叶皓妍　周海霞　冯雪　谢静茹

【摘要】我国经济和科技的快速发展，导致城市化矛盾增加。其中，内涝问题是严重阻碍城市发挥的重要原因。因此，本文从洪水影响评价进行阐述，对内涝的计算方法进行分析，加以案例进行说明，希望能够有一定的帮助。【关键词】洪水影响评价；内涝计算方法引言随着我国城市化进程的不断发展，我国城市的下垫面在不断发生改变，下垫面的改变、排水管网标准低、城市空间立体开发及突发性极端强降雨导致城市内涝频繁发生，严重影响城市居民的工作和生活。2012年“7·21”特大暴雨，导致北京地区多处积水严重，为解决城市内涝问题，北京市采取了一系列措施并出台了相应的政策。2015年4月，北京市全面实施水影响评价编报审批制度，将水资源论证、水土保持方案及洪水影响评价三项报告审批流程整合为“水影响评价审查”，与环境影响评价审查并联办理。水影响评价中的洪水影响评价主要包括雨水排除及调蓄、内涝分析评价，以及存在潜在洪水影响的区域的洪水影响分析评价。其不同于防洪评价报告，防洪评价报告主要针对跨河、临河、穿河、穿堤等建设项目，水影响评价中的洪水影响评价是进行全范围项目的评价工作，其重点是进行下垫面的改变造成的洪水影响产生的相应变化。1、内涝计算方法及其特点内涝计算可采用手工计算、模型计算、手工及模型相结合三种计算方式。城镇内涝手工计算可采用推理公式法，非城镇地区可采用排涝模数法。汇水面积大于2km2时，应采用数学模型进行内涝计算。在实际模型的选择和使用中，其设计人员需要整体对对象、模拟范围和规划等方面进行评估，通过不同方法开展内涝的模拟。其中，存在含雨水管网、不含雨水管网等两种模型。同时分析国内外调研能够得出，国内外的不含雨水管网模型在开展内涝评估工作中的应用力度是比较广泛的，从而保证模拟作用的凸显和发挥。如今，对于我国城市应用比较常见的城市雨水管理模型主要有内涝计算模型 MIKE、 SWMM、In-fo Works CS等。（1）推理公式法城镇地区内涝计算可采用《室外排水设计规范》中的推理公式：Q=qψF，其中北京地区暴雨强度公式可根据计算区域所在的暴雨分区，选取不同的公式进行计算，设计雨型可选用1440min，该方法适用于不同重现期最小时间段为5min，总历时为1440min的降雨过程推求，再按照水位库容曲线，以“先填洼后积蓄”的原则进行积水分布分析，针对城镇小范围内涝分析，该方法较为简便。（2）排涝模数法根据《北京市水文手册》，采用平原排涝模数公式基本形式：M=KRmF-n，根据项目所在区域选取不同的公式参数，该方法主要适用于非城市化的硬化地面很少的平原区。（3）MIKE模型MIKE11 用于模拟一维河道水体的流态，集成了水动力模块、降雨径流模块、构筑物模块以及溃坝模块等，几乎涵盖了河流模拟的各个方面。MIKE21 属于平面二维自由表面流模型，广泛运用于海洋、湖泊、河道及蓄滞洪区的流场、流速、水位等方面的模拟，能够获得不同水文要素的时空分布及洪水淹没信息。MIKE FLOOD 将一维模型和二维模型连接在一起，进行动态耦合的模型系统，既利用了一维模型和二维模型的优点，又避免了采用单一模型时遇到的网格精度和准确性问题。（4）SWMM模型SWMM模型是一个动态的降水-径流模擬模型，主要是用于模拟城市某一单一降水事件或长期的水量和水质模拟。通过SWMM进行建模，对每个子流域在不同时间步长任意时刻所产生径流的水质和水量，以及对每个管道和河流中水的水质、水深和流量等进行追踪模拟。2、案例分析本文以北京市某河流为例进行分析，该流域主要是在暖温带大陆性半干旱、半湿润性季风气候。其中，该河流的风向存在很明显的季节变化，降雨量主要在6—9月份比较多，年平均降雨量保持在511mm。该河流规划治理标准为20年一遇，根据河道两岸地势及雨水口汇流范围，河道左岸汇流面积为3.38km2，河道右岸汇流面积为10.71 km2。河道左岸主要通过自然下渗及雨水方沟将雨水排入河道，河道右岸规划建设泵站，以排除当地涝水。因此，本文以河道治理前后，河道左右岸排水分区分别进行分析，河道左右岸内涝标准考虑20年一遇。（1）河道治理前河道现状堤防不满足20年一遇的防洪标准，当河道发生20年一遇洪水时，河道洪水向两岸漫溢。河道20年一遇洪峰流量为2100m3/s，根据《水利计算手册》结合实际，河道糙率取0.035，堤路及滩地取0.045，采用HEC软件进行水面线推求，计算结果见表1。计算得出，当河道发生20年一遇洪水时，河道洪水位高于现状堤顶，河道洪水向两岸漫溢，当地涝水无法及时排除，河道两岸将受洪水影响，见图1。（2）河道治理后①左岸河道治理后，河道内洪水不漫溢，河道左岸不受河道洪水淹没，但左岸地势低于河道20年一遇洪水位，左岸涝水不能顺利排除，根据平原排涝模数公式，参照项目区地质，K选取0.026，m选取0.93，n选取0.16。计算得出左岸汇水范围内排涝模数为0.66m3/（km2·s），排涝流量1.74m3/s，径流总量76715.84m3，淹没范围见图2。②右岸河道平均坡度为0.5‰～0.8‰，考虑地下水埋深3～4m。根据1999年编制的《北京市水文手册第一分册——暴雨图集》，查得建设项目20年一遇24h最大雨量220mm。采用平原排涝模数法，算得右岸20年一遇排涝流量为13.519 m3/s，该区域规划建设13 m3/s排涝泵站，可满足该区域排涝要求。结束语：总之，伴随着我国的城市化进程的推进，城市化中的内涝问题逐渐增加。因此我们在应对建设项目的内涝情况进行准确的计算和全面的分析，并对存在问题进行处理，以减缓城市建设带来的内涝问题，并为项目的建设提供有力的技术支撑。参考文献：[1]张旭红，廖康，韩睿.北京市洪水影响评价中内涝计算方法探讨[J].北京水务， 2016（4）.[2]尹志聪，郭文利，李乃杰.北京城市内涝积水的数值模拟[J].气象.2015，41（9）：1111-1118.