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新版《室外排水設計規范》雨洪管理相關內容芻議
新版《室外排水設計規范》雨洪管理相關內容芻議
漢京超
(上海市政工程設計研究總院<集團>有限公司,上海 200092)
2014年2月10日,我國住房和城鄉建設部發布公告,批準《室外排水設計規范》(GB50014—2006)(2014年版)自發布日起正式實施。新版規范經住房與城鄉建設部召集,仍由以上海市政工程設計研究總院(集團)有限公司為首的八家國內頂尖的市政工程設計院共同參與修訂而成。筆者對新版規范中與雨洪管理相關的部分條文進行了初步的分析探討。
1雨水設計流量的計算
1.1徑流系數的概念
即使是同一區域,在不同的降雨中,其徑流系數并非一成不變,徑流系數的大小與降雨特征、地表特性、土壤特性等因素密切相關。因此,在對徑流系數進行概化使用時,可以粗略認為某一特定區域的徑流系數基本穩定;但在模型模擬中,如果條件具備,應當進行長期多降雨事件的模擬,從而規避單場降雨事件模擬所可能引起的誤差。
1.2地區徑流總量的控制
作為本次規范修編中增加的唯一強制性條文,3.2.2A中規定:“地區整體改建時,對于相同的設計重現期,改建后的徑流量不得超過原有徑流量。”筆者認為,本條文的提出,作為地區開發的綜合性控制要求,具有重要的理論意義和現實意義。然而在實際應用中,本條文仍需相關的補充說明或技術導則加以明確。例如,“地區開發”的范疇應如何理解,是否有具體的面積標準?改建后的徑流量如何確定,是相對徑流量還是絕對徑流量?“絕對徑流量”很好理解,在相同重現期下,如果要求開發后的絕對總徑流水量維持不變,則開發后因地表狀況改變產生的多余徑流量需主要通過滲透、蒸發蒸騰加以消化。新版規范的補充說明也提到:“可采取的綜合措施包括建設下凹式綠地,設置植草溝、滲透池等,人行道、停車場、廣場和小區道路等可采用滲透性路面,促進雨水下滲。”
上述措施在一定程度上可有效削減徑流總量,如果能夠實現則是最理想的情況。但是,如果為新建地區,從未開發狀況整體轉變為開發狀況,若不采取任何控制措施,徑流系數可能從0.10~0.30升高到0.45~0.70。在部分較極端情況下,單靠提高地表的滲透可能無法完全解決多產生的徑流量。針對這一狀況,美國的部分州目前應用的是“相對徑流量”的概念。即要求在相同降雨重現期下,開發后降雨徑流的峰值流量不超過開發前的水平。這樣并不要求徑流總量保持絕對不變,而是盡可能延緩、削減洪峰,充分利用排水系統的排水能力,同時避免過高的流量對排水管道和受納水道造成嚴重的沖刷和侵蝕。可供選擇的控制手段也從單一的促進滲透豐富為滲透、過濾、調蓄、延緩排放等多種綜合手段,整體效果更佳。
1.3暴雨強度公式的選擇
新版規范中的條文3.2.3規定,“具有20年以上自動雨量記錄地區的排水系統,設計暴雨強度公式應采用年最大值法”。但是,筆者發現目前絕大部分城市中市政排水工程的設計仍沿用2000年以前,甚至1980年以前編寫的暴雨強度公式,而且受到編寫當時降雨資料和其他條件的限制,公式多為年多個樣法的短歷時暴雨強度公式,而目前國內水利防洪基本采用年最大值法的暴雨公式。受此影響,在建立城市內澇防治體系時,常常遇到城區排水與流域防洪的設計重現期無法匹配,進而導致市政排水標準和流域防洪標準無法銜接的問題。本次條文修編從基礎上為市政排水與流域防洪標準的銜接創造了條件,有利于進一步實現二者設計重現期的匹配問題。
2模型應用的綜合思考
2.1模型方法的適用性分析
新版規范的條文3.2.1中要求:采用推理公式法計算雨水設計流量。當匯水面積超過2km2時,宜采用數學模型法。該要求亦是本次規范修編的亮點之一。近年來,模型技術的不斷成熟、應用范圍的日益擴大以及成功應用范例的逐漸增多,為城市排水工程設計和優化提供了更多的途徑和可能。筆者認為,應當盡快編制模型法應用的相關技術導則和規范,對新版規范起到重要的補充作用,從而推動其落到實處,發揮應有的作用。
2.2模型方法的準確性分析
模型的準確性與模型技術的成熟度以及基礎數據的完善度密不可分。目前,用于城市排水系統模擬的最為廣泛的綜合性模型主要是SWMM、InfoWorks和MOUSE三類,這3大類模型均具有數量不等的產流、匯流模塊,可以實現對水量、水質的連續模擬。然而,目前在國內的模型應用過程中,仍主要存在3個方面的問題:①基礎數據不足,且精確度欠缺。②模型參數本地化水平不足,限制了模型的應用。③模型概化過于簡單,效果難以充分驗證。
3內澇防治體系的思考
3.1內澇防治體系的構建
新版規范中首次提出了內澇防治系統的概念,并明確了內澇防治設計重現期,并要求根據城鎮類型、積水影響程度和內河水位變化等因素,經技術經濟比較后確定。其中特大城市的重現期規定為50~100年,地面積水標準細化為:居民住宅和工商業建筑物的底層不進水;道路中一條車道的積水深度不超過15 cm。本次修編體現出對城市內澇防治工作的重視,同時明確的地面積水標準也使其更具可行性和操作性。與此同時,上述新內容也對道路設計和排水設計提出了新的要求。
3.2工程性措施與非工程性措施相結合
在新版規范的總則中,添加了以下條文:“1.0.4B城鎮內澇防治應采取工程性和非工程性相結合的綜合控制措施。”筆者認為,這對于實際的排水工程設計和運行管理具有鮮明的意義。近年來,國內外許多大城市都遭受了較為嚴重的內澇災害,這一方面要歸咎于極端天氣的頻發;另一方面,部分城市的受災程度與非工程措施的不到位有一定關系,因此強調工程性措施與非工程性措施相結合非常必要。
3.3局部重點區域的考慮
新版規范中,對中心城區地下通道、下沉式廣場、立體交叉道路等重點區域的排水標準進行了進一步的提升。以立體交叉道路為例,將其雨水管渠設計重現期從3年提高到10年,且位于中心城區的重要地區要達到20~30年,同時明確不具備自流條件的,應設泵站排除;同時針對立體交叉道路應控制匯水面積,宜采取設置調蓄池等綜合措施達到規定的設計重現期等。上述標準的提高反映了近年來許多城市防汛排澇的寶貴經驗教訓。筆者認為,新版規范對于局部重點區域的排水提標非常必要。
3.4雨水滲透的相關要求
新版規范將內澇防治設施具體為:源頭控制設施、雨水管渠設施和綜合防治設施,而又將作為源頭控制措施之一的雨水滲透設施拎出作為單獨章節,可見對于雨水滲透設施的重視。規范明確要求新建地區硬化地面中可滲透地面面積不宜低于40%,同時下凹式綠地標高宜低于周邊地面標高5~25 cm。不難發現,新版規范提出的量化要求具有更高的可操作性,有利于在源頭上實現徑流的滲透和削減。
結論和參考文獻略
(本文發表于中國給水排水雜志2014年第21期:新版《室外排水設計規范》雨洪管理相關內容芻議)
文中照片非論文內容,由“中國給水排水”編輯提供。
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