谈雨水重现期和径流系数的选择

赵 荣 馨

(1.太原理工大学建筑与土木工程学院，山西 太原 030024; 2.太原市城市规划设计研究院，山西 太原 030002)

雨水径流系数和重现期的确定直接影响着一个城市抵御雨水安全的能力和其雨水设施造价的多少。所以如何选择雨水径流系数和重现期，在雨水工程中起着关键的作用。本文以太原市汾东商务区为例，对雨水规划设计中重现期和径流系数的选择对城市安全、生态及经济的影响进行分析。

太原市汾东商务区位于太原市南部，面积约25.5 km2，该区域是太原市的重点发展地区，该处的雨水工程设施的安全和一流直接关系着该地区的安全和日后的发展。

1 暴雨强度公式

暴雨强度公式采用太原市市政工程设计研究院1982年编制的太原地区暴雨强度公式:

对于同一个地区，暴雨强度公式中只有两个因素是可变化的，就是暴雨重现期和径流系数，这两个数值的选用，直接制约着城市的雨水安全以及雨水工程管线泵站等的规模造价等。

2 暴雨重现期

2.1 暴雨重现期的选择

太原市的常规做法为径流系数0.6，暴雨重现期是1年;其他城市重要地区的暴雨强度分别是:北京是3年～10年、上海5年、香港全区10年，重要干管为100年，由于汾东商务区位于太原市重点发展地区，笔者认为最少应该选择3年～5年。

2.2 暴雨重现期对造价的影响

同样的径流系数，重现期每增加一年，经计算雨水管径会增加一号，造价会相应增加约20%。由此看来，重现期的增加会使得造价增加，径流系数如表1所示:造价的增加，也是一些部门不愿意提高城市雨水重现期的原因。

表1 暴雨重现期对造价的影响

3 径流系数的选择与暴雨重现期的关系

另外一个增加城市安全性的方法，就是减少雨水径流系数。

作为城市的雨水管线及泵站设施，一定要保证城市的安全性，所以在计算雨水管线管径时，径流系数还是取0.6。笔者在做此工程时，做过一个计算，把径流系数取0.6，重现期为1年，计算出雨水流量，把雨水径流系数减少到0.5，反算重现期，则重现期可以达到1.7年;如果把径流系数控制在0.4，则重现期可以达到3.7年;参数选择为重现期3年，径流系数为0.6，把径流系数减少到0.5～0.4，则可以达到重现期为6年～20年的防御能力，如表2所示。

表2 径流系数与重现期的关系

由此可见，在源头上雨水径流系数减少，可以极大的改变城市雨水工程设施的防御能力。

4 径流系数控制

4.1 径流系数控制目标

该区域雨水径流控制目标:通过渗、蓄、滞、截等各种措施，将区域综合径流系数控制在0.50以下，并建议将该指标纳入城市管理和开发。

4.2 径流控制措施

4.2.1 绿地系统的形式

加强绿地系统建设，增强绿地调蓄功能，在城市绿化设置时，应考虑绿化对雨水蓄渗的作用，建设多种形式的绿地系统。

1)建设下凹式绿地，蓄渗雨水径流。2)提倡屋顶绿化，收集屋顶雨水。3)采用雨水浅层地下蓄渗技术，加强雨水蓄渗。

4.2.2 设渗透性路面，增强道路雨水渗透

推广采用透水性路面，以减少地区雨水径流。行车道、人行道、广场、停车场等人工地面，尽量采用多孔沥青或混凝土、植草砖、连锁砖铺面等透水性铺面。透水铺面是先在裸露土壤上铺设透水良好的砂石层，再以水泥砖、植草砖等透水性路面材料平铺干砌而成。透水化设计可以有效降低雨水径流量，并且具有改善都市水循环的生态作用。

4.2.3 建设雨水调蓄设施

太原市降水的年内分配极为不均匀，雨水多集中在夏季。因此在南部区域建设中，根据情况建设部分雨水调蓄设施，可以起到削减洪峰流量、贮存雨水、减少管网规模、补充水资源的作用。该区域结合规划新开河渠和缓洪池等，设置若干调蓄设施。

4.2.4 径流污染控制

该区域在建设中应考虑对雨水径流污染进行控制，除了城市对大气污染的控制之外，新区建设时可推广设置路面雨水截污装置。为了控制路面带来的树叶、垃圾、油类和悬浮固体等污染物，可在雨水口和雨水井设置截污挂篮和专用编织袋等，或设计专门的浮渣隔离、沉淀截污井，这些设施需要定期清理。还可结合道路设置的生态草沟来减少流入雨水内的污染。

5 雨水综合利用

5.1 雨水直接利用

太原市南部区域对于大型公用建筑、居住区、建筑群等屋面及地面雨水，收集和一定处理后，可用于景观水体、绿化、道路冲洗，如图1所示。

图1 屋面雨水利用模式图

5.2 雨水间接利用

雨水间接利用可以考虑截流径流将雨水下渗回灌地下，在减少径流雨水量的同时，可以补充涵养地下水资源，改善生态环境，防止地面沉降。城市建设过程中可以在建筑区域附近的绿化带、休闲广场周边绿化带等地设置“雨水花园”对雨水进行间接利用。可以将城市的不渗透表面，如屋顶、车道、人行道、停车场排出的雨水收集起来。通过“雨水花园”收集到的雨水用于灌溉植被、滋润土壤或者补充地下水。植物的根系和土壤中的微生物能吸收水中的污染物，还可以起到进一步净化雨水的作用，雨水在不断流淌的过程中也能充分地渗透到土壤中。

6 实施保障措施

该区域建设要想实现径流系数的控制，实现生态、一流、安全的雨水工程设施，必须从管理和法律上保障。

首先，区域开发应按照低影响开发理念进行雨水综合管理。其核心是基于源头控制理念，构建与自然相适应的排水系统，合理利用景观空间和采取相应措施对暴雨径流进行控制。

另外，就是用法律来约束。在小区的审批阶段就限制径流量。许多发达国家都用法律来实现雨水管理的做法。如德国的建设法规以法律条文的形式对雨水径流有相应规定;美国对新区建设强制实行要求新建或者改建开发区，必须内部采用雨水径流控制措施和雨水综合利用设施，从而减轻雨水径流对市政雨水的压力。以法律形式保证雨水的资源化利用。

笔者认为，在现阶段实施“径流零增长”不是太现实，但是建议在城市城建规划管理部门审批该区域新建项目时，强制要求其径流量，强制开发商建设雨水利用设施。从而减轻雨水径流对雨水管网和河道水系的排涝压力。

7 结语

综合上述因素，笔者认为该区域道路在做雨水工程设计时应按照重现期3年，径流系数0.6设计，但是在小区和区域管理中，要求大型小区和有条件的大型公建要建设雨水调蓄设施，控制径流系数在0.4～0.5，并且纳入城市规划管理内容中，让其强制执行。加强对城市雨水综合利用设施的建设，这样可以保证城市的设施安全并且大幅度提高其设施的防御能力。