作者：住房和城鄉建設部標準定額研究所/張惠鋒 |城鎮排水標準與區域除澇標準銜接的研究進展

目前，國內各城市的排水系統和河道排澇系統分屬于不同的管理機構，遵循不同的標準規范。該文研究了城鎮排水標準和排澇標準在設計暴雨選樣方法、設計流量方法、設計暴雨歷時、設計重現期等方面的差異，并圍繞設計流量相當、水位銜接和模型評估等三種方法，梳理分析了排水標準和排澇標準銜接的研究進展，為城鎮排水防澇研究和規劃的有效開展提供重要基礎研究。

據住房和城鄉建設部統計，2010年發生內澇的城市多達211個，包括北京、廣州、武漢、南京等大城市，城市內澇問題已成為影響居民生活的關鍵問題。城鎮排水防澇工程體系是由城鎮排水系統和水利排澇系統共同組成，其中，城鎮排水則是解決城鎮范圍內的各產業廢水、生活污水和雨水等對城鎮的威脅；而水利排澇是解決城鎮范圍內徑流過多（含外來徑流）對城鎮的威脅。由于管理體制原因，我國市政管網排水一般由城建部門負責，而水利排澇一般由水利部門負責，兩者分別遵循不同的行業標準及規范，各有特定的適用范圍和局限，導致國內各城市采用的排澇標準與排水標準之間缺乏合理銜接。因此，對影響城鎮排水標準與水利排澇標準的因素及其差異進行綜合對比分析，研究城鎮排水與水利排澇標準相互銜接關系，對協調城鎮排水與水利排澇設計標準，保證城鎮管網和外排河道澇水的順利排除具有重要意義。

城鎮排水標準和水利排澇標準雖然均是城鎮排水防澇工程體系的重要組成部分，但是兩者的標準組成存在一定的差異。

1.1設計暴雨選樣方法

設計暴雨選樣方法有年最大值法、年多個樣法等。目前，城鎮排水設計中設計暴雨選樣多采用年多個樣法，低重現期時可較為真實地反映暴雨的統計規律。盡管2014年版《室外排水設計規范》規定“具有20年以上雨量記錄的地區，排水系統設計暴雨強度公式應采用年最大值法”，但目前大部分城市仍沿用年多個樣法推算的暴雨強度公式。而水利排澇設計中設計暴雨的選樣方法則為年最大值法，這種方法在推算高重現期時的設計暴雨比較準確。

1.2設計流量方法

目前，我國城鎮排水設計與水利部門在推求設計流量時仍主要采用推理公式法。推理公式設計方法只能計算得到管渠的最大峰值流量，對于涉及到與管網排出口或受納水體相連和大面積的開發區域的項目，其適用性較差。對于無調蓄設施（區）的區域，城鎮排水與排澇沒有較大的差異，城鎮排水（澇）流量和泵站排澇流量都可按照城鎮暴雨強度公式來計算；對有調蓄設施（區）的區域，管道匯流直排（無調蓄設施的區域）的排澇流量按短歷時暴雨強度公式計算，因為河湖、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，短歷時的暴雨強度公式在計算有調蓄設施（區）的區域的設計排澇流量時不再適用。

1.3設計暴雨歷時

城鎮排水對應的小排水系統，即常規城鎮雨水管渠收集與排放系統，目標是快速排除雨水管渠匯水范圍內的雨水。由于各級城鎮排水管道的匯水區較小，地面集流時間一般在數十分鐘以內，因而城鎮排水的降雨歷時一般采用5、10、15、20、30、45、60、90、120、150min和180min共11個歷時。水利排澇對應的大排水系統，由城鎮內河、溝渠、小湖泊等組成，目標是排除整個城鎮匯水區域內的澇水。排澇河道由于位于城鎮排水管網的下游，將匯集一定數量的城鎮排水管網服務范圍的來水，匯水面積相對較大，匯流路程較長，并且在運輸澇水的過程中存在一定的調蓄容積，使得在形成河道的最高水位相應調蓄控制的歷時相對較長，因此水利排澇的統計歷時一般采用60min、3h、6h、12h以及24h共5個歷時。

1.4設計重現期

由于城鎮排水工程的服務對象較小，為雨水管渠的服務范圍，當其遭受超標暴雨時其影響范圍和損失均較小，而當地面積水消退時，其造成的影響能較快恢復，因此，城鎮排水工程主要用于解決城鎮常規降雨問題，其設計標準相對較低，根據2014年版《室外排水設計規范》對雨水排水管道的設計標準的規定，“雨水管渠設計重現期大城市中心城區應為2~5年，其非中心城區為2~3年；特大城市中心城區3~5年，其非中心城區為2~3年”。而進行城鎮防洪排澇工程的規劃建設時，由于其工程服務對象為大的匯水區域，當區域遭受超標暴雨時，對匯水區域的負面影響巨大，并且在短期內難以恢復，因此，水利排澇工程的設計標準較高，重點是用于應對城鎮的超標暴雨，一般采用10年~20年。

2013年6月，住建部印發了《城市排水（雨水）防澇綜合規劃編制大綱》，其中要求在“城鎮防澇系統規劃”考慮“與城市防洪設施的銜接”，其中涉及了城鎮排水和水利排澇標準的銜接問題。目前，國內針對城鎮排水標準和排澇標準的銜接研究主要集中在如下三個方面，分別為設計流量相當分析、水位銜接法和模型評估法。

2.1設計流量相當分析

針對特定區域，不同重現期的水利排澇和城鎮排水的設計流量有著數值上相當的關系，但由于各匯水區域的調蓄空間、下墊面性質等水文條件存在差異，因此造成不同區域的城鎮排水系統和水利排澇系統的設計重現期的對應關系也存在差異。可分別采用排水流量公式法和水利推理公式法，計算區域的設計流量，從而銜接城鎮排水標準和水利防澇標準。對于城鎮小區域的雨水匯流，應按城鎮的暴雨強度公式和流量公式來計算確定；而對于內河、較大排水溝渠的澇水流量，應根據當地水文的相關公式計算確定；而針對郊區的澇水流量，可采用排澇模數法、徑流系數法、平均排除法等方法計算確定。

范立柱等通過計算并對比城鎮排水和水利排澇的設計流量，研究結果表明廣州市城市建筑密集區的水利排澇20年一遇設計標準與城鎮排水2年一遇的設計標準相對應，城市建筑稀疏區的水利排澇20年一遇設計標準與城鎮排水的10年一遇的設計流量相對應。范威等對東莞市新開河流域的內澇整治工程進行設計流量相當的計算分析，結果表明城鎮排水系統的5年一遇排水流量等量于水利排澇的20年一遇推理公式法計算的洪峰流量，且當匯流面積越小，兩者數值越接近。陳斌對某市2.9km²的集水片區分別按水利排澇的推理公式法與城鎮排水流量公式分別計算排水（澇）流量，結果如表1所示。

表1某城市片區的排澇流量與排水流量比較

2.2水位銜接法

水位銜接法是將城鎮排水管網出水口水位和內河水位進行銜接，并以管網出水口處和內河可承受的最高水位（臨界水位）為城鎮排水系統和排澇系統的邊界，以保證兩個系統的標準合理銜接，組建的城鎮排水（防澇）工程體系合理有效。

梁小光等基于Infoworks CS 模型，綜合考慮城鎮排水和水利排澇之間的關系，模擬評估了寧波市某區不同內河水位下不同設計暴雨重現期時系統的排水能力，結果表明，現狀雨水管網基本能夠抵御1年一遇降雨，但在3年一遇和5年一遇降雨情況下積水嚴重。當內河水位在1.36~1.90米時，對管網系統的排水能力影響不大；當其超過1.9米后，系統排水能力受到顯著影響，模擬地面積水點顯著增加，且與歷史積水點吻合度較高；研究區域管道重力排水的臨界內河水位約為1.90米。

2.3模型評估法

20世紀60年代，一些發達國家已開始對于城鎮排水模型、雨洪模型等方面進行研究。目前全世界使用較廣的水力模型軟件有SWMM 模型、Mike 系列、Inforworks系列等。

模型評估法是基于城鎮雨水管理的總體目標，利用產匯流模型和管網內河耦合模型對城鎮排水標準和排澇標準進行銜接，是一種較先進理念的方法。對于開發強度較大的城鎮區域，首先需對其現狀城鎮排水能力進行綜合評估，并根據評估結果，通過制定相應管理策略實現城鎮排水的安全，最終與目標進行銜接；待開發或開發強度較低的區域，首先需根據傳統推理公式法形成基本的排水防澇規劃方案，再采用數學模型法對方案進行評估和校核，再根據評估結果調整規劃方案或制定相應策略，最終實現銜接目標。

（1）城鎮排水標準與水利排澇標準在設計暴雨選樣方法、設計流量方法、設計暴雨歷時、設計重現期等方面存在差異，導致國內各城鎮采用的城鎮排水標準和水利排澇標準缺乏合理銜接。

（2）目前，國內關于城鎮排水標準和排澇標準的銜接研究主要集中于設計流量相當分析、水位銜接法和模型評估法。建議各城市在進行城市內澇防治規劃時，通過系統分析本地的區域范圍、水文狀況、降雨資料等資料來確定適合于本地區的排水和水利的重現期的轉換關系，從而為城鎮排水標準與水利排澇標準的統一提供依據。

本文選自《凈水技術》2016年第三期“經驗交流”欄目，作者：住房和城鄉建設部標準定額研究所/張惠鋒。原文可登錄此網址進行下載：http://www.cnki.net/KCMS/detail/31.1513.TQ.20160628.1055.046.html