预报方案,根据当地降水或上游洪水情况预报城市水位和流量,在洪水来临之前通告群众和有关部门,及时做好抗洪工作;     洪水调度 结合洪水预报方案和洪水警报制定合理的洪水调度方案,降低洪水对城市的威胁程度;     洪水保险 对遭受洪涝灾害的个人及集体支付赔偿,使国家用于水利建设和救灾损失的资金得到合理的应用。
一、防洪效益分析     如果流域和城市有比较充分的各种淹没情况下洪涝损失灾情统计资料,则对于一个防洪规划方案可以分别求出方案实施前后的多年平均洪灾损失,二者之差即为该防洪方案的防洪效益。一个完整的防洪规划方案应该全面包括工程防洪措施和非工程防洪措施,为了便于分析和对比,下面将分别从工程防洪措施和非工程防洪措施二种情况出发,分析各种防洪方案的洪灾损失及其防洪效益。
图中线①,②,③分别表示序号为1,2,3 三种方案的年洪灾损失频率曲线;线④表示防洪规划方案实施前的年洪灾损失频率曲线。水平坐标p表示累积频率。图中 p1、p2、p3 分别表示三种方案的防洪能力,p4表示在流域现状下河道抗御洪水的能力。从图可看出,工程防洪措施的防洪作用首先表现在减小了成灾洪水的频率,或是说提高了防洪系统的抗御洪水的能力;其次是大大地减轻了成灾洪水的洪灾损失。       根据图7-1年洪灾损失频率曲线的成果,可分别求出4 种不同情况的年洪灾损失数学期望值,即多年平均洪灾损失。未实施防洪规划方案前的多年平均洪灾损失与任一防洪方案多年平均洪灾损失的差值即为该方案的防洪效益。
(二)非工程措施防洪效益      这里只着眼于对具有潜在洪水威胁的洪泛区采用洪泛区土地利用规划、抗洪防护措施、洪灾预警与撤离安排等非工程防洪措施所组成的防洪方案的分析。由前述可知,洪泛区内的非工程防洪措施不具有调控洪水的能力,因此这些措施并不能改变防洪系统的防洪标准,即不能减小出现成灾洪水的出现频率。这些非工程防洪措施的防洪作用表现在减小各种成灾洪水的洪灾损失。图7-2 绘出了非工程防洪措施组成的三种方案1,2,3相应的年洪灾损失频率曲线①,②,③和规划方案未实施前的年洪灾损失频率曲线④的示意图。
根据规定的防护标准可确定其相应频率(如方案1的洪水频率为P1)的洪水,通过洪水演进计算求出其相应的淹没范围。对淹没区的土地利用规划,可考虑在淹没范围内原则上只允许进行农业开发,居民区可分布于淹没区周边淹没水深较小的区域,但必须配合布设安全台、水楼或安全区等抗洪防护设施。从而构成了相应于某一指定的防护水平,在洪泛区所采用土地利用规划与抗洪防护等非工程防洪措施所组成的防洪规划方案。针对这一方案可推求其年洪灾损失频率曲线。
二、防洪规划方案经济比较      在防洪效益的分析计算的基础上,对于每一防洪方案,还必须进行基建投资和年运行费用的计算,然后可按效益费用比、净效益最大或经济内部回收率等评价方案分析各方案经济上的优劣。记B为防洪方案的效益,C为防洪方案的投资运行费用,那么防洪方案的净效益Z可表达为     Z=B-C     由技术经济的知识可知,上式的效益和费用项都必须按统一的基准年(如规划方案全部投入运行的第一年)、计算期及规定的贴现率,根据效益或费用的时序流程分别折算为现值。
    对于含有综合利用效益的防洪工程(如水库)的防洪规划方案,费用项的计算应根据投资分摊的计算方法合理确定防洪方案的工程投资。      不同的防洪方案由于其防洪措施的规模和组成不同而具有不同的防御洪水的能力。可以将防洪方案所能抗御洪水的对应频率p作为反映防洪方案规模大小的变量。对每一方案进行效益费用分析计算,可求出各方案的防洪效益B和投资运行费用C的现值(或年金),求净效益Z。从各方案中选取净效益最大的方案作为经济上最佳的防洪方案。
    在防洪经济分析中存在二类不同性质的课题。其一是对于给定的防洪标准寻求满足此标准的最优的防洪规划方案;其二是论证最佳的防洪标准。后一问题与前者是相关联的。上面的讨论表明,从理论上讲可以寻求后一问题的经济上的最优解。但是必须注意到,在进行寻优计算时,严格的作法必须要求每一防洪方案都应属于满足其相应防洪措施的最佳组合。即必须基于前一课题的最佳组合的解来进一步寻求第二个课题的解答。
    完整的防洪规划必须考虑工程防洪措施与非工程防洪措施的组合,不仅必须进行工程防洪措施防洪标准的论证,还必须同时考虑洪泛区非工程防洪措施防护水平的选择,而且二者在经济分析中是相互关联的。例如假设规划流域的防洪保护区采用非工程防洪措施和不采用非工程防洪措施二种不同的背景,对一个拟定的工程防洪措施的防洪方案进行防洪效益分析时,显然,后一背景因未采用非工程防洪措施而使工程防洪措施的防洪效益较高;而前一背景因采用的非工程防洪措施本身已起到部分的减轻洪灾损失的作用,从而使工程防洪措施所减轻的洪灾损失及其相应的防洪效益相对降低。另外,在分析一种给定的非工程防洪措施组合方案的防洪效益时,不难看出,当该流域的工程防洪措施所达到的防洪标准较高时,非工程防洪措施的防洪效益较低;反之,若工程防洪措施的防洪标准较低,非工程防洪措施的防洪效益相对增大。可见从理论上讲,应加强对工程防洪措施和非工程防洪措施的联合经济分析的研究。
  有关的水文和水力计算的一些基本方法在专业基础课程中已有阐述,应针对城市防洪具体情况和基本资料现状灵活应用,以满足城市防洪规划计算的要求。
      一般情况下,采用的水面曲线基本方程形式为  式中,Z1,Z2 ——— 上、下游断面水位(m)       V1,V2 ——— 上、下游断面流速(m/s)      α1,α2 ——— 上、下游断面动能修正系数             hf ——— 上下游断面之间沿程水头损失(m)      hj ——— 上下游断面之间局部水头损失(m)。
    沿程水头损失一般采用均匀流公式估算       式中,ΔL ——— 上下游间河段长度(m);       Q ——— 设计流量(m3/s);          ——— 上下游断面平均流量模数(m3/s)。   局部水头损失        式中,ξ——— 局部损失系数;       V1,V2 ——— 河槽形态突变前后流速(m/s)。
    如果不考虑流速水头损失和局部水头损失,水面曲线方程简化为        若   用几何平均值K1K2代替,并令ΔZ=Z1- Z2 ,则有 
     根据以上方程可以逐段推求沿河水面曲线。有两种计算途径:      (1)已知Q,Z1(或Z2),预先确定Z2(或Z1)值,推求ΔL,可以直接采用上述显式方程推算。      (2)已知Q,Z1(或Z2 ),预先确定ΔL,采用试算方法推算出Z2(或Z1 ) 。
    二、设计流量      在排水沟、截洪沟、泵站、管网规划中,需要推求设计流量。截洪沟主用于拦截山洪,可采用天然小流域推求设计洪峰的方法,包括推理方法,经验公式法等。泵站和管道侧重于排除城区涝水,亦可采用基于暴雨公式和径流系数的推理公式分析计算,有关参数可从当地排水手册中查得。以上内容均已在城市水文学课程中论述。
    另一方法是根据调查的洪痕或由设计水位,采用水面曲线方程推求相应流量。例如,在公式(2-6)中,已知条件为Δz,K1,K2和ΔL,未知变量为Q,可求得唯一解。
    一般情况下,可以认为降雨在不长时间内与洪水相比,受城市化影响不明显,因此可以采用由设计暴雨推设计流量过程线方法。其中,关键是在产流和汇流计算中要充分反映出现状及规划各阶段城市化的影响程度。     在计算过程中,一般是把流域划分为土地利用特性类似的单元区域分别进行水文水力学计算。对于天然性质的流域,可采用一般水文学方法进行产汇流计算,如采用降雨径流相关图法、先损后损法计算产流,采用单位线法或综合单位线法、马斯京根法进行汇流计算等。城市区域可采用径流系数法、φ指标法、下渗曲线法进行产流计算,采用等流时线法进行汇流计算。在有条件时,采用水文水力学模型可以取得较好的效果,如新安江模型、雨洪管理模型(SWMM)等等。
    四、平原河网水力计算      不少城市位于沿海和平原河网区,水流顺逆不定,沿海还受潮汐影响,常规水文方法和均匀流水力计算不能满足计算精度。在具有迥水、环流、感潮的平原河网区,在推求设计洪水位或设计洪水过程线的汇流计算中,采用明渠非衡定流方程进行水力计算较为合适。一般是采用圣维南方程组的差分形式在计算机上求解实现。采用非衡定流方法的必须收集河道特征资料,确定合理的边界水文水力条件。具体原理及求解过程参看明渠非衡定流教材。
 

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