浅层调蓄系统在提高城市雨水系统防汛标准中的应用

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1、增刊（总第168期）S1(SerialNo.168)严飞：生态景观型江堤设计理念在城市防洪工程中的应用2013年增刊2013年10月CHINAMUNICIPALENGINEERINGOct.2013式中：λ为风能转换为波能的转换系数，一般为0.75；DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2013.S1.013-3-3ρa为空气密度，g·mm；ρw为水的密度，g·mm；-1Cm为平均波速，m·s；μ*为滑动摩擦力，N。随着风能转换为波能，该能量通过非线性波－浅层调蓄系统在提高城市雨水系统波作用得到重新分布。STWAVE中谱峰频率通过获防汛标准中的应用取能量允

2、许得到增加，转换速率fp为（7）胡龙,李兵式中：为系数（无量纲）；g为重力加速度；t为时间。（上海市城市建设设计研究总院,上海200125）深水波中，波－波相互作用在波浪谱的发展过程中占据主导地位，使波能从峰频向低频部分转移，图5不设生态岛近岸波高分布图摘要：近年来，城市水文气象条件的变化导致城市防汛面临愈来愈严峻的挑战。探讨了在雨水排水系统中设置浅峰频向较小的值转移，或者在发生白浪耗散的时候层分散式调蓄系统以提高其防汛标准可行性。简要说明浅层调蓄系统的原理、分类以及不同的计算方法，通过计算实例对应用进行分析探讨。促使能量从低频传向高频部分。在输入波能（风能关键词：防汛;浅层

3、调蓄池;雨水系统转换）与波能耗散之间存在一个动力平衡，转换为中图分类号：TU992文献标志码：A文章编号：1004-4655（2013）S1-0051-03峰频的能量流在STWAVE中用Resio在1987年提出的式（8）表示为近年来，随着城市化区域的扩大及城市化地区上游检查井下游检查井Q上游Q1Q下游建设开发强度的增加，城市化地区的水文、气象A（8）条件发生变化，导致暴雨产生的频次与强度逐年增式中：TE为能量流；ε为系数，取30;Etot为频谱总加，城市防汛面临愈来愈严峻的挑战。最近几年全Qq能量；kp为峰谱关联的波数。浅层调蓄系统国各大城市相继遭受内涝灾害就是最好的例证。

4、在根据外边界波浪要素，分别对堤前自然滩面、此情况下，提高已建成城市化地区防汛标准，维护a)在线调蓄方式设置生态岛后的滩面进行了近岸波浪计算（见图3、图6设置生态岛后近岸波高分布图城市公共基础设施正常稳定地运行，保障居民的生Q上游检查井Q下游检查井图4），计算结果见图5～图6，堤前近岸波浪要素上游1Q下游表2　堤前近岸波浪要素表命财产安全，值得深入研究探讨。表见表2。滩面高程平均波高_累积率波高/m由于降雨强度的不确定性，按照最大降雨强度类型周期/sQ/mH/mH1%H5%H13%设计雨水管网系统既不现实也不经济，因此城市雨浅层调蓄系统不设生态岛1.04.931.132.332

5、.021.69设置生态岛1.04.930.621.231.050.91水管网系统总是基于一定的设计暴雨重现期进行设b)离线调蓄方式通过计算模拟可见，设置生态岛后，由于生态计，在设计标准以内的降雨事件不会产生内涝的问注：Q上游为上游来水量；Q1为透过水量；Q下游为下游排水量；岛的掩护作用，堤前的波浪要素有了大幅度的消减，题；高于设计标准的降雨事件可能引发内涝，产生Q为进入调蓄系统的水量；q为调蓄系统泄水量；A为上游为采用自然、生态型式的江堤创造了条件。积水。由此，考虑在雨水系统中设置调蓄池，待降检查井中设置的溢流堰，其堰顶标高一般与上游进水管管内5结构设计雨强度较小时再将其排除

6、，从而减小下游排水系统顶相平。5.1生态岛断面设计管径或者提高排水系统的防汛标准。图1调蓄方式结构示意图生态岛采用块石作为护面结构，根据GB1浅层分散调蓄系统的原理及分类1.1在线式浅层调蓄系统图3堤前自然滩面三维地形50286—2013《堤防工程设计规范》计算，块石重针对已建成的城市化地区，受用地紧张限制，如图1a）所示：当降雨在设计标准内时，其量为150～300kg。抛填块石范围自滩面至岛顶的不易选择合适的用地建设大型雨水调蓄池，可以考水位不会超过溢流堰顶，因此雨水可正常通过管道坡面范围，坡面及岛顶种植抗风能力强的树种作为虑利用地下浅层空间：如居民小区绿地、道路两侧排至下

7、游；当降雨超过设计标准时，上游泄水量超植物消浪措施。护底块石根据堤前波浪最大底流速的绿地内设置浅层分散调蓄池，从而提高雨水系统过设计流量，水位上升，多余的水量将通过溢流堰确定，护底块石质量≥60kg，滩面前沿种植芦苇，防汛标准。溢流至调蓄系统内。在线式调蓄系统进水管与上游亦起到植物消浪的作用。根据其与雨水管网系统的关系分为在线调蓄及检查井连通，出水管与下游检查井连通。存储在调5.2江堤断面离线调蓄2种方式，其结构示意图见图1。蓄系统内的雨水排放量将由其与下游检查井的水位江堤迎水侧坡度取1∶5，采用抛填块