城市化地区市政排水与区域排涝关系研究

刘云波

摘要：随着经济的发展，城市化建设不断扩大，使得城市规模不断向边缘地带进行扩展，其边缘地带的河渠、沟道湿地等都被掩埋进行运用，使其成为城市的一部分，而原属于农田排涝区域也被城市所容纳，进而进入了城市排水体系之中。由于市政排水与区域排涝调蓄能力具有不同性，因此针对暴雨天气其具有的选样方法和设计也具有着一定的差异性，使城市地区市政排水与区域排涝设计标准之间无法进行有效连接。由于两种排水系统遵循的规范不同，是其计算方法也不同，本文针对市政排水和区域排涝进行研究，从二者之中的比较入手，对暴雨选样重现期衔接关系进行简要分析，并对其设计流量进行阐述，旨在为日后相关人员对其进行研究时提供参考性建议。

关键词：城市化建设;市政工程;地区市政排水;区域排涝

引言

城市地区排涝系统是由农田排涝基础上进行发展和演变而来其主要承担暴雨涝水以及市政雨水的汇集和排除，在其范畴归属上一般属农田排涝范畴。市政雨水管理网主要对城市小区街道等小区域的雨水排除进行承担，属于市政排水范畴。虽然二者都是对暴雨或雨水进行排除，但是却是两种行业规范具有一定的差异性，在暴雨选样方式和设计流量方法中，都具有其自身特点。在城市扩展过程中，二者排水方式需要进行衔接，但是在实際过程中，二者之中的差异性使其会在衔接中出现一定的问题，无法进行有效连接。因此相关人员需要对暴雨选样重现期的衔接关系进行研究和分析，是二者中间存在的异同性和适用性进行研究和剖析，进而促进二者进行有效衔接，为城市排涝提供便捷性。

一、市政排水与区域排涝的比较

市政排水主要是对小区地面积水和洪涝问题进行解决，其雨水排水系统是将雨水经排水管道进行收集和泵站提升，进而排入河道内具有强效设计特点，能够根据暴雨的强度进行雨水设计流量的计算，使各级管道泵站规模进行有效确定与传统市政雨水排水系统相同，采用强排形式[1]。区域排涝是对大区域河网排水问题进行解决，排涝过程中暴雨产生的径流能够通过核网进行排除汇入河道内，现在河道内进行调蓄，然后通过水闸或泵站排入外围河道中如果水位不高也可以蓄水排水一同进行。该排水方式是进行水量平衡的过程，属于蓄排统筹方式，能够采用明渠非恒定河流对降雨标准、边界条件、控制条件进行有效计算，使得河网水位和流量变化在此种计算下被预测，并能够作为河道、控制水闸以及排涝泵站的规模并将河道规模确定的基础。

二、不同暴雨选样的重现期衔接关系

（一）暴雨选样

暴雨区和市政排水工程规模大小，都需要通过暴雨重现期水平进行有效衡量，由于排水任务的侧重点具有一定差异性，两种排水系统会采用不同的选样方式进行暴雨选样，而此种方式的差异性会使暴雨重现期衔接产生一定的问题[2]。暴雨资料的选择方法主要有两种年，年最大值法和非年最大值法，其中非年最大年值法选样方法还包括年超定量法、超大值法、年多各样法等主要方法[3]。城市区域排涝通常是在原有农田排水系统上进行大区域洪涝排除，其需要对河沟田地等进行调蓄考虑。其暴雨通常控制时段，以24小时和72小时为主，城市化区域设计暴雨，在防洪排涝设计中相关部门会运用24小时最大暴雨为水利相关部门进行防洪排涝设计控制标准，需要对年发生一次超标准报与概率进行有效考量，并采用非年最大值选样。年最大值选项具有简单独立性强的特点，在水文统计中得到广泛应用，但该法还具有一定的缺点，例如，会存在遗漏数值的现象，一般情况下会将数值较大、年内排位第二或是第三的暴雨数值遗漏掉，导致小重现期部分的暴雨强度产生弱化现象。由于水利排涝中会采用重现其较大、10年以上的年最大值，所以其对水利排涝要求能够有效满足[4]。市政排水系统主要对城市小区域暴雨积水进行考虑，从而选取最优的排水方法，使其具有径流形成速度快、汇流速度短特点，因此在一般情况下市政排水暴雨控制时间会采用5-120分钟为控制时段，市政部门在进行城市管网排水系统规划设计过程中，需要对年内最大暴雨进行综合考量，并且还要对年内出现多次超标暴雨进行有效考虑，在通常情况下，会选用非年最大值法进行选样。

（二）重现期衔接关系

由于暴雨选样方式具有一定的差异，因此其对于同量级暴雨进行重现期也具有一定的差异性，在资料年份足够长的情况下，年超最大值法选样和年多个样法的前几个选项具有的分布特性相同，其可以进行相互衔接和转换，并通过几率原理和概率相同方式的转换，能够使二者之间进行相互衔接。

三、设计流量

（一）产流计算

在相关规定中设计排水流量一般会按照公式：

在此公式中，Q等于雨水设计流量，L/s，q等于设计暴雨强度，L/s，ψ等于径流系数，F等于汇水面积，hm。

根据公式所表达，在城市排水设计中水产流量需要根据综合径流系数进行计算，市区综合径流系数一般为0.5-0.8，在建设发展速度比较快的城市区域中，综合流经系数可以根据城市发展的实际情况和规划分析的状况进行有效选定，以此反应发展水平年城市区的产流情况[5]。在一般情况中，水利部门将余产流量计算，通常会运用降雨径流相关法，初损后损法等方法进行有效计算，而无论是哪一种计算方法，都需要将暴雨洪水历史资料分析作为其基础，并根据其对所在流域降雨损失量进行有效分析，进而对所在流域降水产流量规律进行有效反应。

对于调蓄能力较弱区域，一般会采用以下推理公式进行计算：

Qm=0.278h/tF

t=0.278L/mj1/3Qm1/4

在此公式中Qm为洪峰流量，m3/s，h为在全面汇流时代表相应于t时段的最大净雨，部分汇流时会代表单一洪峰净雨，mm，F为流域面积，km，t为流域汇流历时，h，m为汇流参数，L为岩组合从出口断面至分水岭的最长距离，km，j为沿流程L的平均比降。

（二）汇流计算

城市建设部门对排水量计算公式进行设计，需要根据全面汇流情况进行公式推理，其汇流时间需要根据雨水管网长度，断面尺寸比较等特征参数，按照水力学的规律和方式进行直接计算[6]。但是其中也存在着一定的缺陷，例如没有对水体内部流速分布的均匀性进行有效考虑，使其对洪水波造成一定影响，并且对此种影响和洪水波具有的扭曲作用，也没有进行相应的考量，因此其只能适用于集水面积小，汇流时间短，调蓄作用不明显的流域中。

结束语

总而言之，随着城市化进程逐渐加快，城市需要不断的扩展，因此原有的河道沟渠等都纳入城市排水系统中，从设计标准到流量计算等几个角度都具有相应的异同点和适用性。城市暴雨采用年最大值选样，对多个样法资料不予取得的问题进行有效解决，并且对其统计工作进行提升，使其中缺点得到弥补和优化。

参考文献

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[3]刘默蕾，陈婕，刘俊.平原河网圩区城市化对排涝的影响及排涝措施研究[J].水电能源科学，2020，v.38;No.236（04）：74-77.

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