城市治澇標(biāo)準(zhǔn)的銜接及規(guī)模確定

摘要：近年來(lái)隨著城市的建設(shè)發(fā)展，城市排澇問(wèn)題日益突出，目前不同標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對(duì)城市治澇標(biāo)準(zhǔn)的要求有所不同。一般北方城市雨水均通過(guò)排水管網(wǎng)排泄至承泄區(qū)，要求城市雨水管的設(shè)計(jì)規(guī)模應(yīng)同時(shí)滿足常遇暴雨和稀遇暴雨形成澇水的排除要求。目前，市政排澇設(shè)計(jì)中一般按常遇暴雨確定設(shè)計(jì)規(guī)模，缺乏對(duì)稀遇暴雨排除要求的分析，而造成城市內(nèi)澇災(zāi)害的往往是稀遇暴雨。通過(guò)對(duì)銀川市中心城區(qū)排澇規(guī)模的分析計(jì)算，找出地面澇水排除標(biāo)準(zhǔn)與雨水干管排水標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并結(jié)合規(guī)范確定其治澇標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)果表明：區(qū)域地面排水標(biāo)準(zhǔn)與雨水管排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期及相應(yīng)排水流量應(yīng)存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，才能使城市雨水管滿足常遇暴雨及時(shí)排除和稀遇暴雨在一定時(shí)間內(nèi)排除的要求。

關(guān)鍵詞：城市排澇：治澇標(biāo)準(zhǔn);設(shè)計(jì)重現(xiàn)期;銀川市

中圖分類號(hào)：S276.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.3969/j.issn. 1000-1379.2019. 04.005

銀川建城于漢武帝元鼎五年（公元前112年），是古絲綢之路向西延伸的重要門(mén)戶，素有“塞上江南”的美譽(yù)，區(qū)位優(yōu)勢(shì)明顯，是方圓500 km唯一的區(qū)域性中心城市。2016年銀川市常住人口219萬(wàn)，其中中心城區(qū)約140萬(wàn)。暴雨時(shí)銀川市城市內(nèi)澇積水較為嚴(yán)重，主要原因是城市排水系統(tǒng)管網(wǎng)密度小，排水管道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不足。銀川市城市排水（雨水）工程建設(shè)正按照相關(guān)規(guī)劃逐步實(shí)施，本文擬通過(guò)對(duì)銀川市中心城區(qū)排澇規(guī)模的分析計(jì)算，找出地面澇水排除標(biāo)準(zhǔn)與雨水干管排水標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并結(jié)合規(guī)范確定其治澇標(biāo)準(zhǔn)。

1 按不同標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范確定的治澇標(biāo)準(zhǔn)

目前城市排澇標(biāo)準(zhǔn)主要依據(jù)《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（ GB 50318-2000），該規(guī)范規(guī)定重要干道、重要地區(qū)或短期積水能引起嚴(yán)重后果的地區(qū)，重現(xiàn)期宜采用3-5 a.其他地區(qū)重現(xiàn)期宜采用1-3 a。銀川市政府批準(zhǔn)的《銀川市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃》確定城市雨水管設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為1 a[l]。

新版替代規(guī)范《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50318-2017）明確雨水管設(shè)計(jì)重現(xiàn)期按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中關(guān)于雨水管渠、內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（2016年版）明確大城市中心城區(qū)雨水管設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為2～5 a，非中心城區(qū)為2～3 a，中心城區(qū)地下通道和下沉式廣場(chǎng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為20- 30 a。銀川市中心城區(qū)常住人口約140萬(wàn)（大城市常住人口100萬(wàn)- 500萬(wàn)），依此可確定中心城區(qū)雨水管設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為2a，地面澇水重現(xiàn)期為20 a。

《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 50201-2014）中無(wú)治澇標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB/T 50805-2012）明確了城市河洪、山洪及澇水防洪標(biāo)準(zhǔn)，明確防洪標(biāo)準(zhǔn)按城市防洪等級(jí)確定，對(duì)于Ⅱ等設(shè)防城市，相應(yīng)澇水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為≥10 a，且<20 a，國(guó)務(wù)院國(guó)函（2013）34號(hào)文批復(fù)的《黃河流域綜合規(guī)劃》（ 2012-2030）中明確銀川市為Ⅱ等設(shè)防城市，據(jù)此，銀川市中心城區(qū)澇水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期可確定為10 a。

2016年以前，水利行業(yè)無(wú)城市排澇相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（只有農(nóng)田排澇標(biāo)準(zhǔn)）.全國(guó)一些省級(jí)水行政主管部門(mén)制定了地方排澇標(biāo)準(zhǔn)，各省市采用標(biāo)準(zhǔn)也不統(tǒng)一。2016年頒布的《治澇標(biāo)準(zhǔn)》（ SL 723-2016）中規(guī)定：常住人口≥150萬(wàn)的特別重要城市，設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期≥20 a;常住人口<150萬(wàn)、≥20萬(wàn)的重要城市，設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期為10-20 a。據(jù)此，按銀川市中心城區(qū)人口規(guī)?？纱_定其設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期為10-20 a。

根據(jù)上述分析，銀川市雨水管設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)提升至2a，《銀川市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃》所確定的2030年水平年設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為la的標(biāo)準(zhǔn)偏低：地面澇水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)為10-20 a。

2 不同重現(xiàn)期排澇規(guī)模的銜接問(wèn)題

《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中計(jì)算雨水管流量一般采用雨強(qiáng)公式，該方法計(jì)算雨水管排澇流量的標(biāo)準(zhǔn)是常遇暴雨所形成的澇水需及時(shí)排除。

《治澇標(biāo)準(zhǔn)》（ SL 723-2016）規(guī)定城市設(shè)計(jì)暴雨歷時(shí)和澇水排除時(shí)間可采用24 h暴雨24 h排除。寧夏中北部地區(qū)降雨多為6h降雨，很少有長(zhǎng)歷時(shí)暴雨（長(zhǎng)歷時(shí)暴雨分布在寧夏南部）.設(shè)計(jì)雨型一般采用6h同頻內(nèi)包雨型，若采用24 h排除標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)澇區(qū)恢復(fù)生產(chǎn)、生活極為不利，結(jié)合實(shí)際情況，銀川城區(qū)地面澇水排除時(shí)間采用6 h[2].

城市中具備明溝或濕地等承泄區(qū)條件的區(qū)域，澇水可直接排出。北方城市雨水一般通過(guò)城市排水管網(wǎng)排泄，但排水干管的最終出路還是分布于城市周邊的明溝水系，因此地面澇水的排除標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)模與雨水干管標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)模存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，城市雨水管的設(shè)計(jì)規(guī)模應(yīng)同時(shí)滿足常遇暴雨及時(shí)排除和稀遇暴雨在一定時(shí)間排除的要求，應(yīng)通過(guò)分析計(jì)算，找到這種關(guān)系的契合點(diǎn)。

3 不同排澇標(biāo)準(zhǔn)的澇水流量計(jì)算結(jié)果比較

通過(guò)對(duì)銀川中心城區(qū)采用雨強(qiáng)公式計(jì)算1-5 a一遇暴雨及時(shí)排除，以及平均排除法計(jì)算5-20 a 一遇暴雨6h排除不同工況的分析比較，確定最為經(jīng)濟(jì)、合理的雨水管排澇設(shè)計(jì)規(guī)模。

3.1 雨強(qiáng)公式法

根據(jù)《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB/T 50805-2012），市政雨水管雨水設(shè)計(jì)流量根據(jù)下式計(jì)算：

Q= qψF

（1）式中：Q為雨水設(shè)計(jì)流量，L/s;Q為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，U（s.hm2）;ψ為徑流系數(shù);F為匯水面積，hm。

暴雨強(qiáng)度應(yīng)采用經(jīng)分析的城市暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算，綜合徑流系數(shù)采用《銀川市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃》中各分區(qū)規(guī)劃綜合徑流系數(shù)。

銀川地區(qū)設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度公式為

式中：Q為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，I/（s.hm2）;p為設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，取1、2、5 a;t為降雨歷時(shí)，min，t=t1+mt2，其中，t1為地面集水時(shí)間，視距離長(zhǎng)短、地形坡度和地面鋪蓋情況而定，一般取5～15 min，m為折減系數(shù)，暗管折減系數(shù)m=2.0，明渠折減系數(shù)m=1.2，在陡坡地區(qū)，暗管折減系數(shù)m=1.2～2.0，t2為管渠內(nèi)雨水流動(dòng)時(shí)間，min。

查閱排水設(shè)計(jì)相關(guān)資料可知，任一場(chǎng)暴雨在降雨區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)的暴雨強(qiáng)度是不相等的，即降雨是非均勻分布的。但城鎮(zhèn)或工廠的雨水管渠或排洪溝匯水面積較小，一般小于100 km，最遠(yuǎn)點(diǎn)的集水時(shí)間不超過(guò)60min或120 min[3]，本次計(jì)算采用120 min。

3.2 平均排除法

依據(jù)《城市防洪工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（ GB/T 50805-2012）.城市排水管網(wǎng)控制區(qū)分區(qū)的設(shè)計(jì)排澇模數(shù)可采用以下方法計(jì)算。

選取典型暴雨，計(jì)算設(shè)計(jì)面暴雨時(shí)程分配[4]，并根據(jù)排水分區(qū)建筑物密集程度，按其綜合徑流系數(shù)進(jìn)行產(chǎn)流過(guò)程計(jì)算，求出設(shè)計(jì)凈雨深（澇水深度）。 設(shè)計(jì)排澇模數(shù)按下式計(jì)算：式中：qd為設(shè)計(jì)排澇模數(shù)，m3/（s·km）;R為設(shè)計(jì)澇水深，mm，雨水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期取5、10、20 a;T為排澇歷時(shí)，采用6h。

3.3 城市中心區(qū)排澇流量計(jì)算及比較

根據(jù)銀川市排水系統(tǒng)的具體情況，考慮城市規(guī)模的擴(kuò)大以及歷史、地形條件，將銀川市排水規(guī)劃區(qū)域劃分為9個(gè)區(qū)，分別是西夏區(qū)北部、西夏區(qū)中部、西夏區(qū)南部、西夏區(qū)西南部、金鳳區(qū)東北部、金鳳區(qū)中北部、金鳳區(qū)南部、興慶區(qū)西北部及興慶區(qū)東部[1]，結(jié)合各分區(qū)面積、雨水提水泵站布設(shè)、規(guī)劃綜合徑流系數(shù)等，分別計(jì)算各分區(qū)排澇流量。

通過(guò)計(jì)算結(jié)果比較，銀川市中心城區(qū)地面設(shè)計(jì)澇水10 a一遇暴雨6h排除與雨水管2a一遇暴雨及時(shí)排除的規(guī)模（排水流量）一致，平均誤差為0.10-10;20 a一遇暴雨6h排除與雨水管5a一遇暴雨及時(shí)排除的規(guī)模大體一致，平均誤差為5%。結(jié)合相關(guān)規(guī)范綜合分析，銀川市中心城區(qū)雨水管設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)為2a，地面澇水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)為10 a.見(jiàn)表2。

4 結(jié)論

（1）銀川市雨水管排澇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提升至2a-遇暴雨及時(shí)排除，《銀川市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃》所確定的標(biāo)準(zhǔn)偏低：地面澇水設(shè)計(jì)排澇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為10 a一遇暴雨6h排除。

（2）我國(guó)北方城市地域差別較大，暴雨特性及城市下墊面也不盡相同，但地面澇水最終需通過(guò)雨水管網(wǎng)排至承泄區(qū)，某一區(qū)域地面排水與雨水管排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期及相應(yīng)排水流量應(yīng)存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，才能使城市雨水管同時(shí)保證常遇暴雨及時(shí)排除和稀遇暴雨在一定時(shí)間排除的要求，這一思路應(yīng)在城市雨水管網(wǎng)的改造和建設(shè)中予以體現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[4] 周光甫，張鴻文，胡麗蘭，等，寧夏暴雨洪水圖集[R].銀川：寧夏水文水資源勘測(cè)局，1986：24.