城市治澇標(biāo)準(zhǔn)的銜接及規(guī)模確定

摘要：近年來隨著城市的建設(shè)發(fā)展，城市排澇問題日益突出，目前不同標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范對城市治澇標(biāo)準(zhǔn)的要求有所不同。一般北方城市雨水均通過排水管網(wǎng)排泄至承泄區(qū)，要求城市雨水管的設(shè)計規(guī)模應(yīng)同時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)計中一般按常遇暴雨確定設(shè)計規(guī)模，缺乏對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。通過對銀川市中心城區(qū)排澇規(guī)模的分析計算，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)計重現(xiàn)期及相應(yīng)排水流量應(yīng)存在一定的對應(yīng)關(guān)系，才能使城市雨水管滿足常遇暴雨及時排除和稀遇暴雨在一定時間內(nèi)排除的要求。

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

中圖分類號：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戶，素有“塞上江南”的美譽(yù)，區(qū)位優(yōu)勢明顯，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，其中中心城區(qū)約140萬。暴雨時銀川市城市內(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，本文擬通過對銀川市中心城區(qū)排澇規(guī)模的分析計算，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)計重現(xiàn)期按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《室外排水設(shè)計規(guī)范》中關(guān)于雨水管渠、內(nèi)澇防治設(shè)計重現(xiàn)期的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行，現(xiàn)行《室外排水設(shè)計規(guī)范》（2016年版）明確大城市中心城區(qū)雨水管設(shè)計重現(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設(shè)計重現(xiàn)期為20- 30 a。銀川市中心城區(qū)常住人口約140萬（大城市常住人口100萬- 500萬），依此可確定中心城區(qū)雨水管設(shè)計重現(xiàn)期為2a，地面澇水重現(xiàn)期為20 a。

《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（ GB 50201-2014）中無治澇標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，《城市防洪工程設(shè)計規(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)按城市防洪等級確定，對于Ⅱ等設(shè)防城市，相應(yīng)澇水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為≥10 a，且<20 a，國務(wù)院國函（2013）34號文批復(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)計重現(xiàn)期可確定為10 a。

2016年以前，水利行業(yè)無城市排澇相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（只有農(nóng)田排澇標(biāo)準(zhǔn)）.全國一些省級水行政主管部門制定了地方排澇標(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≥150萬的特別重要城市，設(shè)計暴雨重現(xiàn)期≥20 a;常住人口<150萬、≥20萬的重要城市，設(shè)計暴雨重現(xiàn)期為10-20 a。據(jù)此，按銀川市中心城區(qū)人口規(guī)模可確定其設(shè)計暴雨重現(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)計重現(xiàn)期為la的標(biāo)準(zhǔn)偏低：地面澇水設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)為10-20 a。

2 不同重現(xiàn)期排澇規(guī)模的銜接問題

《室外排水設(shè)計規(guī)范》中計算雨水管流量一般采用雨強(qiáng)公式，該方法計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排除。

《治澇標(biāo)準(zhǔn)》（ SL 723-2016）規(guī)定城市設(shè)計暴雨歷時和澇水排除時間可采用24 h暴雨24 h排除。寧夏中北部地區(qū)降雨多為6h降雨，很少有長歷時暴雨（長歷時暴雨分布在寧夏南部）.設(shè)計雨型一般采用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)模存在一定的對應(yīng)關(guān)系，城市雨水管的設(shè)計規(guī)模應(yīng)同時滿足常遇暴雨及時排除和稀遇暴雨在一定時間排除的要求，應(yīng)通過分析計算，找到這種關(guān)系的契合點(diǎn)。

3 不同排澇標(biāo)準(zhǔn)的澇水流量計算結(jié)果比較

通過對銀川中心城區(qū)采用雨強(qiáng)公式計算1-5 a一遇暴雨及時排除，以及平均排除法計算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)計規(guī)模。

3.1 雨強(qiáng)公式法

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

Q= qψF

（1）式中：Q為雨水設(shè)計流量，L/s;Q為設(shè)計暴雨強(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)計暴雨強(qiáng)度公式為

式中：Q為設(shè)計暴雨強(qiáng)度，I/（s.hm2）;p為設(shè)計重現(xiàn)期，取1、2、5 a;t為降雨歷時，min，t=t1+mt2，其中，t1為地面集水時間，視距離長短、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)雨水流動時間，min。

查閱排水設(shè)計相關(guān)資料可知，任一場暴雨在降雨區(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)的集水時間不超過60min或120 min[3]，本次計算采用120 min。

3.2 平均排除法

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

選取典型暴雨，計算設(shè)計面暴雨時程分配[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)流過程計算，求出設(shè)計凈雨深（澇水深度）。 設(shè)計排澇模數(shù)按下式計算：式中：qd為設(shè)計排澇模數(shù)，m3/（s·km）;R為設(shè)計澇水深，mm，雨水設(shè)計重現(xiàn)期取5、10、20 a;T為排澇歷時，采用6h。

3.3 城市中心區(qū)排澇流量計算及比較

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，分別計算各分區(qū)排澇流量。

通過計算結(jié)果比較，銀川市中心城區(qū)地面設(shè)計澇水10 a一遇暴雨6h排除與雨水管2a一遇暴雨及時排除的規(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)計重現(xiàn)期應(yīng)為2a，地面澇水設(shè)計重現(xiàn)期應(yīng)為10 a.見表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)計排澇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為10 a一遇暴雨6h排除。

（2）我國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)計重現(xiàn)期及相應(yīng)排水流量應(yīng)存在一定的對應(yīng)關(guān)系，才能使城市雨水管同時保證常遇暴雨及時排除和稀遇暴雨在一定時間排除的要求，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)：

[1]魏慶，崔樹瑞，劉立杰，等，銀川市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃[R].廣州：珠江水利委員會珠江水利科學(xué)研究院，2014：83，120.

[2]陳天偉，楊瑩，云濤，銀川市城市防洪規(guī)劃[R].銀川：寧夏水利水電勘測設(shè)計研究院有限公司，2015：64.

[3]嚴(yán)煦世，劉遂慶，龍騰銳，給水排水管網(wǎng)系統(tǒng)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006：63.

[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局，1986：24.