浅析参数设置对暴雨强度及工程设计的影响

张晓燕

宁夏银川市规划建筑设计研究院有限公司

受资金、时代发展特点等影响，雨水系统作为地下设施在建设初期往往没有引起重视，虽然经历了无序排放到管网配套的迅速发展过程，但是从规模以及环保的角度近年才被重视，所在的区域地处西北，是典型的大陆型气候，为中温带干旱和半干旱区，全区年均降水183.3-676mm，南向北递减，银川平原约200mm，北部引黄灌区不足200mm，全区多年平均降水量约288mm，蒸发量大，在雨水工程发展方面滞后于南方，但是因干旱地区的特殊性对雨水工程设计面临新的考验，本文主要结合地区的排水设计经验，浅析参数设置对暴雨强度及设计的影响。

一、地区雨水量情况概述

目前设计使用的雨水量计算公式已超30年，为区内专家在城市发展初期根据有限的资料结合气象部门推算，以北地区普遍采用该公式，固原地区没有独立的公式(参考甘肃平凉)，通过参与编制银川排水专项规划和所在单位的工程经验积累，该公式是基本适用和满足城市建设的，但是经历了2006年和2016年的银川暴雨，随着气候的逐渐变暖，怎么样去考虑新的设计参数，根据气象资料的不断完善，怎样去修正和合理适用的应运于实际工程当中，是对同行业的一个新考验。

二、灾害简要分析

逢雨季，在“城市看海”的调侃背后，雨水工程的设计面临质疑，是配套不完善？是极端气候？是雨量计算误差？是设计指标过低？作为从事这个行业的同行们来说，面临更多的是压力以及怎么去解决这种现象的焦灼。一次暴雨造成的直接经济损失也是城市建设者的心痛。简单说暴雨造成的就是洪水淹没灾害和次生灾害，局部地区泥石流灾害，在一次气象部门会议中，专家指出25mm的降雨量对于山区即可造成泥石流灾害，甚者淹没一个小镇，可见暴雨灾害不分大小，不仅是指南方降雨频繁地区，对于干旱地区也是一个值得研究的课题。

三、常用参数考虑

目前设计常用银川地区的暴雨强度公式如下：

其中：参数选用

(1)设计重现期：用于进行雨水管渠设计的暴雨重现期，P=2年(现阶段起步参数)

(2)地面集水时间：t1=10min(常用，根据系统适当调整)

(3)地面径流系数：ψ=0.4-0.5(城区根据地块核算，普遍采用0.4-0.5)

根据城市室外排水设计规范(2016版)，大幅修订和增加了雨水设计内容，主要的变化为，原折减系数改为1，银川被列入大城市范围，重现期以2年起步，增加雨水综合利用和调蓄规范性要求，提出当汇水面积超过2平方公里时，雨水设计流量宜采用数学模型最终确定。对模型和气象资料以及应用方法和原则予以明确，以宁夏为例，自2003年已经有气象站点的电子数据资料，建设部门正经积极推进雨水量核算这项工作。

四、参数演变对于设计的影响

银川地区现状普遍为合流制系统，新建系统逐步开展了分流但业界对此有争议，这是干旱地区的一个矛盾点所在，经常是短暂的几天集中了全年的降雨量，雨水工程设计怎么去平衡这个矛盾，通常反应在参数的选取和计算的雨水规模。现状城市系统的参数是基于重现期0.5年、1年，其中折减系数为2，城区内最大的排水管道管径规格在D2000左右。雨水管道配套雨水泵站，雨水泵站的规模在设计之初取值为1，也是综合考虑了暴雨的应急措施，个人认为前辈在做此类设计时也历经了长时间的摸索和统筹考虑，最大程度的为城市暴雨灾害保驾护航。随着极端气象条件的发生以及发生间隔的缩短，现在面临同样的问题，管径过大则建设成本增加，同时城市管网也不能作为预防的唯一措施，上游源头有无控制，城市泄洪通道在哪里，多部门能否同步共同去考虑城市大系统的建设，都是设计人员工程实际中需要考虑的因素。简单的从参数上考虑，同公式，参数的提升已然使得城市管网规格增加了大概2-5级(以50mm为一级)。

五、雨水管网与雨水设施

一味放大雨水管径能并不能解决城市内涝，怎样经济合理设计雨水系统是设计人员新的考验，增加雨水上游区域综合利用，海绵系统的应运，多重消减，与雨水系统配套的雨水泵站快速有效的将收集的雨水迅速的导流进入泄洪通道，然而雨水系统作为城市基础设施的一个小子项，通常并不是优先的，雨水下游出路被建设用地隔断，新的通道没有建立使得雨水系统顺畅不起来，怎么协调，怎么优化，需要时间和各部门的通力合作。设计人员应尽最大努力完善和优化设计成果。

六、雨水污染控制

目前大部分地区的雨水进水系是通过简易格栅和小规模沉淀简单处理后直排，规范引入和强调了雨水调蓄池，雨水污染主要指初期雨水灾害和突发污染源，规范建议初期雨水径流污染控制为4mm-8mm，查阅资料显示屋面、路面分别控制2mm以及6mm-8mm的径流量可以控制约60-80%的污染量，国外采用约12mm的降雨量认为包含90%以上的污染物。如何有效调蓄，在设计初期需收集大量的资料，雨水的出路，水系环境的设置，都是雨水管网系统设计中重新需要考虑的问题，不影响环境又合理经济有效，建议小范围试点开展工作。

七、设计工程实例

对调整后的参数试算，试算汇流时间90min以内，认为参数调整后对管径D1500以上雨水管径的选取影响较小，汇水面积平方公里增长量约10%-20%，汇流长度以3公里为界，超过3公里影响较小，雨水配套设施规模增加50%-60%。

结束语：

目前银川市新的公式建设部门正在积极推进，利用新的气象资料和现代先进的电子信息处理方法，结合实际工程经验应运新的参数期待设计人员去学习和验证，希望能跟进时代发展的要求不断更新知识储备，使设计成果科学合理。

[1]城市节水新技术与节水政策法规及标准规范实务全书，北方工业出版社

[2]施萍.平原河网城市—靖江海绵城市规划方法探索.中国给水排水2017第8期

[3]《室外排水设计规范》GB50014-2006(2016版)

[4]给排水设计手册 第5册