談雨水重現期和徑流系數的選擇

趙 榮 馨

(1.太原理工大學建筑與土木工程學院，山西 太原 030024; 2.太原市城市規劃設計研究院，山西 太原 030002)

雨水徑流系數和重現期的確定直接影響著一個城市抵御雨水安全的能力和其雨水設施造價的多少。所以如何選擇雨水徑流系數和重現期，在雨水工程中起著關鍵的作用。本文以太原市汾東商務區為例，對雨水規劃設計中重現期和徑流系數的選擇對城市安全、生態及經濟的影響進行分析。

太原市汾東商務區位于太原市南部，面積約25.5 km2，該區域是太原市的重點發展地區，該處的雨水工程設施的安全和一流直接關系著該地區的安全和日后的發展。

1 暴雨強度公式

暴雨強度公式采用太原市市政工程設計研究院1982年編制的太原地區暴雨強度公式:

對于同一個地區，暴雨強度公式中只有兩個因素是可變化的，就是暴雨重現期和徑流系數，這兩個數值的選用，直接制約著城市的雨水安全以及雨水工程管線泵站等的規模造價等。

2 暴雨重現期

2.1 暴雨重現期的選擇

太原市的常規做法為徑流系數0.6，暴雨重現期是1年;其他城市重要地區的暴雨強度分別是:北京是3年～10年、上海5年、香港全區10年，重要干管為100年，由于汾東商務區位于太原市重點發展地區，筆者認為最少應該選擇3年～5年。

2.2 暴雨重現期對造價的影響

同樣的徑流系數，重現期每增加一年，經計算雨水管徑會增加一號，造價會相應增加約20%。由此看來，重現期的增加會使得造價增加，徑流系數如表1所示:造價的增加，也是一些部門不愿意提高城市雨水重現期的原因。

表1 暴雨重現期對造價的影響

3 徑流系數的選擇與暴雨重現期的關系

另外一個增加城市安全性的方法，就是減少雨水徑流系數。

作為城市的雨水管線及泵站設施，一定要保證城市的安全性，所以在計算雨水管線管徑時，徑流系數還是取0.6。筆者在做此工程時，做過一個計算，把徑流系數取0.6，重現期為1年，計算出雨水流量，把雨水徑流系數減少到0.5，反算重現期，則重現期可以達到1.7年;如果把徑流系數控制在0.4，則重現期可以達到3.7年;參數選擇為重現期3年，徑流系數為0.6，把徑流系數減少到0.5～0.4，則可以達到重現期為6年～20年的防御能力，如表2所示。

表2 徑流系數與重現期的關系

由此可見，在源頭上雨水徑流系數減少，可以極大的改變城市雨水工程設施的防御能力。

4 徑流系數控制

4.1 徑流系數控制目標

該區域雨水徑流控制目標:通過滲、蓄、滯、截等各種措施，將區域綜合徑流系數控制在0.50以下，并建議將該指標納入城市管理和開發。

4.2 徑流控制措施

4.2.1 綠地系統的形式

加強綠地系統建設，增強綠地調蓄功能，在城市綠化設置時，應考慮綠化對雨水蓄滲的作用，建設多種形式的綠地系統。

1)建設下凹式綠地，蓄滲雨水徑流。2)提倡屋頂綠化，收集屋頂雨水。3)采用雨水淺層地下蓄滲技術，加強雨水蓄滲。

4.2.2 設滲透性路面，增強道路雨水滲透

推廣采用透水性路面，以減少地區雨水徑流。行車道、人行道、廣場、停車場等人工地面，盡量采用多孔瀝青或混凝土、植草磚、連鎖磚鋪面等透水性鋪面。透水鋪面是先在裸露土壤上鋪設透水良好的砂石層，再以水泥磚、植草磚等透水性路面材料平鋪干砌而成。透水化設計可以有效降低雨水徑流量，并且具有改善都市水循環的生態作用。

4.2.3 建設雨水調蓄設施

太原市降水的年內分配極為不均勻，雨水多集中在夏季。因此在南部區域建設中，根據情況建設部分雨水調蓄設施，可以起到削減洪峰流量、貯存雨水、減少管網規模、補充水資源的作用。該區域結合規劃新開河渠和緩洪池等，設置若干調蓄設施。

4.2.4 徑流污染控制

該區域在建設中應考慮對雨水徑流污染進行控制，除了城市對大氣污染的控制之外，新區建設時可推廣設置路面雨水截污裝置。為了控制路面帶來的樹葉、垃圾、油類和懸浮固體等污染物，可在雨水口和雨水井設置截污掛籃和專用編織袋等，或設計專門的浮渣隔離、沉淀截污井，這些設施需要定期清理。還可結合道路設置的生態草溝來減少流入雨水內的污染。

5 雨水綜合利用

5.1 雨水直接利用

太原市南部區域對于大型公用建筑、居住區、建筑群等屋面及地面雨水，收集和一定處理后，可用于景觀水體、綠化、道路沖洗，如圖1所示。

圖1 屋面雨水利用模式圖

5.2 雨水間接利用

雨水間接利用可以考慮截流徑流將雨水下滲回灌地下，在減少徑流雨水量的同時，可以補充涵養地下水資源，改善生態環境，防止地面沉降。城市建設過程中可以在建筑區域附近的綠化帶、休閑廣場周邊綠化帶等地設置“雨水花園”對雨水進行間接利用。可以將城市的不滲透表面，如屋頂、車道、人行道、停車場排出的雨水收集起來。通過“雨水花園”收集到的雨水用于灌溉植被、滋潤土壤或者補充地下水。植物的根系和土壤中的微生物能吸收水中的污染物，還可以起到進一步凈化雨水的作用，雨水在不斷流淌的過程中也能充分地滲透到土壤中。

6 實施保障措施

該區域建設要想實現徑流系數的控制，實現生態、一流、安全的雨水工程設施，必須從管理和法律上保障。

首先，區域開發應按照低影響開發理念進行雨水綜合管理。其核心是基于源頭控制理念，構建與自然相適應的排水系統，合理利用景觀空間和采取相應措施對暴雨徑流進行控制。

另外，就是用法律來約束。在小區的審批階段就限制徑流量。許多發達國家都用法律來實現雨水管理的做法。如德國的建設法規以法律條文的形式對雨水徑流有相應規定;美國對新區建設強制實行要求新建或者改建開發區，必須內部采用雨水徑流控制措施和雨水綜合利用設施，從而減輕雨水徑流對市政雨水的壓力。以法律形式保證雨水的資源化利用。

筆者認為，在現階段實施“徑流零增長”不是太現實，但是建議在城市城建規劃管理部門審批該區域新建項目時，強制要求其徑流量，強制開發商建設雨水利用設施。從而減輕雨水徑流對雨水管網和河道水系的排澇壓力。

7 結語

綜合上述因素，筆者認為該區域道路在做雨水工程設計時應按照重現期3年，徑流系數0.6設計，但是在小區和區域管理中，要求大型小區和有條件的大型公建要建設雨水調蓄設施，控制徑流系數在0.4～0.5，并且納入城市規劃管理內容中，讓其強制執行。加強對城市雨水綜合利用設施的建設，這樣可以保證城市的設施安全并且大幅度提高其設施的防御能力。