地下空間開發(fā)與利用結(jié)課論文

PAGE16PAGE17地下空間開發(fā)與利用課程論文北京市防洪排澇建設(shè)研究教師：學(xué)生：學(xué)號(hào)：日期：2015年11月19日北京市防洪排澇建設(shè)研究摘要：北京市近幾年來頻繁遭遇內(nèi)澇災(zāi)害，尤其以12年“7.21”北京特大暴雨最為嚴(yán)重。為此對北京市遭遇內(nèi)澇的原因進(jìn)行研究分析，并研究針對北京市防洪排澇的具體措施。關(guān)鍵詞：城市內(nèi)澇、原因現(xiàn)狀、防治措施一．北京市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)近幾年北京市連續(xù)遭遇內(nèi)澇災(zāi)害：2004年“7.10”，2011年“6.23”，2012年“7.21”。其中以“7.21”北京特大暴雨災(zāi)害最為嚴(yán)重。2012年7月21日，北京遭遇1951年有氣象記錄以來最持久的一次強(qiáng)降雨，造成79人死亡，導(dǎo)致山洪暴發(fā)、京廣鐵路斷運(yùn)，京港高速最深積水達(dá)6m，城區(qū)交通癱瘓、車輛被淹、供電中斷等，160萬人受災(zāi)，經(jīng)濟(jì)損失116億元。（1）對基礎(chǔ)設(shè)施造成重大影響。全市主要積水道路63處，積水30公分以上路段30處；路面塌方31處；3處在建地鐵基坑進(jìn)水；軌道7號(hào)線明挖基坑雨水流入；5條運(yùn)行地鐵線路的12個(gè)站口因漏雨或進(jìn)水臨時(shí)封閉，機(jī)場線東直門至T3航站樓段停運(yùn)；1條110千伏站水淹停運(yùn)，25條10千伏架空線路發(fā)生永久性故障，10千伏線路已全部恢復(fù)供電；降雨造成京原等鐵路線路臨時(shí)停運(yùn)8條，已恢復(fù)7條。（2）對居民正常生活造成重大影響。全市共轉(zhuǎn)移群眾56933人，其中房山區(qū)轉(zhuǎn)移20990人。發(fā)生2起泥石流災(zāi)害：分別為房山區(qū)霞云嶺鄉(xiāng)莊戶魚骨寺泥石流災(zāi)害，造成1人失蹤，1人受傷；房山區(qū)河北鎮(zhèn)鳥語林景區(qū)泥石流，未造成人員傷亡。平房漏雨1105間次，樓房漏雨191棟，雨水進(jìn)屋736間，積水496處，地下室倒灌70處，共補(bǔ)苫加固房屋649間，疏通排水141處。水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等其他災(zāi)害還在進(jìn)一步統(tǒng)計(jì)、匯總之中。二．北京市內(nèi)澇災(zāi)害頻發(fā)原因2.1極端降雨頻次增加（1）氣候變化導(dǎo)致極端氣象事件頻發(fā)：城市暴雨。氣候變化使得人類面臨全球變暖、極端天氣增多等方面挑戰(zhàn)，從而影響城市降雨與排水過程，導(dǎo)致城市內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)增大。觀測事實(shí)表明，近50年來，全國最大1d、3d雨量增減不明顯，但短歷時(shí)暴雨強(qiáng)度增加、極端降水日數(shù)也在增加。這是城市洪澇頻發(fā)的氣象原因。（2）城市雨島效應(yīng)增強(qiáng)了城市暴雨頻率和強(qiáng)度城市化快速發(fā)展產(chǎn)生了雨島效應(yīng)，所謂的雨島效應(yīng)就是：城市不斷發(fā)展，由鋼筋混凝土建成的高樓大廈密度也不斷地增加，尤其一到盛夏，建筑物空調(diào)、汽車尾氣更加重了熱量的超常排放，使城市上空形成熱氣流，熱氣流越積越厚，最終導(dǎo)致降水形成。這種效應(yīng)被稱之為“雨島效應(yīng)”。凝結(jié)核增強(qiáng)作用：城市大氣污染物上升，產(chǎn)生凝結(jié)核增強(qiáng)效應(yīng)，增加城區(qū)的降雨機(jī)率和強(qiáng)度。(人工降雨技術(shù)就是在空中播撒碘化銀顆粒作為凝結(jié)核，促使水蒸氣凝結(jié))微地形阻障效應(yīng)：暖濕空氣在運(yùn)動(dòng)過程中，遇到高樓大廈群，有一定地形爬升作用，暖濕空氣上升冷卻，增加降雨的可能性。觀測事實(shí)表明，在市區(qū)及城市下風(fēng)方的地區(qū)有降水量增多的現(xiàn)象。根據(jù)上海汛期（5~9月）平均降水量分布圖，最大降水量中心位于市區(qū)，向外逐漸減小，市中心的降水比郊區(qū)多約60mm。其他城市也觀察到相同的結(jié)果。（3）北京作為政治、經(jīng)濟(jì)、文化的中心、國際化大都市。城市化造成的影響更為嚴(yán)重。受全球氣候變化和城市雨島效應(yīng)的影響，近年來北京市局地極端降雨的頻次和強(qiáng)度增加。當(dāng)降雨強(qiáng)度超過雨水系統(tǒng)排水能力時(shí)，會(huì)產(chǎn)生地面徑流，如果地面徑流短時(shí)間大量匯入低洼地區(qū)，往往會(huì)造成這些地區(qū)嚴(yán)重積水。北京地區(qū)極端降雨頻次分析北京地區(qū)短歷時(shí)平均降雨量變化趨勢2.2城市建設(shè)忽略防澇需求（1）近年來，城市不透水硬化面積大大增加。經(jīng)勘查，平房區(qū)、老居住區(qū)、新居住區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)不透水硬化區(qū)域百分率高達(dá)65%～90%，徑流峰值時(shí)間縮短，排水壓力加??；（2）城市豎向規(guī)劃需要加強(qiáng)。城市低洼地區(qū)往往是易澇區(qū)，且周邊缺乏對客水的攔截措施，大量客水短時(shí)間匯入，容易造成嚴(yán)重積水；（3）近年來，有些河道明改暗，斷面縮小，水面率降低，削弱河道洪澇行泄或滯蓄能力。大面積不透水硬化地區(qū)河道由明改暗斷面縮小2.3基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后（1）河道存在排水不暢問題。部分河道未按規(guī)劃治理，斷面小，淤積嚴(yán)重。一方面行泄不暢；另一方面導(dǎo)致上游雨水管道無法順利接入或淹沒出流，影響城市排水。（2）雨水管道排水能力偏低。a)部分系統(tǒng)下游雨水管道缺失；b）管道排放口被截堵；c）管道排水能力偏低；d）雨水蓖子少，收水能力偏??；e）雨水泵站排水能力偏低。（3）雨水控制與利用設(shè)施有待完善。在極端降雨時(shí)，城市許多建設(shè)區(qū)、道路和公共空間缺少對地面雨水徑流有效的控制措施，如透水鋪裝、行泄通道和調(diào)蓄區(qū)(下凹綠地、調(diào)蓄池)等，短時(shí)間大量雨水在低處匯集，容易造成內(nèi)澇災(zāi)害。河道未按規(guī)劃疏浚形成漫溢2.4法規(guī)和管理有待完善（1）缺乏城市防澇法規(guī)。目前，相關(guān)的《北京市實(shí)施<中華人民共和國防洪法>辦法》和《北京市排水和再生水管理辦法》主要針對防洪、污水處理和再生水利用，雨水排水和防澇相關(guān)法規(guī)不明確。規(guī)劃實(shí)施管理機(jī)制有待加強(qiáng)。由于建設(shè)主體、項(xiàng)目資金、工程審批、征地拆遷等環(huán)節(jié)存在問題，往往造成城市雨水管道、雨水泵站建設(shè)滯后，排水河道缺乏疏浚整治，雨水調(diào)蓄和收集利用設(shè)施嚴(yán)重不足等現(xiàn)象。亟需加強(qiáng)各部門之間協(xié)調(diào)機(jī)制，保障規(guī)劃順利實(shí)施。社會(huì)動(dòng)員和市民參與保障機(jī)制有待加強(qiáng)。尚未建立起完備的社會(huì)參與防汛減災(zāi)機(jī)制；在極端降雨和洪水預(yù)警時(shí)全社會(huì)組織動(dòng)員機(jī)制有待加強(qiáng)。需對市民參與防災(zāi)、減災(zāi)和避災(zāi)行動(dòng)進(jìn)行有效指導(dǎo)。北京市防洪排澇系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀3.1排水河道北京中心城現(xiàn)有清河、壩河、通惠河、涼水河四條主要排水河道，120余條支流，總長580公里，現(xiàn)在已經(jīng)治理386公里。3.2雨水管道北京中心城現(xiàn)有主要雨水管道系統(tǒng)660個(gè)?，F(xiàn)狀雨水管道2300公里，其中合流管道約600公里，分布在老城區(qū)。中心城區(qū)雨水管道布局及能力評(píng)估3.3雨水泵站下凹立交橋區(qū)是中心城內(nèi)澇重點(diǎn)防治地區(qū)?，F(xiàn)有下凹立交橋區(qū)雨水泵站79座，設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為1-3年一遇。中心城雨水泵站分布圖3.4雨水利用截止到2013年底，北京市城區(qū)共建設(shè)雨水蓄滯工程621余項(xiàng)，總蓄水能力達(dá)到700萬m3，年綜合利用雨水量達(dá)到2219萬m3。當(dāng)前，北京市中心城已經(jīng)建成奧林匹克公園中心區(qū)、天秀花園小區(qū)、雙紫園小區(qū)等一系列雨水調(diào)蓄和利用示范工程。奧林匹克公園“鳥巢”雨水調(diào)蓄池三海子蓄滯洪區(qū)四．北京市再遇內(nèi)澇風(fēng)險(xiǎn)分析4.1未來降雨變化據(jù)國家氣象中心預(yù)測：2050年全國年均降雨量較1980~1990的年均降雨量增加7~13%。據(jù)北京市氣象中心預(yù)測：2050年北京市年均降雨量較1980~1990的年均值增加10.5%。該增長率高于全國平均水平。國內(nèi)未來降雨量變化和分布(2021年～2030年)和(2041年～2050年)北京市年降雨量2020年和2050年變化趨勢預(yù)測4.2未來城市發(fā)展（1）水體面積減少從20世紀(jì)90年代至2005年,北京市減少約14%(約80ha)水面。從2005年至2050年,預(yù)測在新建設(shè)區(qū)和改建區(qū)可能有10%水面將面臨消失。（2）綜合徑流系數(shù)增加(2005年~2060年)中心城建設(shè)密集區(qū):從0.79提高至0.83，增加4%。全北京市域：從0.29提高至0.33，增加13%。北京城市不透水率模擬分析五．北京市防洪排澇措施5.1建設(shè)目標(biāo)（1）總體目標(biāo)：全力推進(jìn)建設(shè)海綿城市，全面提升城市防澇能力，保障人民生命財(cái)產(chǎn)、確保城市運(yùn)行安全、改善水環(huán)境和充分利用水資源。（2）近期目標(biāo)：中心城重要地區(qū)和快速路在發(fā)生50年一遇降雨時(shí)，基本保證交通通暢，不發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害。建設(shè)項(xiàng)目全部實(shí)施低影響開發(fā)措施，構(gòu)建海綿城市小型雨水控制與利用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)建設(shè)地塊開發(fā)前后外排水量不變。全面提高城市雨水管道建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，完善城市雨水管網(wǎng)系統(tǒng)，發(fā)生5~10年一遇降雨時(shí)，地面不發(fā)生積水。發(fā)生50年一遇降雨時(shí)，城市不發(fā)生內(nèi)澇災(zāi)害；發(fā)生超過100年一遇降雨時(shí)，保障城市基本運(yùn)行正常。5.2總體格局建立“西蓄、東排、南北分洪”的總體防洪排澇格局。西蓄：利用西郊砂石坑、南旱河、玉淵潭湖蓄滯洪水，利用西部廊道排蓄洪水，減少城區(qū)西部海淀、石景山、豐臺(tái)等地區(qū)洪水泄入中心區(qū)。東排：利用清河、壩河、通惠河、涼水河向東部北運(yùn)河排泄中心城區(qū)的洪水。南分洪：指在西南城角右安門將通惠河水系洪水向涼水河分洪。北分洪：指在東北城角東直門將通惠河水系洪水向壩河分洪。5.3建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)防澇標(biāo)準(zhǔn)：一般地區(qū)50年一遇，重要地區(qū)100年一遇。（1）雨水管道：3～5年一遇。（2）排澇河道：50～100年一遇。（3）雨水控制與利用設(shè)施：建設(shè)區(qū)開發(fā)后的雨水徑流外排總量不超過開發(fā)前。說明：(1)防洪要求：當(dāng)發(fā)生設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)洪水時(shí)，河水不漫溢。(2)防澇要求：當(dāng)發(fā)生設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)降雨時(shí)，對人們生產(chǎn)、生活不造成較大影響，道路積水深度若超過15厘米，時(shí)間控制在30分鐘以內(nèi)。(3)國家級(jí)、市級(jí)黨政軍行政辦公區(qū)、重點(diǎn)功能區(qū)、不耐水浸泡的重點(diǎn)文物保護(hù)單位、外事辦公區(qū)、重要基礎(chǔ)設(shè)施為重要地區(qū)，其他地區(qū)為一般地區(qū)。5.4防洪具體措施：立體多層次多功能分流分洪立體多層次多功能分流分洪：地上地下多舉措分流分洪，地面上做到源頭控制，通過建設(shè)綠化屋頂、生態(tài)景觀、生態(tài)水池、生態(tài)廣場公園等盡量減少地面雨水徑流；通過淺層排水管道、深層排水深邃要做到過程控制，減少雨水污染，提高雨水利用；疏通河道及時(shí)將多余的地下管道中的雨水排走做到末端控制。5.4.1地面上--雨水源頭控制（1）生態(tài)屋頂對所有新建或可改造的房屋屋頂進(jìn)行屋頂綠化(或微型菜園)，可有效儲(chǔ)和攔對應(yīng)面積的雨水100~300毫米；建立空中儲(chǔ)水層；同時(shí)還可以有效削減城市的“熱島”效應(yīng)，美化城市，改善空氣質(zhì)量和減少環(huán)境污染。生態(tài)景觀對所有新建或可改造的綠化進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)旱可高效節(jié)水式滲灌，澇可快速排和滲排，可有效儲(chǔ)、攔和收集對應(yīng)面積的雨水。綠地中至少應(yīng)有50%為用于滯留雨水的下凹式綠地。利用生態(tài)廣場、公園雨洪滯蓄修改城市綠化、公建、休閑空間國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)合理的將城市新建或可改造的的廣場、小區(qū)活動(dòng)中心廣場改成下陷式多功能廣場，汛期作為分洪儲(chǔ)水的人工景觀湖，少雨季節(jié)恢復(fù)廣場和活動(dòng)中心，應(yīng)對城市特大暴雨洪澇。例如北京：城區(qū)玉淵潭公園、紫竹院公園、龍?zhí)逗珗@周邊建設(shè)大口井；四五環(huán)間約60個(gè)郊野公園興建微地形調(diào)蓄容積實(shí)現(xiàn)雨水零排放；年綜合利用約330萬方。利用天然洼地、地下空間蓄滯雨洪在積水點(diǎn)多發(fā)、且對城市安全要求運(yùn)行較高的地區(qū)分別建設(shè)地下滯蓄水涵，在城區(qū)下凹式立交橋區(qū)等建設(shè)的地下滯蓄利用空間。利用天然洼地蓄洪，例如北京：結(jié)合西部地區(qū)山洪滯蓄要求，利用砂石坑建設(shè)西部蓄洪回補(bǔ)工程，新增雨洪水調(diào)蓄能力700萬方，調(diào)蓄雨洪水，實(shí)現(xiàn)自然回補(bǔ)涵養(yǎng)地下水源。5.4.2地下--雨水過程控制（1）新建、改建雨水管道規(guī)劃新建和改擴(kuò)建中心城1253公里主干雨水管道，排水能力普遍提至重現(xiàn)期3-5年一遇。改造雨水泵站下凹式立交橋內(nèi)澇治理的措施包括：泵站改造、下游排水出路治理。按高水高排、低水低排的原則，對79座下凹立交橋雨水泵站系統(tǒng)改造。新建雨水調(diào)蓄區(qū)規(guī)劃在中心城結(jié)合公園綠地建設(shè)綠色生態(tài)調(diào)蓄區(qū)71處；結(jié)合廣場、體育場等建設(shè)調(diào)蓄水池23處；利用河湖調(diào)蓄5處。規(guī)劃調(diào)蓄總?cè)莘e108萬立方米。修建兩條排水深邃在北京城東西兩側(cè)分別修建2條排水深邃。為減輕超標(biāo)準(zhǔn)降雨給城區(qū)“東排”增加的排澇壓力，根據(jù)中心城河流水系特點(diǎn)及近年積水分布情況，提出：在城市西部建設(shè)以分流消峰為主的排水廊道；在城市東部建設(shè)以蓄滯為主的調(diào)蓄廊道。兩條廊道總長約100公里，蓄滯能力可達(dá)800萬立方米。東部深隧系統(tǒng)解決四大排水體系東部內(nèi)澇問題。增加雨洪滯蓄，控制下泄，加強(qiáng)流域間的聯(lián)合調(diào)蓄。主要包括：（1）局地暴雨，降雨在南北流域分布不均問題（2）中心城排澇標(biāo)準(zhǔn)提高至50年一遇后，沿途流量增加，導(dǎo)致溫榆河、北運(yùn)河出口流量限制問題（3）十里河等立交橋積水問題西部深隧系統(tǒng)解決城市南部涼水河水系內(nèi)澇問題，消減洪峰，降低河道水位，主要包括：（1）西客站暗涵過流能力小的“瓶頸卡口”問題（2）豐草河流域建成區(qū)面積增大，入河流量增加問題（3）排澇標(biāo)準(zhǔn)提高，流量增加（4）蓮花河、玉泉營等立交橋積水5.4.3末端控制--排水河道及蓄洪區(qū)規(guī)劃在中心城結(jié)