內澇防治工程性措施與案例分析

內澇防治工程性措施與案例分析第一部分如何在排水系統(tǒng)低翻建的前提下

提高城市排水防澇標準？一、大型雨水調蓄池二、深層調蓄隧道三、分散調蓄設施一、大型雨水調蓄池調蓄削峰雨水利用初期雨水一、大型雨水調蓄池1、

上海成都昌平夢清園江蘇芙蓉江薀藻浜蒙自浦明南碼頭后灘新師大上海已建成11座雨水調蓄池分布圖

2、

昆明采蓮河采蓮河海明河烏龍河海明河調蓄池：2.8萬立方米可以試運行烏龍河調蓄池：1.1萬立方米主體完工采蓮河調蓄池：0.7萬立方米正在施工一、大型雨水調蓄池二、深層調蓄隧道1、美國德克薩斯州，奧斯汀市沃勒爾河（WallerCreek）深層調蓄隧道二、深層調蓄隧道城市項目周期完成日期貯水能力（立方米）總造價芝加哥40年以上2019（計劃）68,130,00034億美元密爾沃基17年（第一期）19941,532,92523億美元密爾沃基8年（第二期）2005333,0801.3億美元波特蘭20年2011465,55514億美元華盛頓特區(qū)20年以上未知732,39819億美元平均造價1280美元每立方米2、美國芝加哥深層調蓄隧道改造之前：市區(qū)積水成災，溢流污染嚴重，不得不使河水倒流工程措施：175公里深層隧道，三個大型水庫改造之后：基本消滅溢流，河水生態(tài)恢復，城市面貌脫胎換骨二、深層調蓄隧道3、香港荔枝角深層調蓄隧道采用在上游建造雨水隧道分流高地雨水，減少客水進入市區(qū)排水系統(tǒng)；市區(qū)深水埗、長沙灣、荔枝角等地勢較低處的防洪排澇標準提高到50年一遇。全長3.7公里， 造價17億元。二、深層調蓄隧道4、廣州深層調蓄隧道（東濠涌試驗段）調蓄標準（mm）內環(huán)內外環(huán)間合流制分流制合流制分流制水質改善115115防汛標準提高77--合計1812115《上海市中心城初期雨水治理規(guī)劃》上海市水務局，2012年7月6、上海中心城區(qū)深層調蓄隧道二、深層調蓄隧道研究目的：在避免管道大面積翻建的前提下，解決排水系統(tǒng)標準提高和初期雨水污染控制問題。二、深層調蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調蓄隧道子課題名稱承擔單位研究內容子課題1：中心城區(qū)短時強降雨特征估測與典型排水系統(tǒng)內澇防治技術研究及工程示范上海市政總院、氣象研究所（1）上海市短時強降雨特征與定量估測技術研究；（2）中心城區(qū)典型排水系統(tǒng)內澇風險識別與評估；（3）典型排水系統(tǒng)提標改造技術研究與裝備開發(fā)；（4）典型排水系統(tǒng)提標改造工程示范；（5）下立交安全排水技術研究與工程示范子課題2：暴雨徑流源頭削減與內澇風險評估技術研究同濟大學（1）暴雨徑流特征識別與源頭削減技術；（2）中心城區(qū)典型排水系統(tǒng)內澇風險評估子課題3：河道泵閘與排水泵站聯(lián)動運行技術研究水務規(guī)劃院（1）河道排澇泵閘與市政雨水泵站聯(lián)動運行技術研究；（2）河道排澇泵閘與市政雨水泵站聯(lián)動方案研究子課題4：排水系統(tǒng)優(yōu)化運行技術研究排水公司、排水處（1）排水系統(tǒng)優(yōu)化運行調控技術；（2）城市排水防汛預警技術研究子課題5：排水管道檢測修復技術研究城建院、排水處（1）排水管道安全檢測與修復技術研究；（2）典型排水系統(tǒng)提標改造工程示范子課題6：中心城區(qū)易澇點內澇防治技術研究水利院（1）城市易澇點內澇風險評估；（2）地下空間應對內澇技術研究與裝備開發(fā)課題牽頭單位：上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司二、深層調蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調蓄隧道（2）、福建北、大名、武進排水系統(tǒng)提標改造研究系統(tǒng)名稱服務面積/km2現(xiàn)狀重現(xiàn)期/年原規(guī)劃重現(xiàn)期/年本研究重現(xiàn)期/年排水體制福建北1.41113合流制大名0.86133合流制武進0.70113合流制二、深層調蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調蓄隧道現(xiàn)狀管網1年一遇尚有積水現(xiàn)象。積水點現(xiàn)狀1年一遇inforwoks軟件模擬（2）、福建北、大名、武進排水系統(tǒng)提標改造研究二、深層調蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調蓄隧道現(xiàn)狀管網3年一遇積水集中在上游管段。積水點現(xiàn)狀3年一遇inforwoks軟件模擬（2）、福建北、大名、武進排水系統(tǒng)提標改造研究二、深層調蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調蓄隧道在系統(tǒng)中間位置敷設一根總管，管徑φ3m，總長約4.5km，總服務面積約3km2，接入俞涇浦初雨調蓄總管。北橫通道軌交12號線已建大名泵站規(guī)劃新大名泵站已建新福建北泵站已建武進泵站擬建總管Φ3m-4.5km俞涇浦下覆φ3~4m調蓄總管排水系統(tǒng)改造目標：1年提升至3年一遇排水系統(tǒng)提標改造方案二、深層調蓄隧道基本消除積水點。積水點增設調蓄管后1年一遇inforwoks軟件模擬（2）、福建北、大名、武進排水系統(tǒng)提標改造研究二、深層調蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調蓄隧道70%以上服務面積可達到新標準，避免了大面積的管道翻建。積水點增設調蓄管后3年一遇inforwoks軟件模擬（2）、福建北、大名、武進排水系統(tǒng)提標改造研究二、深層調蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調蓄隧道（3）、霍山、惠民、松潘排水系統(tǒng)提標改造研究霍山、惠民、松潘排水系統(tǒng)現(xiàn)狀：3個排水系統(tǒng)屬污水三期B塊服務范圍，截流污水經兩港截流系統(tǒng)輸至竹園二污廠，雨水排入楊樹浦港或黃浦江。系統(tǒng)名稱現(xiàn)狀重現(xiàn)期/年本研究重現(xiàn)期/年排水體制松潘13合流制霍山13合流制惠民13合流制二、深層調蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調蓄隧道現(xiàn)狀管網一年一遇校核局部積水點（重力流）積水點面積約40%現(xiàn)狀按1年一遇校核的積水范圍擴大二、深層調蓄隧道需翻建支管：2.8km占系統(tǒng)的比例：10%翻建支管翻建支管設計調蓄管提標方案（三年一遇）3年一遇校核積水點明顯減少，避免大面積翻建。二、深層調蓄隧道范圍：共和新路以東、外環(huán)線以南、黃浦江以北與以西95.77km2;54個排水系統(tǒng)（分流制23個，合流制31個），調蓄庫容51萬m3；通過初期雨水泵站（軍工路東側民星路北側）提升至污水三期總管，送至竹園初期雨水處理廠(規(guī)劃38m3/s)處理后排長江口。特大暴雨經快速處理排黃浦江。南走馬塘調蓄總管政立路-北走馬塘調蓄總管虹口港沙涇港楊樹浦港調蓄支線西泗塘小吉浦《上海市中心城初期雨水治理規(guī)劃》上海市水務局，2012年7月俞涇浦二、深層調蓄隧道6、上海中心城區(qū)深層調蓄隧道三、分散調蓄設施典型的應用方式對于收集完后剩余的雨水，通過JC-SS的溢水系統(tǒng)排入就近水道溢水系統(tǒng)溢流至污水管排污口溢水系統(tǒng)三、分散調蓄設施1、上海世博園城市最佳實踐區(qū)LEED白金獎：雨水利用三、分散調蓄設施2、珠海橫琴新區(qū)：粵港澳緊密合作示范區(qū)第二部分排水防澇工程性措施研究案例——寧波城區(qū)一、排水能力模擬評估二、洪澇分治工程措施三、區(qū)域提標改造方案四、立交提標改造方案五、提標改造效果評估寧波市海曙、江東和江北三個區(qū)位于繞城高速公路以內及鄞州、國家高新區(qū)建成區(qū)范圍以內的地區(qū)臺風”菲特”期間現(xiàn)場調查大慶北路柳汀立交下永豐西路劃船小區(qū)康莊南路立交世紀大道公鐵立交城區(qū)內澇的深層次原因（1）快速城市化導致徑流系數增大，加之極端降雨事件導致市區(qū)內澇頻發(fā)（2）“外洪”與“內澇”交織，洪水難以調控（3）內河水系泄洪排澇能力不足，“中滯”削弱、“內疏”梗阻，雨、澇、洪水難以排出（4）城市排水管網設計標準偏低，強排能力不足運用較廣的免費計算機模型HEC-HMS陸軍工程兵團開發(fā)，采用SCS曲線數法用于產流和地表漫流過程計算，不涉及管渠內流動HEC-RAS陸軍工程兵團開發(fā)，用于河道水位計算，不涉及產流TR-55美國土壤保持局開發(fā)，與SCS法配合用于產流和地表漫流過程計算，不涉及管渠內流動SWMM美國聯(lián)邦環(huán)保署開發(fā)的免費軟件涵蓋產流、地表漫流和管網及河道匯流全過程計算采用扣損法計算產流一、排水能力模擬評估1.1模擬工具運用較廣的商業(yè)軟件StormCAD，PondPackBentley公司開發(fā)，前者用于雨水管渠設計，采用推理公式法后者主要用于雨水調蓄池尺寸的設計后者可采用SCS曲線數法，推理公式法和扣損法CulvertMasterBentley公司開發(fā)，主要用于公路涵洞設計InfoWorks英國商業(yè)軟件，涵蓋產流和匯流所有環(huán)節(jié)采用SCS曲線數法、推理公式法和扣損法等XP-SWMM美國商業(yè)軟件，基于SWMM算法功能與InfoWorks類似一、排水能力模擬評估1.1模擬工具海曙區(qū)護城河內片區(qū)Infoworks模型將城市雨水管網的詳細信息導入Infoworks模型，根據水系規(guī)劃和防洪規(guī)劃，確定內河水位的邊界條件，對不同降雨狀況進行模擬。Infoworks軟件一、排水能力模擬評估1.1模擬工具邊界條件：內河水位達3.0m(保證水位：2.3m）積水節(jié)點：855積水節(jié)點：1027積水節(jié)點：1111一、排水能力模擬評估1.2、江東區(qū)1a2812920167390550常水位1.36m警戒水位1.9m3a5a1.3海曙區(qū)一、排水能力模擬評估1a925238567390550常水位1.27m警戒水位1.9m3a5a1.4江北區(qū)一、排水能力模擬評估二、洪澇分治工程措施盡可能做到洪澇分開，避免山區(qū)洪水過境平原地區(qū)（市區(qū)），實現(xiàn)內河水位可控。二、洪澇分治工程措施2.1鄞西地區(qū)方案1：山洪沿山攔截方案2：山洪經過平原方案3：山洪兩級蓄控二、洪澇分治工程措施2.2鄞東南地區(qū)方案一：蓄控+分片強排方案。方案二：洪澇分治方案。二、洪澇分治工程措施2.3江北地區(qū)工況1：江北現(xiàn)有河網水系的排澇能力基本可承受10年一遇的降雨。工況2：沿江設置泵站后，江北現(xiàn)有河網水系可承受50年一遇的降雨。二、洪澇分治工程措施2.3江北地區(qū)三、區(qū)域提標改造方案3.1海曙區(qū)孝聞片區(qū)1）孝聞雨水泵站：流量5.17m3/s。2）孝聞街：雨污分流改造，新建dn3000的雨水管道1200m；3）永豐路：新建dn600的雨水管道930m，并將整條路的雨水管連通；4）文昌街：新建dn1000的雨水管道330m；5）效實巷：新建dn600的雨水管道230m；6）中憲巷：新建dn1200的雨水管道180m。5年一遇時現(xiàn)狀三、區(qū)域提標改造方案3.2大河路雨水泵站區(qū)域解決曙光社區(qū)、荷池新村、潛龍社區(qū)、劃船社區(qū)、甬港等社區(qū)內澇問題；該區(qū)域地勢低洼、內部排水管道標準偏低和雨污混接嚴重；建立封閉區(qū)域，雨水經管道收集后通過泵站強排入奉化江；應結合大河路泵站的改造進行，強排范圍可以視情況擴大或縮??；改造后達到5年一遇。三、區(qū)域提標改造方案討論：是否違反國標？移動泵車3000m3/h；應急性固定式強排泵站6000m3/h。3~5年一遇：1~2萬m3/h。雨水管渠設計重現(xiàn)期:新建地區(qū)應按本規(guī)定執(zhí)行，原有地區(qū)應結合地區(qū)改建、道路建設等更新排水系統(tǒng)，并按本規(guī)定執(zhí)行。四、立交提標改造方案《室外排水設計規(guī)范》（2013年版）報批稿：立體交叉道路排水系統(tǒng)1、設計重現(xiàn)期不小于10年，位于中心城區(qū)的重要地區(qū)，設計重現(xiàn)期為20年~30年，同一立體交叉道路的不同部位可采用不同的重現(xiàn)期；2、地面集水時間應根據道路坡長、坡度和路面粗糙度等計算確定，一般為2min~10min；3、徑流系數宜為0.8~1.0；4、下穿式立體交叉道路的地面徑流，具備自流條件的，可采用自流排除，不具備自流條件的，應設泵站排除；5、采用泵站排除地面徑流時，應校核泵站及配電設備的安全高度，避免因泵站受淹導致水泵無法啟動。6、下穿式立體交叉道路引道兩端應采取措施，控制匯水面積，減少坡底聚水量。立體交叉道路宜采用高水高排、低水低排，且互不連通的系統(tǒng)；7、宜采取設置調蓄池等綜合措施達到規(guī)定的設計重現(xiàn)期。四、立交提標改造方案駝峰康莊南路下立交點-線-面-體：1、立交泵站排水能力從3年提升至30年一遇；2、高水系統(tǒng)改造由1年一遇提高到5年一遇；3、雨水口及雨水支管改造；4、泵站綜合維護改造（配電設施，泵站擋水，移動應急電源，高