城市治澇標準的銜接及規模確定

摘要：近年來隨著城市的建設發展，城市排澇問題日益突出，目前不同標準和規范對城市治澇標準的要求有所不同。一般北方城市雨水均通過排水管網排泄至承泄區，要求城市雨水管的設計規模應同時滿足常遇暴雨和稀遇暴雨形成澇水的排除要求。目前，市政排澇設計中一般按常遇暴雨確定設計規模，缺乏對稀遇暴雨排除要求的分析，而造成城市內澇災害的往往是稀遇暴雨。通過對銀川市中心城區排澇規模的分析計算，找出地面澇水排除標準與雨水干管排水標準的對應關系，并結合規范確定其治澇標準。結果表明：區域地面排水標準與雨水管排水設計重現期及相應排水流量應存在一定的對應關系，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排除的要求。

關鍵詞：城市排澇：治澇標準;設計重現期;銀川市

中圖分類號：S276.7

文獻標志碼：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，區位優勢明顯，是方圓500 km唯一的區域性中心城市。2016年銀川市常住人口219萬，其中中心城區約140萬。暴雨時銀川市城市內澇積水較為嚴重，主要原因是城市排水系統管網密度小，排水管道設計標準不足。銀川市城市排水（雨水）工程建設正按照相關規劃逐步實施，本文擬通過對銀川市中心城區排澇規模的分析計算，找出地面澇水排除標準與雨水干管排水標準的對應關系，并結合規范確定其治澇標準。

1 按不同標準、規范確定的治澇標準

目前城市排澇標準主要依據《城市排水工程規劃規范》（ GB 50318-2000），該規范規定重要干道、重要地區或短期積水能引起嚴重后果的地區，重現期宜采用3-5 a.其他地區重現期宜采用1-3 a。銀川市政府批準的《銀川市排水（雨水）防澇綜合規劃》確定城市雨水管設計重現期為1 a[l]。

新版替代規范《城市排水工程規劃規范》（GB50318-2017）明確雨水管設計重現期按現行國家標準《室外排水設計規范》中關于雨水管渠、內澇防治設計重現期的相關規定執行，現行《室外排水設計規范》（2016年版）明確大城市中心城區雨水管設計重現期為2～5 a，非中心城區為2～3 a，中心城區地下通道和下沉式廣場設計重現期為20- 30 a。銀川市中心城區常住人口約140萬（大城市常住人口100萬- 500萬），依此可確定中心城區雨水管設計重現期為2a，地面澇水重現期為20 a。

《防洪標準》（ GB 50201-2014）中無治澇標準的相關規定，《城市防洪工程設計規范》（ GB/T 50805-2012）明確了城市河洪、山洪及澇水防洪標準，明確防洪標準按城市防洪等級確定，對于Ⅱ等設防城市，相應澇水設計標準為≥10 a，且<20 a，國務院國函（2013）34號文批復的《黃河流域綜合規劃》（ 2012-2030）中明確銀川市為Ⅱ等設防城市，據此，銀川市中心城區澇水設計重現期可確定為10 a。

2016年以前，水利行業無城市排澇相關標準（只有農田排澇標準）.全國一些省級水行政主管部門制定了地方排澇標準，各省市采用標準也不統一。2016年頒布的《治澇標準》（ SL 723-2016）中規定：常住人口≥150萬的特別重要城市，設計暴雨重現期≥20 a;常住人口<150萬、≥20萬的重要城市，設計暴雨重現期為10-20 a。據此，按銀川市中心城區人口規模可確定其設計暴雨重現期為10-20 a。

根據上述分析，銀川市雨水管設計重現期應提升至2a，《銀川市排水（雨水）防澇綜合規劃》所確定的2030年水平年設計重現期為la的標準偏低：地面澇水設計重現期應為10-20 a。

2 不同重現期排澇規模的銜接問題

《室外排水設計規范》中計算雨水管流量一般采用雨強公式，該方法計算雨水管排澇流量的標準是常遇暴雨所形成的澇水需及時排除。

《治澇標準》（ SL 723-2016）規定城市設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）.設計雨型一般采用6h同頻內包雨型，若采用24 h排除標準，對澇區恢復生產、生活極為不利，結合實際情況，銀川城區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條件的區域，澇水可直接排出。北方城市雨水一般通過城市排水管網排泄，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準及規模與雨水干管標準及規模存在一定的對應關系，城市雨水管的設計規模應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，應通過分析計算，找到這種關系的契合點。

3 不同排澇標準的澇水流量計算結果比較

通過對銀川中心城區采用雨強公式計算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，確定最為經濟、合理的雨水管排澇設計規模。

3.1 雨強公式法

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

Q= qψF

（1）式中：Q為雨水設計流量，L/s;Q為設計暴雨強度，U（s.hm2）;ψ為徑流系數;F為匯水面積，hm。

暴雨強度應采用經分析的城市暴雨強度公式計算，綜合徑流系數采用《銀川市排水（雨水）防澇綜合規劃》中各分區規劃綜合徑流系數。

銀川地區設計暴雨強度公式為

式中：Q為設計暴雨強度，I/（s.hm2）;p為設計重現期，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，暗管折減系數m=2.0，明渠折減系數m=1.2，在陡坡地區，暗管折減系數m=1.2～2.0，t2為管渠內雨水流動時間，min。

查閱排水設計相關資料可知，任一場暴雨在降雨區域內各點的暴雨強度是不相等的，即降雨是非均勻分布的。但城鎮或工廠的雨水管渠或排洪溝匯水面積較小，一般小于100 km，最遠點的集水時間不超過60min或120 min[3]，本次計算采用120 min。

3.2 平均排除法

依據《城市防洪工程設計規范》（ GB/T 50805-2012）.城市排水管網控制區分區的設計排澇模數可采用以下方法計算。

選取典型暴雨，計算設計面暴雨時程分配[4]，并根據排水分區建筑物密集程度，按其綜合徑流系數進行產流過程計算，求出設計凈雨深（澇水深度）。 設計排澇模數按下式計算：式中：qd為設計排澇模數，m3/（s·km）;R為設計澇水深，mm，雨水設計重現期取5、10、20 a;T為排澇歷時，采用6h。

3.3 城市中心區排澇流量計算及比較

根據銀川市排水系統的具體情況，考慮城市規模的擴大以及歷史、地形條件，將銀川市排水規劃區域劃分為9個區，分別是西夏區北部、西夏區中部、西夏區南部、西夏區西南部、金鳳區東北部、金鳳區中北部、金鳳區南部、興慶區西北部及興慶區東部[1]，結合各分區面積、雨水提水泵站布設、規劃綜合徑流系數等，分別計算各分區排澇流量。

通過計算結果比較，銀川市中心城區地面設計澇水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模大體一致，平均誤差為5%。結合相關規范綜合分析，銀川市中心城區雨水管設計重現期應為2a，地面澇水設計重現期應為10 a.見表2。

4 結論

（1）銀川市雨水管排澇標準應提升至2a-遇暴雨及時排除，《銀川市排水（雨水）防澇綜合規劃》所確定的標準偏低：地面澇水設計排澇標準應為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排至承泄區，某一區域地面排水與雨水管排水設計重現期及相應排水流量應存在一定的對應關系，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，這一思路應在城市雨水管網的改造和建設中予以體現。

參考文獻：

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

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

[3]嚴煦世，劉遂慶，龍騰銳，給水排水管網系統[M].北京：中國建筑工業出版社，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.