淄博新暴雨強度公式下LID 建設影響探討

徐繼偉

（淄博市規劃設計研究院，山東 淄博255037）

0 引 言

暴雨強度公式是城市雨水排水系統規劃和設計的基本依據之一。

近些年，隨著我國國民經濟持續、快速的發展，城市建設的規模在不斷擴大。建筑密度加大、不透水路面增多等各種因素使雨水徑流量增大。受全球氣候變化影響，區域極端暴雨事件頻發，導致城市出現排水不暢和內澇現象。為了落實《國務院辦公廳關于做好城市排水防澇設施建設工作的通知》（國辦發[2013]23 號）精神，原有暴雨強度公式因年代久遠，且推導公式所采用的原始資料已不夠準確，急需對暴雨強度公式進行重新修編，確保滿足作為城市雨水排水系統規劃和設計的基本依據的要求。

低影響開發理念（low impact development，LID）是20 世紀90 年代末發展起來的暴雨管理和面源污染處理技術，旨在通過分散的、小規模的源頭控制來達到對暴雨所產生的徑流和污染的控制，使開發地區盡量接近自然的水文循環。它是一種可輕松實現城市雨水收集利用的生態技術體系，其關鍵在于原位收集、自然凈化、就近利用或回補地下水。同時，主要通過生物滯留設施、屋頂綠化、植被淺溝、雨水利用等措施來維持開發前原有水文條件，控制徑流污染，減少污染排放，實現開發區域可持續水循環。

在實際市政工程設計中，暴雨強度與低影響開發建設都將影響實際雨水管道的雨水流量計算。取不同的暴雨強度重現期、徑流系數等參數，都將對雨水設計流量產生影響。

1 新舊暴雨強度公式對比與原因分析

淄博市原有暴雨強度公式是淄博市城市規劃設計院編制[源自《給水排水設計手冊·第5 冊·城鎮排水》（第二版）]。

新的暴雨強度公式是由淄博市氣象局、淄博市住建局審核，淄博市氣象局編制的新一版主城區暴雨強度公式。其采用年最大值法取樣、皮爾遜Ⅲ型分布曲線擬合、最小二乘法率定參數，推薦淄博市新編暴雨強度公式如下：

式中：P為設計重現期，a；q為設計暴雨強度，L/s·hm2；t為降雨歷時,min。

選取5 min、10 min、15 min、20 min、30 min、45 min、60 min、90 min、120 min、150 min、180 min 共11 個歷時不同重現期原有公式計算值與修編暴雨強度公式計算值的比較（見表1），根據差率表中的數據可以看出：低重現期2～5 a，新公式計算值比原公式計算值偏低0.078%～10.134%；重現期越大、歷時越長，新公式計算值比原公式計算值偏低幅度越來越小。高重現期10～100 a，重現期越大、歷時越長，新公式計算值比原公式計算值從偏低到偏高，偏高幅度在6.5%以內。

造成以上差異的原因，是原有公式和新修訂公式的基礎資料取樣方式不同。原有公式所用資料陳舊，不能反映當前的降雨特征，達不到規范規定的至少連續30 a 以上的要求。新公式嚴格根據淄博市氣象站1981—2013 年近33 年自記雨量記錄資料，統計樣本準確可靠，樣本充足且能反映當前的降雨特征。同時嚴格按照《室外排水設計規范》（GB 50014—2006）規定的方法對暴雨強度公式進行推求。

表1 原有暴雨強度公式計算值與新編暴雨強度公式計算值比較

2 低影響開發工程建設中校驗新公式

從2015 年開始，我院在城市排水工程相關規劃、設計中均采用新暴雨強度公式作為技術依據。結合具體工程設計和建成后實際運營效果，具體分為以下2 種情況：

2.1 老舊小區改造建設

老舊小區通常是指單位制改革之前，由政府、單位出資建設的居住區。與1998 年商品房改革之后建設成的居住區相比，老舊小區大多已跟不上時代的發展。老舊小區內通常為單一排水系統，即雨污合流系統。2015 年起，我院承擔了淄博市中心城區53 個老舊小區雨污分流改造工程設計。這53 個老舊小區分布于淄博市中心城區，主要集中在老城區。在改造設計中，為了實現雨污分流，新增加了雨水管道和收集系統。新雨水管網的建設，一方面，減輕了污水處理廠在雨季時的負荷；另一方面，增加了城區內幾條河道的泄洪壓力。老城區內主要防洪河道有2 條，為澇淄河和豬龍河。城區內2 條河道防洪能力為100 a一遇，排澇條件比較好，不易形成澇災。一利一弊，綜合比較，從城市運營來看，利大于弊。老舊房屋原地下部分防水防滲質量參差不齊，不具備實施下滲路面等低影響建設措施的條件，只能在小區內面積較大花園和廣場集中設置雨水調蓄設施。在有條件的地方改造雨水落水管、增設雨水收集器，來實現低影響開發的改造理念。

此種情況下，采用新暴雨強度公式計算確定計算流量比舊公式計算的流量約小5%。計算設計雨水流量確定管道管徑時，考慮落實的部分低影響開發建設設計，并預留一部分余量，最小管徑采用d400管道。2015 年底竣工至今運行時間內，未出現內澇現象。

2.2 新規劃區域、新建小區建設

以淄博經濟開發區山東農業工程學院淄博校區項目為例。該項目位于淄博經濟開發區魯泰大道以南，規劃支路以北，廣州路（西十五路）以西，規劃總用地面積為56.3 hm2，總地上建筑面積為41 萬m2，地下面積約為4 萬m2，規劃總人口1.6 萬人。雨水設計重現期P取3 a。根據匯水范圍內的用地性質，經加權平均確定匯水區域綜合平均徑流系數為0.55。校區內規劃和設計落實低影響開發理念措施如下：

（1）綠化率提高到55.29%，使降水首先做到下滲，避免過早形成地面徑流。

（2）在中心區域規劃建設一處景觀水系，兼作雨水調蓄水池。水體面積24 380.3 m2，水體體積約44 000 m3，其中調蓄容積約7 300 m3。

（3）分片排水。校內湖周邊地塊的雨水就近排至校內湖，對地塊內的降水進行調蓄，以滿足日常綠化用水需要。其他外圍地塊雨水就近排至市政雨水管道。分片排放，雨水管道管徑為d400～d800，相比集中排放，管徑顯著減小。

（4）超標雨水排放。校內湖設d1200 溢流管排至市政雨水管道，防止區域內超設計標準降水造成長時間內澇。

（5）景觀豎向設計中結合校區豎向預留部分排水通道，在景觀湖周邊留幾處雨水可直排至湖的排水植草溝，在校區外環路外側，留幾處向外排至周邊道路的排水植草溝，并對應在圍墻下部設排水口，滿足超標雨水排放，減少暴雨時校區內部積水。

此種情況下，在規劃設計源頭上推廣低影響開發理念，增加綠化面積率，合理利用豎向。對降水采取滲、灌、調、蓄、排的理念來進行設計。在源頭上對暴雨所產生的徑流和污染進行控制。采用新暴雨強度公式計算，結合豎向設計，對雨水管道管徑未增加，積極利用學校園區內低影響開發建設設施，充分發揮下滲為主、調蓄水體的作用。

3 結 論

具體設計時，雨水設計重現期多取2～5 a。暴雨強度公式中的參數——計算雨水管渠降雨歷時t在選用時，根據小區規模，多在15～30 min 內。此時新暴雨強度公式所計算的數值比原先暴雨強度公式計算的數值差率值偏低6.7%～3.5%。在老舊小區改造中，仍不建議對設計雨水管道管徑進行縮小一號處理。而在新規劃區域，由于低影響開發理念的落實，首先考慮雨水的攔截和調蓄，合理利用，所以雖然設計標準較高，但在確保不產生長時間內澇的情況下，雨水設計管道的管徑不可盲目增大。雨水管徑的增大，雖提高了泄水能力，但會對下游管道、河道產生較大壓力，造成區域的影響。當計算匯水面積超過2 km2時，還應根據室外排水設計規范建議，采用數學模型法進行雨水設計流量計算。

4 結 語

淄博新暴雨強度公式下對雨水工程設計參數產生一定影響，結合近幾年具體設計，低影響開發建設理念的措施應積極落實，分析情況區別對待。

隨著社會經濟的發展，設計的標準漸漸提高。一方面，建議每隔10 a 用更加完善的降雨資料和新型編制方法對暴雨強度公式進行誤差復核或修編。另一方面，需考慮整個區域的環境容量，綜合考慮各種因素的影響，最終用更加科學、有效的方法指導具體的設計。