淺析參數設置對暴雨強度及工程設計的影響

張曉燕

寧夏銀川市規劃建筑設計研究院有限公司

受資金、時代發展特點等影響，雨水系統作為地下設施在建設初期往往沒有引起重視，雖然經歷了無序排放到管網配套的迅速發展過程，但是從規模以及環保的角度近年才被重視，所在的區域地處西北，是典型的大陸型氣候，為中溫帶干旱和半干旱區，全區年均降水183.3-676mm，南向北遞減，銀川平原約200mm，北部引黃灌區不足200mm，全區多年平均降水量約288mm，蒸發量大，在雨水工程發展方面滯后于南方，但是因干旱地區的特殊性對雨水工程設計面臨新的考驗，本文主要結合地區的排水設計經驗，淺析參數設置對暴雨強度及設計的影響。

一、地區雨水量情況概述

目前設計使用的雨水量計算公式已超30年，為區內專家在城市發展初期根據有限的資料結合氣象部門推算，以北地區普遍采用該公式，固原地區沒有獨立的公式(參考甘肅平涼)，通過參與編制銀川排水專項規劃和所在單位的工程經驗積累，該公式是基本適用和滿足城市建設的，但是經歷了2006年和2016年的銀川暴雨，隨著氣候的逐漸變暖，怎么樣去考慮新的設計參數，根據氣象資料的不斷完善，怎樣去修正和合理適用的應運于實際工程當中，是對同行業的一個新考驗。

二、災害簡要分析

逢雨季，在“城市看海”的調侃背后，雨水工程的設計面臨質疑，是配套不完善？是極端氣候？是雨量計算誤差？是設計指標過低？作為從事這個行業的同行們來說，面臨更多的是壓力以及怎么去解決這種現象的焦灼。一次暴雨造成的直接經濟損失也是城市建設者的心痛。簡單說暴雨造成的就是洪水淹沒災害和次生災害，局部地區泥石流災害，在一次氣象部門會議中，專家指出25mm的降雨量對于山區即可造成泥石流災害，甚者淹沒一個小鎮，可見暴雨災害不分大小，不僅是指南方降雨頻繁地區，對于干旱地區也是一個值得研究的課題。

三、常用參數考慮

目前設計常用銀川地區的暴雨強度公式如下：

其中：參數選用

(1)設計重現期：用于進行雨水管渠設計的暴雨重現期，P=2年(現階段起步參數)

(2)地面集水時間：t1=10min(常用，根據系統適當調整)

(3)地面徑流系數：ψ=0.4-0.5(城區根據地塊核算，普遍采用0.4-0.5)

根據城市室外排水設計規范(2016版)，大幅修訂和增加了雨水設計內容，主要的變化為，原折減系數改為1，銀川被列入大城市范圍，重現期以2年起步，增加雨水綜合利用和調蓄規范性要求，提出當匯水面積超過2平方公里時，雨水設計流量宜采用數學模型最終確定。對模型和氣象資料以及應用方法和原則予以明確，以寧夏為例，自2003年已經有氣象站點的電子數據資料，建設部門正經積極推進雨水量核算這項工作。

四、參數演變對于設計的影響

銀川地區現狀普遍為合流制系統，新建系統逐步開展了分流但業界對此有爭議，這是干旱地區的一個矛盾點所在，經常是短暫的幾天集中了全年的降雨量，雨水工程設計怎么去平衡這個矛盾，通常反應在參數的選取和計算的雨水規模。現狀城市系統的參數是基于重現期0.5年、1年，其中折減系數為2，城區內最大的排水管道管徑規格在D2000左右。雨水管道配套雨水泵站，雨水泵站的規模在設計之初取值為1，也是綜合考慮了暴雨的應急措施，個人認為前輩在做此類設計時也歷經了長時間的摸索和統籌考慮，最大程度的為城市暴雨災害保駕護航。隨著極端氣象條件的發生以及發生間隔的縮短，現在面臨同樣的問題，管徑過大則建設成本增加，同時城市管網也不能作為預防的唯一措施，上游源頭有無控制，城市泄洪通道在哪里，多部門能否同步共同去考慮城市大系統的建設，都是設計人員工程實際中需要考慮的因素。簡單的從參數上考慮，同公式，參數的提升已然使得城市管網規格增加了大概2-5級(以50mm為一級)。

五、雨水管網與雨水設施

一味放大雨水管徑能并不能解決城市內澇，怎樣經濟合理設計雨水系統是設計人員新的考驗，增加雨水上游區域綜合利用，海綿系統的應運，多重消減，與雨水系統配套的雨水泵站快速有效的將收集的雨水迅速的導流進入泄洪通道，然而雨水系統作為城市基礎設施的一個小子項，通常并不是優先的，雨水下游出路被建設用地隔斷，新的通道沒有建立使得雨水系統順暢不起來，怎么協調，怎么優化，需要時間和各部門的通力合作。設計人員應盡最大努力完善和優化設計成果。

六、雨水污染控制

目前大部分地區的雨水進水系是通過簡易格柵和小規模沉淀簡單處理后直排，規范引入和強調了雨水調蓄池，雨水污染主要指初期雨水災害和突發污染源，規范建議初期雨水徑流污染控制為4mm-8mm，查閱資料顯示屋面、路面分別控制2mm以及6mm-8mm的徑流量可以控制約60-80%的污染量，國外采用約12mm的降雨量認為包含90%以上的污染物。如何有效調蓄，在設計初期需收集大量的資料，雨水的出路，水系環境的設置，都是雨水管網系統設計中重新需要考慮的問題，不影響環境又合理經濟有效，建議小范圍試點開展工作。

七、設計工程實例

對調整后的參數試算，試算匯流時間90min以內，認為參數調整后對管徑D1500以上雨水管徑的選取影響較小，匯水面積平方公里增長量約10%-20%，匯流長度以3公里為界，超過3公里影響較小，雨水配套設施規模增加50%-60%。

結束語：

目前銀川市新的公式建設部門正在積極推進，利用新的氣象資料和現代先進的電子信息處理方法，結合實際工程經驗應運新的參數期待設計人員去學習和驗證，希望能跟進時代發展的要求不斷更新知識儲備，使設計成果科學合理。

[1]城市節水新技術與節水政策法規及標準規范實務全書，北方工業出版社

[2]施萍.平原河網城市—靖江海綿城市規劃方法探索.中國給水排水2017第8期

[3]《室外排水設計規范》GB50014-2006(2016版)

[4]給排水設計手冊 第5冊