淺析小區排水與城區排澇的區別及聯系

蔡伯寧 石 煒

淺析小區排水與城區排澇的區別及聯系

蔡伯寧 石 煒

北京“7.21”暴雨致災，使得城區排澇問題越來越受到關注，而城區排澇涉及小區排水以及河道排澇兩部分，分別由城建部門和水利部門負責。由于行業標準與學科側重點不同，二者的關系以及標準、參數確定等問題爭議頗多，給實際工作帶來諸多不便，因此，有必要進行分析和研究。

一、城鎮排澇與小區排水的關系

1.城鎮排澇與小區排水的定義與比較

建設部頒發的《城市排水工程規劃規范》（GB50318—2000）對城鎮排澇的定義為：城鎮排澇是解決城鎮范圍內雨水過多或超標準暴雨以及外來徑流注入對城鎮的威脅，城市雨水工程無法解決而建造的規模較大的排水工程，一般屬農田排水或城市防洪的范圍。《室外排水設計規范》（GB50014-2006)對小區排水工程的定義為收集、輸送、處理和處置雨、污水的工程。

根據二者的定義，共同目標均是要在一定的時間內將城鎮范圍內的積水排出，使雨水不致給人民生產生活造成不便，澇水不致造成大的災害。一般情況下，影響排澇、排水工程規模的主要因素是雨水，因此，本文以下所指的排水主要為排雨水而不涉及污水。

小區排水是將城鎮地面雨水產流，利用地面返坡、落水井、雨水管網等排水設施排入支、干流溝渠或河道；城鎮排澇是將匯入雨水骨干管道、河道溝渠、湖泊水塘的超過正常蓄水位的水量排至域外。小區排水的建設內容為城市小區的排水管網建設，計算內容側重小匯流面積雨水管渠的流量計算；城鎮排澇的建設內容為內河、排水溝渠整治和排澇閘站的建設，計算內容以水文計算為主，通過產、匯流計算推求設計流量。二者雖有區別，但從產流、匯流到設施等方面有密切的聯系。

2.城鎮排澇與排水標準計算方法的確定

據以上論述，小區排水是解決小區域地面雨水的排放問題，而城鎮排澇則是解決大區域溝河超出正常蓄水量的排出問題。將小區排水、排澇劃分開，有利于分別采取合適的數學模型，確定工程措施及其規模。

小區排水關心的主要是小區域地面產匯流對地面附著物的影響，根據有關研究及規范，影響小區域地面產匯流的因素多為短歷時暴雨，從地面集水（一般為5～15min）、雨水在管渠內流動至排入承納體總時間一般在2h以內。因此，小區排水的標準宜按短歷時降雨重現期確定，這也與現行《室外排水設計規范》規定的雨水管渠設計重現期的確定標準相一致。根據該規范，短歷時暴雨重現期按暴雨強度公式編制方法取樣計算，其計算公式及參數根據各城鎮實測資料進行率定選用，設計重現期一般選用0.5～3年，重要干道、重要地區或短期積水能引起較嚴重后果的地區一般選用2～5年，并應與道路設計協調。

城鎮排澇主要考慮城鎮各小面積雨水承納體及相應排澇設施對雨水的調蓄及控制能力的大小。由于城鎮雨水承納體多為具有一定調蓄能力的河湖、溝塘及低洼地，考慮溝河調蓄作用，影響城鎮排澇的降雨多為較長歷時的暴雨。根據有關水文計算規范，一般按最大24h暴雨產生的雨水量考慮調蓄作用，以確定排澇工程的標準及規模。因此，城鎮排澇標準宜按較長歷時降雨重現期確定。長歷時降雨重現期的計算與短歷時有所不同，以最大24h暴雨重現期的計算為例，在降雨資料系列中，每年只取該年最大24h暴雨參與計算。根據《灌溉與排水工程設計規范》（GB50288-99），并參照《水利動能設計手冊·治澇分冊》確定為：地市級及以上城市的排澇標準為20年一遇最大24h暴雨24h排出，縣級及以下城鎮的排澇標準為10年一遇最大24h暴雨24h排出，特別重要地區和次要地區可提高或降低標準設計。經多年實踐，基本滿足城鎮排澇需要。

3.城鎮排澇與小區排水標準的大致關系

城鎮排澇與小區排水標準在計算方法上的不同，可能造成按兩種方法確定的排澇、排水設施不相適應。因此，有必要探討城建和水利部門各自采用的設計重現期銜接問題，保證用城建部門雨水管渠設計的小區域雨洪流量能夠同按水利部門設計的大區域雨洪流量相匹配。

分析二者的關系，可以從短歷時暴雨資料按不同取樣方法（暴雨強度公式法為多個樣，水利部門分析采用單個樣）分析同一設計暴雨的重現期，確定二者對應關系，也可根據不同方法（城建暴雨強度公式法、水利水文計算公式法）分析。以江蘇省淮安市城區河道排澇模數與市政管網排水模數對比，淮安市城鎮排澇與小區排水標準的大致關系為：當城鎮管網排水設計暴雨重現期為1年

時，河道相應的城區河道排水設計暴雨重現期為7～18年；當管道設計暴雨重現期為2年時，河道相應的排澇設計暴雨重現期為16～29年；當管道設計暴雨重現期為3年時，河道相應的排澇設計暴雨重現期為17～31年。

由于城鎮排澇與小區排水在范圍及計算方法上的不同，其相應標準之間只是有一個大致對應關系，而非絕對嚴格的對應關系。

二、城鎮排澇與小區排水關系應用

1.城鎮排澇設計流量計算方法

城鎮按地形特征分為無調蓄區、有調蓄區兩種排澇系統類型，根據各自特點確定排澇系統內的排澇設施及相應規模。

（1）無調蓄區設計排澇流量計算

無調蓄區指在排澇區內基本無河湖、溝塘等調蓄水面，如人口密集的老城區等多屬此種類型。其排澇方式主要為管道匯流直排至排澇站，再由排澇站排往承泄區，由于基本無調蓄，暴雨需在短時間內搶排，使路面積水迅速排除，這種情況的排澇與排水流量差異不大。

（2）有調蓄區設計排澇流量計算

有調蓄水面的城鎮排澇流量的推求與管道匯流直排的城鎮排澇流量以及農村圩區工程排澇流量的計算有所不同。

根據上述分析，管道匯流直排（無調蓄區）排澇流量按暴雨強度公式計算，即按短歷時暴雨可控制排澇設施規模，而有調蓄區因河湖、溝塘的調蓄作用，決定排澇設施規模大小的降雨多為長歷時暴雨，此時，暴雨強度公式不再適用于計算有調蓄區設計排澇流量。從暴雨強度公式的編制來看，主要根據5、10、15、20、30、45、60、90、110min共九個歷時的設計降雨進行分析確定各計算參數，因此，暴雨強度公式的適用范圍宜確定在控制性降雨不超過2h的情況，主要應用于確定雨水管網規模，使降下來的暴雨在短時間內搶排，以保證路面或低洼區積水迅速排除。

對于有調蓄區的排澇流量計算方法，可沿用類似農田排澇計算方法，采用的控制性降雨歷時為24h，其排澇標準按前文的原則合理選用。排澇流量采用排澇模數法計算，徑流系數宜根據地面不同附著物的特性合理選用。

2.建立和諧的小區排水、城區排澇體系的基本條件

有調蓄區的排澇體系不僅可減少澇災發生的次數，降低排澇費用，而且有利于所在城區水環境的改善與美化。因此，建議在老城改造、新城建設過程中，應有意地為建立和諧的小區排水、排澇體系創造基本條件：（1）保留原有溝塘、洼地等調蓄水面，有條件的地區盡量適當增大調蓄體的調蓄作用。（2）城鎮雨水管渠匯入城鎮排澇溝渠的端口宜分散布置，盡量利用排澇渠系對城鎮雨水的消納，減少排澇設施規模

三、結語及建議

（1）將小區排水、城區排澇理解為城鎮雨（澇）水外排的兩個過程，即小區排水是排除地面雨水的過程，城鎮排澇是排除雨水骨干管道、河道溝渠、湖泊水塘等水體超出正常蓄水量的過程，這有利于分別計算確定小區排水、排澇工程的標準和規模。

（2）城鎮排澇標準是針對長歷時暴雨重現期而言的，而小區排水標準側重于按雨水管渠短歷時暴雨重現期確定，二者在應用范圍上不同，但具有大致的對應關系。

（3）小區排水雨水管渠流量計算采用短歷時暴雨強度公式法，城鎮排澇流量計算采用長歷時（24h）暴雨排澇模數排除法，方法合適，銜接很好■

（作者單位：江蘇省淮安市清浦區水利局 223003 江蘇省淮安市水利勘測設計研究院有限公司 223005）