海绵城市易涝风险评估与防灾措施布局

易涝风险区评估是海绵城市规划的重要内容,有助于识别城市内涝风险等级,合理布局相应的工程技术措施,避免内涝灾害发生,保障城市水安全。易涝风险评估应在明确内涝灾害标准、内涝风险等级划分方法的基础上,采用计算机模型技术进行评估。

1．内涝灾害标准

从目前大部分城市排水防涝标准制定的情况来看,内涝灾害标准主要从积水时间、积水深度和积水范围3个方面综合考虑。以深圳市为例,内涝灾害标准为:

①积水时间超过30 min,积水深度超过0．15 m,积水范围超过1 000 m2。

②下凹桥区,积水时间超过30 min和积水深度超过0．27 m。以上条件同时满足时才称为内涝灾害,否则为可接受的积水,不构成灾害。

2．内涝风险等级的划分方法

内涝风险等级的划分应综合考虑不同设计重现期暴雨及其发生的内涝灾害后果进行综合确定分析,因此,内涝风险是内涝事故后果(Z)与事故频率(P)的函数。内涝风险等级的划分计算方法详见式(3-1)。内涝风险等级的区划根据不同设计重现期下该公式的计算值,取最大值,根据该最大值所在区间从而确定内涝点的内涝风险等级。

式中 R——内涝风险等级;

P——设计重现期;(www.xing528.com)

Zi——不同设计重现期下事故后果等级分值。

对于内涝事故后果等级(Z),应综合考虑积水深度以及内涝区域重要性及敏感性等因素,根据不同的权重,加权得到内涝事故后果,采用式(3-2)进行计算。

式中 Z——事故后果等级;

A——区间值;

W——权重。

3．计算机模型模拟评估

基于计算机模型平台,耦合城市排水管网模型、城市河道水动力模型和城市二维地表模型,输入不同设计重现期降雨,模拟评估对应降雨的内涝积水分布。根据模型模拟输出结果,分析不同设计重现期下符合内涝灾害标准的内涝区域范围,输入ArcGIS中。在ArcGIS界面,对不同设计重现期降雨积水范围图进行叠加计算,从而实现内涝灾害风险区划分。

以深圳市为例,采用MIKEURBAN模型构建排水管网模型,MIKE11模型构建河道模型,MIKE21模型构建二维地表模型,以不同设计重现期下24 h设计降雨雨型作为降雨条件,水位边界采用《深圳市防洪(潮)规划修编(2010—2020)》的成果,最终在MIKEFLOOD平台中将以上加以耦合,形成完整的内涝风险综合评估模型。