陳輝標

（廣州市城市規(guī)劃設計有限公司，廣東 廣州 510000）

區(qū)別于城市大范圍、區(qū)域性建設的洪澇評估，小地塊的規(guī)劃調(diào)整和建設在進行洪澇安全評估時，常會受到客觀因素的制約而影響評估的準確性，例如小地塊的研究范圍、地塊周邊基礎資料的收集情況、是否有其他區(qū)域?qū)Ρ镜貕K產(chǎn)生影響等，都會直接或間接影響地塊洪澇安全評估的結(jié)果。本研究針對黃埔區(qū)某地塊進行洪澇風險評估，結(jié)合所在流域范圍、地形、雨水系統(tǒng)等確定地塊洪澇的研究范圍，識別基礎資料，結(jié)合各方面信息提出措施。通過infoworks ICM進行水力模型計算驗證，結(jié)合豎向調(diào)整、雨水管道建設、海綿設施建設等措施，對地塊建設后的洪澇風險進行評估。

1 項目概況

1.1 項目基本情況

規(guī)劃范圍位于黃埔區(qū)，用地面積約4.80 hm2。根據(jù)現(xiàn)行控規(guī)，規(guī)劃范圍調(diào)整前為村莊建設用地，本次控規(guī)調(diào)整根據(jù)道路規(guī)劃及用地功能需要，調(diào)整用地布局及用地性質(zhì)，將現(xiàn)行控規(guī)中商業(yè)兼容商務用地調(diào)整為二類居住用地兼容商業(yè)用地；整合教育用地，改擴建地塊北側(cè)小學；新增一處公園綠地。

1.2 地形地貌

根據(jù)區(qū)域現(xiàn)狀地形圖可以看出，項目地塊鄰近無山體，不涉及山洪災害。地塊內(nèi)部及其外部東北側(cè)地勢較高，地形標高為6.93～20.00 m。地勢低洼地區(qū)主要集中在規(guī)劃范圍外南側(cè)區(qū)域，現(xiàn)狀地面高程僅6.50～7.40 m。地塊內(nèi)部北高南低，現(xiàn)狀標高為6.93～9.41 m。

1.3 河涌水系及排水現(xiàn)狀

規(guī)劃范圍內(nèi)未涉及河涌，規(guī)劃范圍所屬排澇片的河涌位于規(guī)劃范圍外西側(cè)。該河涌集水區(qū)域內(nèi)地勢北高南低，涌口以上集雨面積11.51 km2，整體流向自北向南，最終匯入珠江。規(guī)劃范圍及周邊排水體制為分流制，周邊雨水系統(tǒng)建設較完善，規(guī)劃范圍雨水通過現(xiàn)狀雨水管排至西側(cè)河涌。經(jīng)校核，周邊雨水系統(tǒng)的排水能力基本可到達5年一遇的標準。

1.4 項目區(qū)域歷史洪澇災害情況

根據(jù)資料收集及現(xiàn)場調(diào)研，項目地塊周邊共有4處歷史積水點。項目地塊現(xiàn)狀無歷史洪澇災害。

1.5 工程區(qū)域下墊面變化情況

地塊現(xiàn)狀用地為村莊建設用地、二類工業(yè)用地及城市道路用地，地塊現(xiàn)狀已100%拆遷并平整，為原首層硬化地面。對規(guī)劃區(qū)下墊面進行分類統(tǒng)計，根據(jù)《室外排水設計標準》（GB 50014—2021）[1]等文件確定各類型用地徑流系數(shù)指標，得出該地塊現(xiàn)狀綜合徑流系數(shù)約為0.90?；谝?guī)劃總平面圖，調(diào)整后綜合徑流系數(shù)計算暫不考慮綠色屋頂及透水鋪裝，綠地面積約為14 140 m2，硬化地面（除綠地外）面積約為33 881 m2，總綠地率為29.44%。本次根據(jù)《室外排水設計標準》（GB 50014—2021）等相關文件的各類型用地徑流系數(shù)指標，得出該地塊規(guī)劃綜合徑流系數(shù)約為0.68。

2 海綿設施評估

2.1 調(diào)蓄容積復核

2.1.1 徑流量控制復核

根據(jù)《廣州市建設項目雨水徑流控制辦法》：“項目應當采取雨水徑流控制措施，使建設后的雨水徑流量不超過建設前的雨水徑流量?！钡貕K無須增設雨水調(diào)蓄設施。

2.1.2 年徑流總量控制率復核

根據(jù)要求規(guī)劃調(diào)整范圍內(nèi)年徑流總量控制率不低于72%，設計降雨量為27.8 mm，經(jīng)測算，規(guī)劃區(qū)應建設907.79 m3雨水調(diào)蓄容積。

2.1.3 海綿城市建設指標體系復核

規(guī)劃調(diào)整區(qū)應因地制宜建設下沉式綠地、透水鋪裝、綠色屋頂?shù)鹊陀绊戦_發(fā)設施，從源頭控制雨水徑流和污染。硬化面積達10 000 m2以上的項目，除城鎮(zhèn)公共道路外，應建設不小于500 m3的雨水調(diào)蓄設施。結(jié)合場地實際情況因地制宜設置雨水花園、生態(tài)樹池、下沉式綠地、景觀水池、調(diào)蓄池等，或?qū)ο嚓P設施進行組合設置。除城鎮(zhèn)公共道路外，建筑物的室外可滲透地面率不低于40%；人行道、室外停車場、自行車道和建設工程的外部庭院應當分別設置滲透性鋪裝設施，其滲透鋪裝率不低于70%。凡涉及綠地率指標要求的建設工程，除公園之外的綠地中至少應有50%作為用于滯留雨水的下沉式綠地。經(jīng)測算，本次項目地塊需要建設調(diào)蓄設施容積1 127.20 m3。

2.2 雨水調(diào)蓄空間控制方案

根據(jù)不增加徑流量要求，無須增設雨水調(diào)蓄容積。根據(jù)年徑流量控制率要求，需要達到907.79 m3雨水調(diào)蓄容積。根據(jù)硬化面積要求，地塊需要配建1 127.20 m3雨水調(diào)蓄容積。根據(jù)綜合徑流系數(shù)要求，按照綜合徑流系數(shù)不超過0.5進行計算，地塊需要配建1 239.52 m3雨水調(diào)蓄容積。綜上，本次規(guī)劃調(diào)整地塊需按硬化面積要求，地塊設置1 239.52 m3雨水調(diào)蓄容積，結(jié)合綠地和調(diào)蓄水池配套建設。

3 模型計算及分析

3.1 模型構(gòu)建總體思路

本次規(guī)劃利用ArcGIS進行子集水區(qū)的用地性質(zhì)數(shù)據(jù)處理，提取分析下墊面的地形地勢數(shù)據(jù)，確定項目所在區(qū)域的匯水分界線。利用水力模型軟件建立雨水排水模型，分析項目所在地在建設前后雨水排水管網(wǎng)系統(tǒng)的排水負荷、內(nèi)澇積水點的積水情況和雨水排水管道峰值流量，以此為依據(jù)指導地塊建設。水力模型在一個模擬引擎里整合了一維模型、河道水力模型和二維淹沒分析模型，模擬了研究區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生100年一遇的設計降雨、遭遇主要河涌20年一遇洪水過程下，研究區(qū)域內(nèi)雨水的產(chǎn)生、匯流、轉(zhuǎn)輸、進入收納水體及收納水體內(nèi)水位變化的全過程，更真實地模擬了雨水管道系統(tǒng)與收納水體內(nèi)水流的相互作用。

3.2 河道模型及地面漫流模型構(gòu)建

河道模型包括各河道斷面的水位、流量、流速以及波前和洪峰到達時間等的計算，河道控制斷面處的流量過程線和水位過程線，水庫調(diào)洪計算和潰壩計算等。河道模型可以根據(jù)河道地形、縱橫斷面資料、河道糙率、支流資料以及干支流上游洪水過程，推求研究河段在某一流量下各橫斷面處的水位值，可得出一條對應于該流量的水面曲線。本次河道模型概化了規(guī)劃范圍西側(cè)河涌，河道斷面19個，斷面間隔18～100 m。

河道模型斷面分布如圖1所示，模型網(wǎng)格插值如圖2所示。

圖1 河道模型斷面分布

圖2 模型網(wǎng)格插值

開展城市暴雨內(nèi)澇災害模擬時，地形數(shù)據(jù)的精度對模擬結(jié)果的可靠性至關重要。首先，輸入高精度地形數(shù)據(jù)建立研究區(qū)的地面TIN模型，確定網(wǎng)格計算區(qū)間。在此基礎上，使用模型的非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格生成器對區(qū)間進行三角網(wǎng)格劃分。對于生成的網(wǎng)格，每個網(wǎng)格將從地面高程模型中提取一個高程數(shù)據(jù)作為確定水流方向的主要依據(jù)。結(jié)合下墊面不同用地類型的下滲作用及粗糙率對流速的影響，模擬出洪水在地面上的行進過程，最終得到地面積水范圍與積水深度結(jié)果。地面漫流模型中，最大高程值為33.35 m，最小高程值為4.06 m。結(jié)合河涌排澇片匯水區(qū)、疊加規(guī)劃區(qū)周邊雨水管網(wǎng)及管網(wǎng)匯水分區(qū)確定地面漫流邊界。

3.3 管網(wǎng)模型構(gòu)建

排水管網(wǎng)的匯流過程就是網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的信息傳遞過程，拓撲結(jié)構(gòu)由代表檢查井的節(jié)點及管道連接而成。雨水經(jīng)檢查井匯集后進入管網(wǎng)系統(tǒng)，最終通過排出口流出系統(tǒng)，雨水在上游流向下游的過程中會產(chǎn)生一系列的水力狀況變化，如管網(wǎng)超載、回水等。目前國內(nèi)外對管網(wǎng)匯流的數(shù)學模型，大多采用非恒定的圣維南方程求解。本次規(guī)劃對規(guī)劃范圍周邊相關的現(xiàn)狀及規(guī)劃雨水管網(wǎng)進行概化，建立現(xiàn)狀雨水管網(wǎng)模型，管道出水口耦合河道模型以實時模擬的河道水位作為管網(wǎng)的下游邊界條件。模型概化后的規(guī)劃雨水干管如圖3所示。

圖3 模型概化后的規(guī)劃雨水干管

3.4 模型耦合

流域洪水和城市內(nèi)澇風險評估需要綜合考慮管網(wǎng)徑流、地表漫流和河道行洪，耦合模型可以同時模擬排水管網(wǎng)、明渠、排水河道、各種水工構(gòu)筑物以及二維坡面流，可用于流域洪水、城市內(nèi)澇等的模擬研究。

4 洪澇風險評估

（1）水面線復核。

本次規(guī)劃采用河涌20年一遇設計洪水位校核，最高水位為7.56 m?？紤]與周邊道路銜接與土方平整，規(guī)劃區(qū)內(nèi)場地總體高程建議控制在8.60 m以上，高于設計洪水位。

（2）內(nèi)澇防治標準復核。

按照《城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治技術(shù)規(guī)范》（GB 51222—2017）[2]，分析范圍在內(nèi)澇防治目標100年一遇條件下地面的積水設計標準應符合居民住宅和工商業(yè)建筑物底層不進水；城市出入口、重要的立交、交通節(jié)點、城市主要干道，積水深度不超過0.15 m，積水時間不超過1.00 h，積水范圍不超過50.00 m2；城市一般道路的積水深度不超過0.15 m，積水的時間不超過2.00 h，積水范圍不超過200.00 m2。

由模擬結(jié)果可知，規(guī)劃條件下場坪豎向平整抬高、海綿調(diào)蓄措施建設等措施實施后，地塊內(nèi)部未出現(xiàn)超過15 cm的積水，基本符合居民住宅和工商業(yè)建筑物的底層不進水的標準，地塊范圍內(nèi)無城市道路，滿足道路中一條車道積水深度不超過15 cm標準。綜上認為，規(guī)劃條件下本次調(diào)整地塊基本可以滿足100年一遇的內(nèi)澇防治標準。

（3）排水工程承載力復核。

結(jié)合模型計算和市政水力計算結(jié)果可知，規(guī)劃范圍周邊相關雨水系統(tǒng)管道過流能力均大于5年一遇雨水設計標準。

（4）洪澇風險評估結(jié)果。

綜合水面線復核、內(nèi)澇防治標準復核、排水工程承載力復核結(jié)果可知，規(guī)劃范圍所在區(qū)域?qū)儆诤闈车惋L險區(qū)域。規(guī)劃建設后基本不受洪澇災害的影響，因此該地塊建設內(nèi)容與洪澇風險等級不沖突，適宜建設。

5 結(jié)語

以黃埔區(qū)某地塊為例，結(jié)合豎向優(yōu)化、排水管道建設、海綿設施建設等措施，利用infoworks ICM軟件進行模型計算，模擬相應工況下，規(guī)劃范圍及周邊的淹沒情況，對該地塊的洪澇風險進行評估。在具備河道、地形、下墊面、排水系統(tǒng)等資料的前提下，infoworks ICM模擬出的淹沒情況具備合理性，可作為判斷洪澇風險的重要依據(jù)之一。小地塊洪澇風險基于周邊一定邊界的研究，評估結(jié)果具有可參考性，還需要結(jié)合上位規(guī)劃資料，通過上位規(guī)劃整體性的分析支撐評估結(jié)果。