亳州市城市防洪规划方案研究.pdf
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1、合肥工业大学硕士学位论文亳州市城市防洪规划方案研究姓名:常小会申请学位级别:硕士专业:水文学及水资源指导教师:方必和20050601毫州市城市防洪规划方案研究摘要过去的一百多年,人类运用蓬勃发展的水利科学知识与工程技术手段空前提高了防御与控制洪水的能力。然而,随着社会经济发展与自然环境变化,洪灾损失仍在上升。治水这一古老的问题正在变得更为复杂严峻。新世纪之初,我国人口继续增长、城市化加速,现有防洪能力、特别是城市的防洪能力与日益提高的防洪安全保障需求不适应的矛盾仍将加剧。城市防洪减灾将更加依赖于科学的城市防洪规划。本文以安徽省重点防洪城市毫州市为研究背景,详细分析了城市发展及其防洪工程现状。以
2、人与水和谐理念和可持续发展的思想为指导,按照现代水利和城市水利的新要求,提出了合理可行的合理可行的防洪规划对策,并据此拟定了规划方案。论文在堤距、小洪河封闭方式等方面,对规划方案进行了比较研究,并首次将模糊优选理论引入解决城市规划方案优选,取得了令人满意的结果。关键词:城市防洪规划方案优选模糊理论现代水利T h er e s e a r c ho fs c h e m ei np r e v e n t i n gf l o o do fB o z h o ue i t yA b s t r a c tP a s so fm o r et l l a n10 0y e a r s,m a n
3、k i n dm i l i z e st 1 1 es c i e m m ck n o w l e d g eo fw a t e rn s e r v a I l c yo fv i g o r o u sd e V e l o p m e n ta n dt h ep r o j e c tt e c h n i c a lm e a l l su n p r e c e d e m e da b m t ym a tr a i s e sd e f e n c ea l l dc o n t r o lf l o o d H o w e v e r,a ss o c i o e c
4、o n o m yd e v e l o p m e n ta n dn a t l】r a le 娃v i r o n m e n tc h a n g e,f I o o dc a l 锄i t y1 0 s si ss t i l lg o i n gu p R e g u l a t er i v e r sa 芏1 dw a t e r c o u r s e sn l i sa n c i e n tp m b l e mi sb e c o m i n gm o r cc o m p l e xa n ds t e m,A tt h eb e g i n 血n go fn e w
5、c e m w,也ep o p u l 撕o nc o n t i n u e di n c r e a s ea n dc 毋o fo u rc o u n t r ym e l tt os p e e du p,e x i s t i n gp r e v e n tf l o o da b i l i t y,e s p e c i a l l yc i t yp r e v e n tf l o o da b i l i t ya n di n c r e a s i n gr a i s 协gp r e V e mf l o o dt oe n s u r ed e m a n ds
6、 a f e l yn o ta d a p t i v ec o n 仃a d i c t i o nw i l Is t i l la g g r a v a t e c i t yp r e V e n tn o o dt or e d u c ec a l 锄i t y、v i l lr c l yo ns c i e n t i 矗cc i t ym o r et op r e V e n tn o o dt op l a n,T h i sp a p e rp r e v e n t sn o o d 谢t hA n l l u ip r o V i n c ef o c a lp
7、 o i n tc i 够B o z h o uc i 哆i sr c s e a r c hb a c k g r o u n d,a n a l y s ec i t yd e V e l 叩m e n ti nd 咖i la n di tp r e v e n tn o o dp r o j e c tp r e s e ms i 讥a t i o n,s oa Sp e r s o ni sg u i d a n c ew i t hw a t e rh 姗o n i o u sc o n c e p ta n dt h et h o u g h tm a tc a nd c v e
8、l o pc o n t i I m o u s l y,a c c o r d 主n gt ot h en e wr e q u i I e m e n to fm o d e mw a t e rc o n s e r v a I l c ya l l dc i t yw a t e rc o l l s e a I l c y,m a k er e a s o n a b l ef e a S i b kr e a s o n a b l ef e a s i b l ep r e v e mf l o o dt op l a I lc o u m e m e a s u r e,a 1
9、 1 dd e c i d ep m g r 锄s c h e m ea c c o r d i n g l y P a p e rm ed i s t a n c eo fs e aw a l l,l i 住l ef l o o dr i v e rc l o s ed o 啪w a y 啪i tf o ra s p e c t,a sp r o g r a ms c h e m ei sc o m p a r e d,s t u d i e s,a n df i r s tw i l lv a g u eg o o dc h o o s et 1 1 e o r yt ol e a di
10、n t os o l u t i o nc i t yp r o g r 姗s c h e m eg o o dc h o o s e,g e tt h er c s u l tt h a cp r o v e ss a t i s f a c t o r y K e y w o r d;C i t)rp r e V e n tn o o d G o o dc h o o s ep r o 掣锄s c h e m e V a g u et h e o r y M o d e mw a t e rc O n s e r v a l l c y合肥工业大学本论文经答辩委员会全体委员审查,确认符合合
11、肥工业大学硕士学位论文质量要求。答辩委员会签名主席浇孕枉委员:份修i 叼以t 彳芬娠剔矶铆和饧砂愀劾1 瓠始插图清单图2 1毫州市地理位置图6图2 2涡河流域水系示意图7图2 3毫州市中心城区河流水系示意图8图2 4毫州市城市用地布局总体规划图l l图2 5毫州市城市现状防洪工程位置示意图1 3图3 一l毫卅 市城市防洪规划范围及城市结构布局图2 0图4 1涡河毫州水位站历年断面淤积变化情况图2 7图4 2 图4 5水面线计算成果图3 0图4 6毫州大寺闸1 0 5 国道桥现状除涝能力水面线图3 6图4 7毫州大寺闸1 0 5 国道桥现状疏浚河道2 0 年一遇水面线图3 9图4 8毫州市城市防
12、洪规划涡河干流设计水位图5 4图4 9毫州市规划防洪工程位置示意图5 8表2 一l表2 2表3 1表3 2表3 3表3 4表3 5表3 6表4 一l表4 2表4 3表4 4表4 5表4 6表4 7表4 8表4 9表4 一1 0表4 1 1表4 1 2表格清单毫州城区防洪堤(墙)基本情况表1 4毫州市区现有沟口涵闸基本情况表1 4涡河规划河道2 0 年、5 0 年遇设计水面线计算成果表2 1毫州市区涡河主要支流基本情况表2 l安徽省涡河流域毫州以上雨量站基本情况表2 2毫州城市防洪规划涡河干流设计洪水采用成果表2 4支流设计洪水计算采用的降雨径流关系2 5毫州城市防洪规划涡河主要支流设计洪水计算
13、成果表2 5涡河毫州城区段现状河道水面线计算成果表2 9涡河毫州城区段现状河道除涝能力分析水面线计算成果表3 5涡河毫州城区段现状疏浚河道水面线计算成果表3 7语气算子与模糊标度值、相对隶属度间的关系4 3方案优越性二元比较语气算子、定性目标相对优属度表4 3指标二元比较语气算子、权向量表4 5小洪河河口段防洪方案投资比较表5 0现状及规划河道桥梁壅水高度计算成果表5 2人民大桥雍水高度计算成果汇总表5 3毫州市城市防洪规划涡河干流设计水位成果表5 3小洪河闸规划参数表5 6毫宋河闸规划参数表5 6独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导F 进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,
14、除了文中特别加以标志和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得金照王些盍堂或其他教百机构的学位或证书而使用过的材料。与我一间 _ 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字:审动,幺签字日期:冽年月,。日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解盒艘兰些太堂有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅或借阅。本人授权盒B 王些塞茎!一可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解
15、密后适用本授权书)学位论文者魏常小丢签字日期:如匹年占月,o 日工作单位:雩醺凑欠如l b 腰阳通讯煳h 钸确:=r 揖导师签名电话:拶弧卜刃7)J7邮编:于0 6 D f致谢经过一年多时间的准备,我的硕士学位论文“毫州市防洪规划方案研究”已圆满完成研究任务。在论文即将交付答辩之际,首先感谢我的导师方必和教授,在选题、在论文的撰写期间,他都给予我精心的指导,提出了许多宝贵的意见和建议,帮我解决研究过程中的很多困难。他渊搏的学术知识、严谨的治学态度、诲人不倦的精神在潜移默化地感染着我,使我终身受益。衷心感谢合肥工业大学土木建筑工程学院、研究生院和安徽水利水电职业技术学院的各位领导和老师们,他们不
16、仅为我攻读硕士学位提供了良好的学习和工作环境,还为我从事这项研究、完成论文提供了很好的服务。还要感谢土木建筑工程学院研究生程志红同学,是他提供了大量的参考资料,帮助编程计算,还提出了很多好的建议。感谢安徽水利水电勘测设计院的方增强、刘慧萍主任,他(她)们为我的论文收集了大量的规范和资料,为论文的完成提出了许多宝贵的建议。最后,谨以此文献给我在大西北的父母亲,感谢他们对我的扰育和培养。作者:常小会2 0 0 5 年6 月第一章绪论11研究的目的意义、城市防洪工程的建设,不仅要提高城市防洪能力,为城市的可持续发展提供可靠的防洪保障,还要与改善城市水环境密切结合,与旧城改造、城市道路、旅游观光等结合
17、,使其成为提高城市品位的一道亮丽的风景线,从而改善投资环境,发展地方经济,人与水和谐共处,营造一个亲水的水环境,是现代水利和城市水利的灵魂和出路所在。由此可见,城市防洪规划是城市总体规划的重要组成部分,城市防洪工程也是城市重要的基础实施。(1)城市防洪规划突出“以人为本”的观念,积极调正人水关系f l】【2】随着经济、生活水平的不断提高,人们对恢复和建设水边空间景残和生态环境的建设的期望越来越高。搞好城市水利、城市防洪就更应突出“以人为本”的思想,把它贯穿于规划、设计、建设、管理等方面,为人们创造一个安稳、优美、和谐的水环境,恢复和加深人水之间的亲情。(2)城市防洪规划与流域、区域防洪规划相辅
18、相成、相互联系城市防洪有其自身的特点,需要建立满足城市防洪要求的独立防洪体系,但在建设中必须考虑城市防洪体系的建设对周围区域所带来的影响。而流域、区域性防洪工程,应考虑为城市防洪创造必要的外部环境,帮助城市减轻防洪压力。(3)城市防洪规划是城市总体规划的重要组成部分城市防洪规划和城市总体规划统筹兼顾、相互协调。城市规划必须考虑城市的防洪和排涝,居民区、工业和商贸区的总体规划应首先服从城市防洪规划和排水规划;城市防洪规划也要以城市总体规划为依据,统筹兼顾,城市防洪涉及面广泛,而且城市防洪是城市建设的重要基础实施,因此必须认真做好城市防洪规划工作。(4)城市防洪规划体现城市景观建设和水环境的改善城
19、市防洪工程要适应城市水利现代化的要求,与城市水环境改善、河道两侧地区的绿化和景观建设相结合,尤其要注意为搞活城市水体、引清拒污和改善水质创造条件,既要在洪水时保证安全,又要在平时为居民亲近水体创造条件,发挥综合效益。1 2国内外城市防洪规划进展2 0 0 0 年世界有一半人口生活在城市,根据联合国入居中心预测 1:到2 0 3 0年,城市人口是农村人口的2 倍。我国的城市化进程与世界相比较滞后,但改革开放以来,我国城市化进程发展迅猛。1 9 4 9 年,我国城市人口仅占总人口的1 0 左右;1 9 7 9 年,城镇人口占总人口的1 7 9;到2 0 0 2 年,改革开放后仅二十几年城镇人口翻了
20、一番多,城镇人口比例已上升到4 0。我国城市市区占地8 l,3 万k m 2,仅占全国土地面积的8 4,截止1 9 9 9 年底统计,市区非农业人口占全国人口的1 6,国内生产总值占全国的7 l,社会消费品零售总额占5 l,外商在华投资占6 0,财政及税收占7 8,高等院校占9 2。上述国民经济与社会发展的主要指标城市所占的比例,充分说明城市化在我国政治、经济、文化等方面的重要地位及其发展的迅猛程度。城市化是现代社会发展的必然产物,也是我国经济和社会发展诸多矛盾的关键。它有利于现代文明的普及,促进高新产业和经济的发展,提高国家的整体竞争力。城市作为国家经济、社会发展的中心和重心,具有人口集中、
21、财富集中、生产活动集中,配套设施集中的特点。然而随着城市化水平的不断提高,城市经济的发展,城市人口急剧上升,城市范围不断扩大,一些大城市郊区及开发区发展很快,防洪安全需要保护的范围也不断扩大;原有的防洪排涝设施远远满足不了防洪要求。现代化城市的系统功能更加复杂,作为一个有机的大系统,其予系统相互关系密切,在遇到突发灾害时,系统间相互影响十分明显,作为生命线的供水、供电、供气、道路、通信系统的损坏将使城市的生产、生活瘫痪、难以维继。现代化城市的地下设旖日趋复杂化,一些高层建筑多有地下楼层,设有地下商城、医院、仓库、车库等;一些重要工厂都在地下铺设有各种设备,一旦被淹就影响商业活动和生产活动,这一
22、切都表明随着城市现代化水平的不断提高,灾害影响面在相对扩大,一方面一种灾害常常表现为多种灾因的复杂化叠加,另一方面也说明一些平常灾也会在城市系统中酿成大灾,形成所谓的“灾害链”。2 1 世纪,随着我国城市化进程的加速发展,城市洪涝灾害必将成为本世纪洪灾经济损失的主体f 4”。城市防洪将是我国防洪的重中之重。我国古老城市,几乎都是在江河湖海水域附近或依山傍水兴建,承受着来自不同类型洪水的威胁。目前我国共设城市6 6 8 座,其中有城市防洪任务的6 3 9座,占城市总数的9 5。我国大部分城市都对城市防洪排涝问题进行研究,在城市防洪建设和防汛方面作了大量的工作,约有8 0 的城市完成了防洪规划研究
23、,并将其纳入江河流域治理规划和城市建设的总体规划。各市在防洪工程建设、管理与清淤、清障等方面作了大量的工作,取得了可观的城市防洪效益和很好的经验。在国外,许多人都认识到加强防洪管理最终会通过减轻洪水对个人和社会的影响而改善生活质量。欧美国家,尤其是美国、英国、德国等一些发达国家将防洪管理中各种措施放入在不同的优先位置,为了减轻洪涝灾害和防治将来的洪涝灾害的发生开展了许多研究,包括工程措施和非工程措施的研究、短期和长期防洪战略研究、立法的研究、组织机构和公众参与的研究等。当前世界各国对防洪己有共识,但由于国情不同以及发展程度的差异,对一些具体的措施和问题的理解程度又有所不同。了解国内外防洪实况和
24、经验、2防洪管理的进展、主要问题及发展趋势,对制定适合毫州市的防洪措施十分有利。1 9 9 3 年密西西比河流域发生了一场大洪水1 6J,暴雨下了几个月,淹没了几百万公顷土地,数千人被迫离家数月,造成密苏里和密西西比河上游1 6 0 亿美元的损失。国家一级堤坝的大部分在防洪时起了很大作用,但其它堤防则不然:不同的防洪系统之间缺乏很好的联系,缺乏一个统的指挥机构,以至不少居民未受到很好的保护;重要设施如自来水厂、污水处理厂、医院被淹。为此,美国总统指示对1 9 9 3 年密西西比河洪水进行一次研究并提出报告。1 9 9 4 年专家组向白宫提出的报告中建议,密茜西比河流域委员会应负责对全河流的管理
25、,而且所有承担该河工程的工程师团施工队伍都应该受委员会主席的指挥。报告还建议设计流域上游和支流专项工程,以便纳入预算。在过去2 0 年中,密西西比河流域委员会和工程师团,以及州、联邦与自然资源有关机构紧密合作,采取措施保护河流及其所属天然资源。尽可能恢复灾害造成的破坏,特别注意营造新的湿地和野生动物栖息地川。莱茵河河长3 2 0 0 k m,流域面积1 8 5 0 0 0 k m 2,长期以来是一条航运水道 7】。很早以前就己建有不少防洪工程,如在上游修堤,结果失去了不少洪泛平原。修建的许多治河工程使莱茵河上游缩短了8 2 k m,下游缩短了2 3 k m。出于人类活动的影响,使沿莱茵河莫西莱
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