中国东部城市排涝标准研究

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1、中国东部城市排涝标准研究河海大学水务工程系刘俊研究内容5城市排水防涝规划标准建议4城市排水标准与地面积涝关系分析3管网排水与河道排涝标准关系2不同选样方法重现期之间关系分析1问题分析一、问题分析研究区域中国东部地区主要指我国七大江河流域中下游的广阔平原地区，是水资源丰富、经济较为发达、人类活动影响显著区域。长江三角洲滨江地区问题分析中国东部城市近年来内涝问题频现，已经显著影响经济社会的安定和发展。深入分析引发城市内涝的排水、防涝及地面积水标准存在的问题，对于制定合理的排水防涝对策和规划，是非常必要的。现以厦门市为例加以讨论。城市防洪、排涝、排水工程规划设计采用不同的行业规范及水

2、文水利计算方法，尤其是区域排涝与管道排水在选样方法、设计标准、设计历时方面存在不一致的情况，造成排水与排涝系统的不衔接，影响了正常的排水防涝。问题分析河道排涝系统与管道排水系统的分别设计，常使得交界水文条件不衔接。在排水管道系统不超标的情况下，当降雨持续时间较长、降雨量较大并超过河道排涝能力时，尽管短历时的降雨强度低于管道设计雨强，河道涝水位常常对管道排水产生顶托、倒灌。问题分析河道排涝设计目标是在设计条件下河道不漫溢，而没有考虑地面是否积水，这对于天然流域或农村影响不大，因为这些区域具有一定地面调蓄能力和允许受淹时间，而城市地面是不允许积水的。问题分析现行管道排水标准一般按满

3、管重力流设计，普遍较低，根据排水标准无法确定可能导致的地面积水频次。问题分析二、不同选样方法设计重现期关系分析研究背景目前国内水利部门在区域排涝中采用年最大值，市政部门在管渠排水中采用年多个样，对于相同的样本系列，由于选样方法的差异，得出的频率计算结果不一致，造成依据不同选样方法得出的设计标准不一致。研究背景室外排水设计规范（2011年修订版）提出，在编制短历时暴雨公式中，雨量资料超过30年时，也可以采用年最大值法，但必须论证与年多个样法差异，找出两者重现期之间的关系。不仅从排水和排涝衔接的角度，而且即使排水设计本身，也要论证年最大值法与年多个样法的差异，因而有必要进行不同选

4、样方法下重现期关系研究。厦门气象站位于厦门岛内，是厦门岛内降雨资料观测整编规范的国家基准站点，资料系列能较好的反映整个岛内的降雨特征。本次研究选择厦门气象站作为雨量代表站。雨量代表站的选取城市管道排水系统暴雨设计历时远小于河道排涝系统，排水系统降雨历时取5、10、15、20、30、45、60、90、120min，河道排涝系统降雨历时取1、3、6、12、24h，合计共计14个历时，作为特征暴雨统计历时。降雨历时样本资料针对年多个样法和14个降雨历时，从厦门站1980-2010年雨量记录中，每年选取6-8个最大值。将每个历时子样按大小次序排列后选用前120个最大值，合计1680个降

5、雨量数据作为研究样本。针对年最大值法，则选取了30年每年的最大值，14个降雨历时共420个降雨量数据作为研究样本。采用P-Ⅲ型频率曲线，推求每个样本系统的频率参数。年最大值法采用的是年频率，可以直接从频率曲线上读取；年多个样法采用的是次频率，在计算设计值时，把年频率转化成相应的次频率，然后从次雨量频率曲线上读取相应重现期（1~100年）的设计值。设计雨量计算厦门站年最大值法与年多个样法重现期对应关系年多个样法重现期（年）年最大值法相应重现期（年）5min10min15min20min30min45min60min90min120min0.51.31.31.31.31.31.21

6、.21.21.212.02.01.92.01.91.81.81.71.623.13.23.13.33.02.93.02.62.534.34.44.14.44.14.04.13.63.456.36.46.16.86.36.16.45.45.01011.111.110.512.211.411.411.910.09.12019.419.818.222.321.321.922.919.016.8在设计值相同的情况下，重现期较低时由年最大值法得到的重现期大于年多个样法的重现期，但其倍比随重现期的增大而迅速减小。三、管网排水与河道排涝标准之间的关系研究目的城市管道排水与河道排涝分别设计，采

7、用不同的标准和方法，两个系统交界面上的水文设计值可能发生不衔接现象，当河道汛期水位超过管道出口设计水位时，会对管道排水产生顶托甚至倒灌，影响管道正常排水或造成地面积水。因此需要分析城市管网排水与河道排涝标准关系，为河道排涝标准的合理取值提供建议。研究方法为了分析低强度长时段降雨量对管道排水的影响，统计分析每年低于管道短历时设计暴雨强度的较长历时雨量，分析这些雨量发生的频率，根据河道调蓄能力和排涝特性，分析对管道排水的影响。计算结果根据城市河道特性，选择河道涝水影响管道排水的破坏率为3%~5%