城市人工水體水文效應(yīng)與防災(zāi)減災(zāi)

前言

　　城市是國家和地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心和重要的交通樞紐，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。城市洪水災(zāi)害不僅對(duì)城市造成嚴(yán)重影響，而且對(duì)整個(gè)社會(huì)發(fā)展造成較長時(shí)間的不良影響，甚至影響社會(huì)的穩(wěn)定。因此，城市的防洪歷來是防洪的重點(diǎn)。搞好城市防洪，不僅對(duì)于城市具有重要意義，而且對(duì)于國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用?！　≡诔鞘蟹篮榕艥车乃挠?jì)算中，需要推求管道、河道、泵閘等防洪排水工程的水文水力設(shè)計(jì)值。在計(jì)算過程中，常常利用天然流域水文計(jì)算方法。進(jìn)行產(chǎn)流計(jì)算時(shí)，一般都將城市看做一個(gè)整體，采用降雨徑流相關(guān)關(guān)系推求產(chǎn)流，或者采用蓄滿一超滲產(chǎn)流模型計(jì)算徑流深。這樣計(jì)算出的產(chǎn)流結(jié)果顯得比較粗糙，沒有在空間上區(qū)分不同下墊面的不同產(chǎn)流特性，對(duì)河道設(shè)計(jì)水位的計(jì)算可靠性和精度有較大影響。進(jìn)行分區(qū)匯流計(jì)算時(shí)，對(duì)于建成區(qū)的管網(wǎng)匯流往往不予以考慮，忽視管網(wǎng)匯流過程直接進(jìn)行河道匯流的計(jì)算，導(dǎo)致城區(qū)部分計(jì)算得到的產(chǎn)匯流過程比實(shí)際過程加快，計(jì)算出的河道設(shè)計(jì)水面線往往偏高，同時(shí)具體斷面的流量和水位過程也與實(shí)際會(huì)有較大偏差。進(jìn)行河道洪水演算時(shí)，習(xí)慣上采用流量演算方法，常用的有馬斯京根法和抵償河長法等。這些方法通常適用于山丘區(qū)簡(jiǎn)單河網(wǎng)的情況，對(duì)于河網(wǎng)較復(fù)雜的地區(qū)而言，效果不佳。另外，還有一些城市在推求城市排澇河道設(shè)計(jì)排澇水面線時(shí)采用恒定流的方法，這種方法推求的設(shè)計(jì)結(jié)果在可靠性、精確性上都不很高?！　【C上所述，由于城市化的影響，水文資料的一致性遭到破壞，城市地區(qū)下墊面的變化導(dǎo)致了產(chǎn)流、匯流特性都有別于山丘區(qū)及人類活動(dòng)影響不顯著地區(qū)。因此，如果直接移用這些地區(qū)采用的計(jì)算方法，則計(jì)算成果的可靠性、精度都存在一定問題。要解決城市的防洪和排水，必須從研究城市地區(qū)水文特性著手，充分分析城市化對(duì)水文影響的后果，采用合適的城市雨洪模擬技術(shù)和方法。

內(nèi)容概要

本書分析了城市化地區(qū)的降雨徑流特性，提出在城市化影響地區(qū)進(jìn)行城市雨洪模擬的技術(shù)、方法和模型，以鄭州市龍湖水系與城市防洪關(guān)系研究為例，論證龍湖參與城市防洪的必要性和可能性，為分析龍湖水系規(guī)劃對(duì)鄭州市城市防洪的影響提供了科學(xué)的依據(jù)。運(yùn)用地下水環(huán)境系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、地質(zhì)工程學(xué)、環(huán)境地質(zhì)學(xué)、災(zāi)害地質(zhì)學(xué)等理論和數(shù)值模擬、類比、統(tǒng)計(jì)等方法，探討和分析城市人工湖在開挖及運(yùn)行過程中可能存在的環(huán)境地質(zhì)問題。針對(duì)不同平均水深的湖體設(shè)計(jì)方案，進(jìn)行成湖方案比選和優(yōu)化、成湖前后地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)評(píng)估。    本書可供從事城市防洪與排澇規(guī)劃、環(huán)境地質(zhì)及相關(guān)專業(yè)研究人員，水利、市政、規(guī)劃等有關(guān)部門管理人員，以及大專院校相關(guān)專業(yè)教師和學(xué)生使用和參考。

書籍目錄

城市人工水體建設(shè)叢書”序前言上篇：城市人工水體的地表水效應(yīng)與防洪減災(zāi)　第一章 上篇緒論  　1.1 城市防洪概述    　1.1.1 城市防洪排澇的重要性　    1.1.2 城市防洪現(xiàn)狀　    1.1.3 城市防洪主要任務(wù)　    1.1.4 城市防洪排澇標(biāo)準(zhǔn)　  1.2 城市化的水文效應(yīng)　    1.2.1 城市化對(duì)降水的影響　    1.2.2 城市化對(duì)雨洪徑流的影響　  1.3 城市防洪與排水措施　    1.3.1 工程措施　    1.3.2 非工程措施　  1.4 城市化地區(qū)水文計(jì)算方法分析　第二章 城市設(shè)計(jì)暴雨及產(chǎn)匯流計(jì)算　  2.1 設(shè)計(jì)暴雨時(shí)空分布　    2.1.1 設(shè)計(jì)暴雨時(shí)間分布　    2.1.2 設(shè)計(jì)暴雨空間分布　  2.2 暴雨資料的選樣　  2.3 次暴雨過程的劃分　  2.4設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算　    2.4.1 設(shè)計(jì)雨量計(jì)算  　  2.4.2 設(shè)計(jì)暴雨過程　  2.5 城市下墊面特點(diǎn)及其分類　    2.5.1 城市下墊面特點(diǎn)　    2.5.2 城市下墊面分類　  2.6 城市產(chǎn)匯流計(jì)算　    2.6.1 水面產(chǎn)流計(jì)算　    2.6.2 水田產(chǎn)流計(jì)算　    2.6.3 旱地產(chǎn)流計(jì)算　    2.6.4 城鎮(zhèn)產(chǎn)流計(jì)算　    2.6.5 總產(chǎn)流量計(jì)算　    2.6.6 坡面匯流計(jì)算　  2.7 城市排水管網(wǎng)設(shè)計(jì)流量計(jì)算　第三章 平原河網(wǎng)水力計(jì)算　  3.1 一維明渠非恒定流方程(組)　    3.1.1 圣維南方程組　    3.1.2 圣維南方程組的數(shù)值求解　  3.2 河網(wǎng)非恒定流水動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型　    3.2.1 外河道計(jì)算　    3.2.2 內(nèi)河道計(jì)算　    3.2.3 環(huán)狀河網(wǎng)的求解步驟　    3.2.4 節(jié)點(diǎn)水位方程　  3.3 河網(wǎng)概化　    3.3.1 基本河道的概化　    3.3.2 湖泊的概化　    3.3.3 流域面上調(diào)蓄作用的概化　  3.4 定解條件　    3.4.1 外邊界條件　    3.4.2 內(nèi)邊界條件　  3.5 圩區(qū)處理　第四章 城市雨洪模型　  4.1 雨洪管理模型　  4.2 蓄水、處理、溢流模型　  4.3 沃林福特模型　  4.4 伊利諾排水模型　第五章 龍湖水系與鄭州市城市防洪關(guān)系分析　  5.1 研究目標(biāo)　    5.1.1 研究問題描述　    5.1.2 研究目標(biāo)　    5.1.3 技術(shù)路線　  5.2 計(jì)算方法　    5.2.1 設(shè)計(jì)暴雨計(jì)算　    5.2.2 建成區(qū)產(chǎn)匯流計(jì)算　    5.2.3 天然流域產(chǎn)匯流計(jì)算　    5.2.4 河道匯流計(jì)算　  5.3 龍湖水系規(guī)劃條件　    5.3.1 龍湖湖區(qū)工程　    5.3.2 河道　    5.3.3 市區(qū)排水系統(tǒng)　    5.3.4 控制性水閘　  5.4 計(jì)算結(jié)果及分析　    5.4.1 設(shè)計(jì)暴雨　    5.4.2 河網(wǎng)人流計(jì)算　    5.4.3 河網(wǎng)水力計(jì)算　    5.4.4 河網(wǎng)水力計(jì)算結(jié)果　    5.4.5 成果分析　  5.5 主要研究結(jié)論　  參考文獻(xiàn)下篇：城市人工水體的地下水效應(yīng)與地質(zhì)災(zāi)害分析　第六章 下篇緒論　第七章 龍湖場(chǎng)區(qū)主要環(huán)境特征　第八章 淺層地下水?dāng)?shù)值模擬與預(yù)測(cè)　第九章 成湖方案預(yù)測(cè)與優(yōu)化　第十章 龍湖主湖區(qū)成湖及防滲工藝　第十一章 龍湖成湖前后地質(zhì)災(zāi)害問題的預(yù)測(cè)評(píng)估研究　參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　上篇：城市人工水體的地表水效應(yīng)與防洪減災(zāi)　　第一章　上篇緒論　　1.1　城市防洪概述　　1.1.1　城市防洪排澇的重要性　　城市是社會(huì)經(jīng)濟(jì)和文化發(fā)展的產(chǎn)物，是國家和地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、交通和信息中心，在國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中正顯示出越來越強(qiáng)大的牽引力和突出的戰(zhàn)略地位。我國城市地區(qū)的經(jīng)濟(jì)對(duì)國內(nèi)生產(chǎn)總值的貢獻(xiàn)率已經(jīng)超過70％。據(jù)有關(guān)部門研究，我國到21世紀(jì)中葉人口將達(dá)到零增長，屆時(shí)人口總數(shù)可達(dá)16億左右，經(jīng)濟(jì)發(fā)展將達(dá)到中等發(fā)達(dá)國家的水平，城市人口約占全國人口的70％，國內(nèi)生產(chǎn)總值的90％可能集中于城市。因此，城市的安全將是整個(gè)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵因素。我國大中城市大約90％瀕臨江河海洋，都受到一定程度洪水威脅，由于城市受災(zāi)的損失巨大和影響惡劣，城市的防災(zāi)減災(zāi)受到國家和社會(huì)的高度重視。　　城市洪澇災(zāi)害包括江河兩岸城市由于洪水泛濫、決堤或上游大壩崩潰所遭受的洪水災(zāi)害；沿海城市由于風(fēng)暴潮、海嘯所造成的海洋災(zāi)害；沿湖城市由于湖水高漲排水受阻而造成的內(nèi)澇災(zāi)害；暴雨強(qiáng)度超過城市排水能力所造成的城市澇災(zāi)等。　　城市的特點(diǎn)決定了一旦發(fā)生洪災(zāi)，可能造成的生命財(cái)產(chǎn)等的損失將會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過非城市地區(qū)。歷次較大的洪水災(zāi)害，城市的災(zāi)害損失都占有較大的比重。如1991年華東大水中，江蘇省直接經(jīng)濟(jì)損失233億元，雖然城市受災(zāi)絕對(duì)面積在整個(gè)受災(zāi)面積中的比重不大，但經(jīng)濟(jì)損失卻占全省的一半以上。

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　　城市是國家和地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心和重要的交通樞紐，在整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位。城市洪水災(zāi)害不僅對(duì)城市造成嚴(yán)重影響，而且對(duì)整個(gè)社會(huì)發(fā)展造成較長時(shí)間的不良影響，甚至影響社會(huì)的穩(wěn)定。因此，城市的防洪歷來是防洪的重點(diǎn)。搞好城市防洪，不僅對(duì)于城市具有重要意義，而且對(duì)于國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要作用。

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