城市暴雨天气内涝区域风险研究

胡静敏

[摘 要]本文利用建模软件以太原市某区域为例对城市暴雨天气内涝区域进行风险研究，并对风险评价结果进行了进一步的讨论。

[关键词]城市；内涝；暴雨天气；风险；径流系数；太原

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2016.22.124

[中图分类号]P426.616；TU998.4 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194（2016）22-0-01

0 引 言

近年来，由于我国夏季7-8月强降雨天气的增多，不仅很多南方城市面临着内涝的风险考验，很多北方城市也由于强降雨和大雨暴雨天气带来了很多区域积水短时间难以排去的洪涝灾害。比如：2015年7月18日到7月22日，不仅武汉、南京、合肥等南方城市承受了暴雨大雨的袭击，造成了人员伤亡和财产损失。河北更是损失严重，山西、河南等省份也有人员伤亡发生。因此，能对大雨暴雨带来的城市内涝风险进行客观真实的预估和评价，能够为城市的排水能力进行客观的评价，为排水管网的设计提供真实客观的理论依据对于洪涝灾害的预防具有十分重要的意义。

1 对于城市内涝的认识

由于连续大强降雨天气，大雨暴雨的降雨量产生的雨水积水短时间内无法从城市的各个街道排出，导致城市城区内积水严重，造成车辆和人员的无法正常通行或者更为严重的后果，就可以认为是城市内涝发生了。例如：太原市2016年7月18日傍晚到19日发生了强降雨，使很多地方积水严重，市区内多处地段积水超过了30 cm，白龙庙区域的铁路桥下积水深度超过了100 cm，恒山路尽管地处地形相对较高，但部分地段积水深达60 cm，不仅给出行带来了极大的不便，并且存在很多的安全隐患。这种情况就属于城市内涝，并且较为严重。

2 内涝风险的评价

2.1 区域概况及风险模型构建

某区域位于太原市迎泽区，现有管网总的服务面积519 hm2，在风险评价中，按照建模软件模型模拟的方法思路，构建虚拟模型，将此区域进行等级划分，共划分出了11个三个等级区域，最大的三级区域面积总共92 hm2，绿地的径流系数设定为0.3，水域的径流系数设定为0，建筑区域设定为0.95，道路设定为0.85。出水口均为自由流，分别按照1年、2年，3年、5年的雨水重现期进行数据的设定，假定大雨持续时间为2小时，对径流系数以及现有管网进行评估。评估的公式如下所示。

上述3个公式中，公式（1）中，四个符号：ai、Ci、Ai、B分别表示：i集水区的径流系数、集水区上的总降雨量（m2）集水区的面积（hm2）和相应的雨水重现期下两小时累计的降雨量（mm）。公式（2）中，4个符号：PF、W、P1、P2分别表示：管道充满度（大于1表示管网标准低于雨水重现期）、节点水头（m）、管渠底标高（m）和管渠的高度（m）。公式（3）中，三个符号：NF、W、G分别表示：节点溢流度（大于0表示该节点冒水）、节点水头（m）和节点标高（m）。利用公式进行计算，结果见表1和表2。

3 内涝风险评价结果的讨论

从表1可以看出，模型模拟得到的综合径流系数不到0.61，并且，随着降雨量的增加，径流系数有所增大，但是增加的幅度不大，可以忽略不计。因此，可以通过低影响模式的技术措施，通过绿地增加、过滤以及雨水花园等设施的增加来改变径流系数，提升城市排水能力。另外，从表2中看到，随着降雨量的增加，综合径流系数的变化不大，趋于稳定，因此，改变排水管网能力最有效的措施就是提高整体管网的设计标准。

从表2可以看出，该片区内的管网几乎全部不能满足一年一遇大雨暴雨的情况发生，如果发生5年一遇以上的暴雨大雨，那么該区域内陷入内涝的风险是很大，甚至可以说是会发生的。但是，该区域在较短时间内进行大规模排水管网的改造是不太现实的，因此，可以通过增设蓄水池、增加排水泵，增建排水泵站等措施提升排水管网的能力。并且，可以根据地形地貌的特点，进行管网结构的优化也是一种不错的选择。

4 结 语

城市排水防涝方案的制订和实施，首先应当进行实地的数据采集，保证数据的真实性和客观性，然后严格按照公式进行模拟计算，得到排水管网风险评价结果，对结果进行科学论证分析的基础上进行整体的规划设计。本文以太原市某区域为例进行实证研究，依据此区域的排水管网实际情况进行模拟，通过对其内涝风险进行客观的评价，为后续的区域排水方案设计提供一定的思路和方法。