廊坊市城区集雨量计算方法探讨

程纪峰，刘同僧

(1.河北省保定水文水资源勘测局，河北 保定 071000;2.河北省廊坊水文水资源勘测，河北 廊坊 065000)

廊坊市位于华北平原东北部，京津两大城市之间，市区人口68万，建设面积55.98 km2，其中城区居住用地19.22 km2、公共设施用地 3.05 km2、工业用地 6.03 km2、仓储用地2.87 km2、对外交通用地 2.30 km2、道路广场用地 6.61 km2、市政公用设施用地 2.35 km2、绿地 11.20 km2、特殊用地2.35 km2。建成区绿地率为42%，不透水面积为58%左右。

1 集雨水量计算

通过收集2005－2009年5年城区降水、排水等资料，点绘降水量与排水量的关系图，考虑到暴雨强度不同，产汇流受到一定的影响，根据点群分布特点将降雨平均强度大于等于8 mm/h和小于8 mm/h的分成两部分进行统计，找出相应关系，确定产流系数。

本次分析计算共采用了廊坊市2005～2009年5年内场次降水较大的29次降水进行分析。其中小时降雨强度大于8 mm的11场，小于8 mm的18场。

通过点汇降雨量—排水量关系曲线分别得到2条关系线，分别为:

(降雨强度小于8 mm/h)见图1

(降雨强度大于等于8mm/h)见图2

式中:R为排水量(m);P为降水量(mm)。

降雨强度小于8 mm/h时产流系数为0.12，降雨强度大于等于8 mm/h时产流系数为0.16。

当降水量大于等于80 mm时，降雨强度的影响基本消失，其产流模型属于蓄满产流过程，采用公式(1)对排水量进行计算。

通过降雨产流模型可推求出城区汛期自产径流量，根据城区降水与排水关系线可推求出廊坊城区的排水量。

利用廊坊市2005～2009年汛期降水量与排水量点汇曲线，利用该关系线进行计算，计算出廊坊市区多年平均汛期排水量约为343万m3。见图3。

图1 降水强度＜8 mm/h时的降雨—排水关系曲线(图内数值为降雨强度)

图2 降水强度≥8 mm/h时的降雨—排水关系曲线(图内数值为降雨强度)

图3 廊坊市2005～2009年汛期降水量与排水量关系图

本次集雨量计算采用《北京市实验小区雨洪关系的分析研究》成果，根据廊坊市城区的实际情况，用水文比拟法借用北京市的P－R综合经验公式，计算城区径流量。

计算公式为:

式中:R为时段径流深(mm);I为不透水面积比例(%);P为时段降水量(mm)。

通过公式可以计算出城区不同历时的自产径流量。

2 集雨水量分析方法的验证

为了验证公式，推求汛期降水量可产生排水量的准确性，本次分析用2009年汛期降水量进行了验证，2009年汛期降水比较集中，降雨量集中在几场较大的降水上，有利于通过公式进行分析计算。2009年廊坊市区汛期降水量446.2 mm，推求排水量为398万m3，通过调查资料显示，同期廊坊市区实际排水量为406万m3，相对误差约为2%左右，所以该公式推求的汛期排水量还是相对准确的。

3 结语

随着城市化的发展，树木、农作物、草地等面积逐步减小，工业区、商业区和居民区的面积不断增加。城市化过程也使相当部分的流域(例如小的河道、湖泊和湿地)为不透水地表所替代，减少了蓄水空间。由于不透水地表的入渗量几乎为零，使径流总量增大，雨水汇流速度大大提高，从而使洪峰出现时间提前，排水量加大。由于汇流条件的变化，利用过去的计算方法计算城市排水量可能会产生较大误差。为了提高城市排水量的计算精度，通过分析，提出了城市排水量的计算方法，经分析验证，该计算方法推算的排水量精度较高，该计算方法，可作为城市排水设计及城市防洪计算工具。