城市排水防涝能力风险评估
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3城市排水防涝能力与内涝风险评估
3.1 降雨规律分析与下垫面解析
3.1.1 降雨规律分析
(1)、降雨特性
规划区域雨量站主要有安庆雨量站和枞阳闸站雨量站。根据雨量站雨量资料分析,流域内降雨年际变化很大,年内分布也不均匀。
安庆雨量站1954~2011年历年实测资料分析统计:安庆站多年平均降雨量为1403mm;年最大降雨量为1999年的2286mm、其次是1954年的2208 mm;年最小降雨量为1978年的755mm。年内降雨主要集中在4~8月,占年雨量的65.9%,最大月平均雨量为6月份的254 mm,占年雨量的18.1%,最小月平均雨量为12月份的35 mm,占年雨量的2.5%。
枞阳闸站雨量站1951~2011年(缺96~98年)历年实测资料分析统计:枞阳闸站多年平均降雨量1355.6mm;年最大降雨量为1954年的2041mm、其次是1977年的1949.8mm;年最小降雨量为1978年的756.5mm。年内降雨主要集中在4~8月,占年雨量的65.8%,最大月平均雨量为6月份的250.4mm,占年雨量的18.5%,最小月平均雨量为1月份的36.8mm,占年雨量的2.7%。
(2)、暴雨特性
破罡湖流域位于长江下游梅雨地区,每年的初夏(六月中旬)进入梅雨季节,阴雨连绵,受南北冷暖气流交锋的影响,暴雨集中,至七月中旬
梅雨结束。七月中旬进入盛夏后,受太平洋副热带高压控制,从沿海登陆的少量台风也影响本地区,台风中夹带大量水汽的气流形成大量降雨。
安庆雨量站具有1974~2011年共38年雨量资料、枞阳雨量站具有1964~2011年共48年雨量资料,以该两站作为参证站分析计算规划区的设计降雨。规划区各重现期降雨见表3-1。
安庆雨量站设计降雨成果表表3-1
图3-1 5分钟降雨量PIII拟合曲线
图3-3 24小时降雨量PIII拟合曲线
(3)、暴雨强度计算公式
安庆市暴雨强度公式还是早在1981年由安庆市市政工程管理处组织编制。公式编制是采用安庆地区25年(1954-1979年)自记雨量记录,取样采用年多样值法,按数理推理公式求得。求得暴雨强度公式为:q=1986.8(1+0.777LogP)/(T+8.404)0.689。该公式至今已沿用了32年之久,显然已不能很好反应近年来的降雨规律。根据《室外排水设计规范(GB50014-2011)》的规定,考虑到地区水文气象特性的变化,暴雨强度公式应5-10年就进行一次修订。本规划收集了30年(1983-2012年)
安庆城区自记雨量记录,取样采用年最大值。分别采用指数分布曲线和皮尔逊-III型(PIII)分布曲线进行频率分析,根据选取的雨量样本资料推求暴雨强度(i)、降雨历时(T)、重现期(P)的关系值,详见附件3。
但由于根据气象局提供的1983~2012年资料求得的暴雨强度远小于1981版公式得到的暴雨强度。同时新推求的暴雨强度公式还没有经过专家的论证和有关部门的批准,本规划目前仍然按1981版公式计算。规划项目组希望安庆市气象局能提供年多个样本值,再对新公式进行修正,经有关专家论证和相关部门批准后,再对雨水管渠进行复核。
3.1.2 下垫面解析
安庆市中心城区下垫面类型各不相同,总体来说,老城区建筑密度高,建筑、路面等不透水地面占的比例较大;新城区按新的城市规划标准建设,建筑密度相对较低,地面硬化程度也相比较老城区低;城区西北面水面绿地比例较低,相对而言城市东部地区河网密布,水面、绿地面积较大。根据地面透水特性,将地面类型划分为五种,各区地面类型详见下表3-2:
地表类型(下垫面)分析表表3-2
3.2 城市现状排水防涝能力评估
3.2.1 排水系统总体评估
(1)、排水管渠
安庆市中心城区建成区面积86.6平方公里,已建排水(雨水)管道总长348.0km,每平方公里管道4018米,排水管渠覆盖率平均为47.1%。按现状已建设的排水分区,各区的排水管渠长度、服务面积、单位面积管渠长度及管渠覆盖率详见下表3-3:
排水设施总体状况表表3-3
注:管渠达标率为各排水分区已建管渠满足设计标准的长度与排水分区内管渠总长度比值。
(2)、排水、排涝泵站
安庆市中心城区已建和再建排水、排涝泵站共18座,其中排涝泵站7座,排水泵站11座,泵站总装机14277千瓦,总排涝能力148.21立方米/秒,总服务面积15348.7公顷,达标率为16.7%。各排涝泵站状况详见下表3-4:
中心城区排水、排涝泵站评估表3-4
3.2.2 现状排水能力评估
现状排水管渠排水能力评估表表3-5
3.3 内涝风险评估与区划
3.3.1 内涝风险评估方法
防御城市内涝灾害,仅仅考虑工程措施是不能完全抗拒内涝灾害的,而应该重视非工程措施的作用。城市内涝分析评估是一项以预防为主,防患于未然的重要非工程措施。是灾害管理的重要组成部分。内涝灾害评估体系的建立,有助于建立健全有效的城市灾害管理机制,有助于城市居民防范灾害的风险意识,有助于提高城市内涝灾害风险管理水平,有助于城市保持可持续发展。
目前,城市内涝风险评估尚处在研究与探索中,评估的方法也很多,但用的较多的主要有以下三种方法:历史灾情数理统计评估法、指标体系评估法和情景模拟评估法。
(1)、历史灾情评估法
基于历史灾情数理统计的内涝灾害评估法的理论基础是认为灾害风险评估由灾害危险性评估和脆弱性评估两部分组成,灾害风险评估是将危险性估算结果和脆弱性估算结果以一定的标准或方式进行叠加后生产的。
基于历史灾情数理统计的内涝灾害评估法虽然思路清晰、计算简单,不需要详尽的地理背景数据,但要求有长时间序列的历史灾情数据资料,一般城市都很难以获得。且这种方法评估结果是区域性风险,不能反映灾害风险的空间差异,不适合在城市这样小尺度区域的评估。
(2)、指标体系评估法
基于指标体系的内涝风险评估法的理论基础是认为灾害风险是致灾因子、孕灾环境和承灾体的综合函数,灾害风险是由致灾因子危险性、承灾体的暴露性和脆弱性相互作用而构成的有机整体。
基于指标体系的内涝风险评估法虽然计算相对简单,可以宏观上反映