蔡伯寧 石 煒

淺析小區(qū)排水與城區(qū)排澇的區(qū)別及聯(lián)系

蔡伯寧 石 煒

北京“7.21”暴雨致災(zāi)，使得城區(qū)排澇問(wèn)題越來(lái)越受到關(guān)注，而城區(qū)排澇涉及小區(qū)排水以及河道排澇兩部分，分別由城建部門和水利部門負(fù)責(zé)。由于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與學(xué)科側(cè)重點(diǎn)不同，二者的關(guān)系以及標(biāo)準(zhǔn)、參數(shù)確定等問(wèn)題爭(zhēng)議頗多，給實(shí)際工作帶來(lái)諸多不便，因此，有必要進(jìn)行分析和研究。

一、城鎮(zhèn)排澇與小區(qū)排水的關(guān)系

1.城鎮(zhèn)排澇與小區(qū)排水的定義與比較

建設(shè)部頒發(fā)的《城市排水工程規(guī)劃規(guī)范》（GB50318—2000）對(duì)城鎮(zhèn)排澇的定義為：城鎮(zhèn)排澇是解決城鎮(zhèn)范圍內(nèi)雨水過(guò)多或超標(biāo)準(zhǔn)暴雨以及外來(lái)徑流注入對(duì)城鎮(zhèn)的威脅，城市雨水工程無(wú)法解決而建造的規(guī)模較大的排水工程，一般屬農(nóng)田排水或城市防洪的范圍?！妒彝馀潘O(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006)對(duì)小區(qū)排水工程的定義為收集、輸送、處理和處置雨、污水的工程。

根據(jù)二者的定義，共同目標(biāo)均是要在一定的時(shí)間內(nèi)將城鎮(zhèn)范圍內(nèi)的積水排出，使雨水不致給人民生產(chǎn)生活造成不便，澇水不致造成大的災(zāi)害。一般情況下，影響排澇、排水工程規(guī)模的主要因素是雨水，因此，本文以下所指的排水主要為排雨水而不涉及污水。

小區(qū)排水是將城鎮(zhèn)地面雨水產(chǎn)流，利用地面返坡、落水井、雨水管網(wǎng)等排水設(shè)施排入支、干流溝渠或河道；城鎮(zhèn)排澇是將匯入雨水骨干管道、河道溝渠、湖泊水塘的超過(guò)正常蓄水位的水量排至域外。小區(qū)排水的建設(shè)內(nèi)容為城市小區(qū)的排水管網(wǎng)建設(shè)，計(jì)算內(nèi)容側(cè)重小匯流面積雨水管渠的流量計(jì)算；城鎮(zhèn)排澇的建設(shè)內(nèi)容為內(nèi)河、排水溝渠整治和排澇閘站的建設(shè)，計(jì)算內(nèi)容以水文計(jì)算為主，通過(guò)產(chǎn)、匯流計(jì)算推求設(shè)計(jì)流量。二者雖有區(qū)別，但從產(chǎn)流、匯流到設(shè)施等方面有密切的聯(lián)系。

2.城鎮(zhèn)排澇與排水標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算方法的確定

據(jù)以上論述，小區(qū)排水是解決小區(qū)域地面雨水的排放問(wèn)題，而城鎮(zhèn)排澇則是解決大區(qū)域溝河超出正常蓄水量的排出問(wèn)題。將小區(qū)排水、排澇劃分開，有利于分別采取合適的數(shù)學(xué)模型，確定工程措施及其規(guī)模。

小區(qū)排水關(guān)心的主要是小區(qū)域地面產(chǎn)匯流對(duì)地面附著物的影響，根據(jù)有關(guān)研究及規(guī)范，影響小區(qū)域地面產(chǎn)匯流的因素多為短歷時(shí)暴雨，從地面集水（一般為5～15min）、雨水在管渠內(nèi)流動(dòng)至排入承納體總時(shí)間一般在2h以內(nèi)。因此，小區(qū)排水的標(biāo)準(zhǔn)宜按短歷時(shí)降雨重現(xiàn)期確定，這也與現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的確定標(biāo)準(zhǔn)相一致。根據(jù)該規(guī)范，短歷時(shí)暴雨重現(xiàn)期按暴雨強(qiáng)度公式編制方法取樣計(jì)算，其計(jì)算公式及參數(shù)根據(jù)各城鎮(zhèn)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行率定選用，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一般選用0.5～3年，重要干道、重要地區(qū)或短期積水能引起較嚴(yán)重后果的地區(qū)一般選用2～5年，并應(yīng)與道路設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)。

城鎮(zhèn)排澇主要考慮城鎮(zhèn)各小面積雨水承納體及相應(yīng)排澇設(shè)施對(duì)雨水的調(diào)蓄及控制能力的大小。由于城鎮(zhèn)雨水承納體多為具有一定調(diào)蓄能力的河湖、溝塘及低洼地，考慮溝河調(diào)蓄作用，影響城鎮(zhèn)排澇的降雨多為較長(zhǎng)歷時(shí)的暴雨。根據(jù)有關(guān)水文計(jì)算規(guī)范，一般按最大24h暴雨產(chǎn)生的雨水量考慮調(diào)蓄作用，以確定排澇工程的標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)模。因此，城鎮(zhèn)排澇標(biāo)準(zhǔn)宜按較長(zhǎng)歷時(shí)降雨重現(xiàn)期確定。長(zhǎng)歷時(shí)降雨重現(xiàn)期的計(jì)算與短歷時(shí)有所不同，以最大24h暴雨重現(xiàn)期的計(jì)算為例，在降雨資料系列中，每年只取該年最大24h暴雨參與計(jì)算。根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50288-99），并參照《水利動(dòng)能設(shè)計(jì)手冊(cè)·治澇分冊(cè)》確定為：地市級(jí)及以上城市的排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇最大24h暴雨24h排出，縣級(jí)及以下城鎮(zhèn)的排澇標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇最大24h暴雨24h排出，特別重要地區(qū)和次要地區(qū)可提高或降低標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。經(jīng)多年實(shí)踐，基本滿足城鎮(zhèn)排澇需要。

3.城鎮(zhèn)排澇與小區(qū)排水標(biāo)準(zhǔn)的大致關(guān)系

城鎮(zhèn)排澇與小區(qū)排水標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)算方法上的不同，可能造成按兩種方法確定的排澇、排水設(shè)施不相適應(yīng)。因此，有必要探討城建和水利部門各自采用的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期銜接問(wèn)題，保證用城建部門雨水管渠設(shè)計(jì)的小區(qū)域雨洪流量能夠同按水利部門設(shè)計(jì)的大區(qū)域雨洪流量相匹配。

分析二者的關(guān)系，可以從短歷時(shí)暴雨資料按不同取樣方法（暴雨強(qiáng)度公式法為多個(gè)樣，水利部門分析采用單個(gè)樣）分析同一設(shè)計(jì)暴雨的重現(xiàn)期，確定二者對(duì)應(yīng)關(guān)系，也可根據(jù)不同方法（城建暴雨強(qiáng)度公式法、水利水文計(jì)算公式法）分析。以江蘇省淮安市城區(qū)河道排澇模數(shù)與市政管網(wǎng)排水模數(shù)對(duì)比，淮安市城鎮(zhèn)排澇與小區(qū)排水標(biāo)準(zhǔn)的大致關(guān)系為：當(dāng)城鎮(zhèn)管網(wǎng)排水設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期為1年

時(shí)，河道相應(yīng)的城區(qū)河道排水設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期為7～18年；當(dāng)管道設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期為2年時(shí)，河道相應(yīng)的排澇設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期為16～29年；當(dāng)管道設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期為3年時(shí)，河道相應(yīng)的排澇設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期為17～31年。

由于城鎮(zhèn)排澇與小區(qū)排水在范圍及計(jì)算方法上的不同，其相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)之間只是有一個(gè)大致對(duì)應(yīng)關(guān)系，而非絕對(duì)嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

二、城鎮(zhèn)排澇與小區(qū)排水關(guān)系應(yīng)用

1.城鎮(zhèn)排澇設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法

城鎮(zhèn)按地形特征分為無(wú)調(diào)蓄區(qū)、有調(diào)蓄區(qū)兩種排澇系統(tǒng)類型，根據(jù)各自特點(diǎn)確定排澇系統(tǒng)內(nèi)的排澇設(shè)施及相應(yīng)規(guī)模。

（1）無(wú)調(diào)蓄區(qū)設(shè)計(jì)排澇流量計(jì)算

無(wú)調(diào)蓄區(qū)指在排澇區(qū)內(nèi)基本無(wú)河湖、溝塘等調(diào)蓄水面，如人口密集的老城區(qū)等多屬此種類型。其排澇方式主要為管道匯流直排至排澇站，再由排澇站排往承泄區(qū)，由于基本無(wú)調(diào)蓄，暴雨需在短時(shí)間內(nèi)搶排，使路面積水迅速排除，這種情況的排澇與排水流量差異不大。

（2）有調(diào)蓄區(qū)設(shè)計(jì)排澇流量計(jì)算

有調(diào)蓄水面的城鎮(zhèn)排澇流量的推求與管道匯流直排的城鎮(zhèn)排澇流量以及農(nóng)村圩區(qū)工程排澇流量的計(jì)算有所不同。

根據(jù)上述分析，管道匯流直排（無(wú)調(diào)蓄區(qū)）排澇流量按暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算，即按短歷時(shí)暴雨可控制排澇設(shè)施規(guī)模，而有調(diào)蓄區(qū)因河湖、溝塘的調(diào)蓄作用，決定排澇設(shè)施規(guī)模大小的降雨多為長(zhǎng)歷時(shí)暴雨，此時(shí)，暴雨強(qiáng)度公式不再適用于計(jì)算有調(diào)蓄區(qū)設(shè)計(jì)排澇流量。從暴雨強(qiáng)度公式的編制來(lái)看，主要根據(jù)5、10、15、20、30、45、60、90、110min共九個(gè)歷時(shí)的設(shè)計(jì)降雨進(jìn)行分析確定各計(jì)算參數(shù)，因此，暴雨強(qiáng)度公式的適用范圍宜確定在控制性降雨不超過(guò)2h的情況，主要應(yīng)用于確定雨水管網(wǎng)規(guī)模，使降下來(lái)的暴雨在短時(shí)間內(nèi)搶排，以保證路面或低洼區(qū)積水迅速排除。

對(duì)于有調(diào)蓄區(qū)的排澇流量計(jì)算方法，可沿用類似農(nóng)田排澇計(jì)算方法，采用的控制性降雨歷時(shí)為24h，其排澇標(biāo)準(zhǔn)按前文的原則合理選用。排澇流量采用排澇模數(shù)法計(jì)算，徑流系數(shù)宜根據(jù)地面不同附著物的特性合理選用。

2.建立和諧的小區(qū)排水、城區(qū)排澇體系的基本條件

有調(diào)蓄區(qū)的排澇體系不僅可減少澇災(zāi)發(fā)生的次數(shù)，降低排澇費(fèi)用，而且有利于所在城區(qū)水環(huán)境的改善與美化。因此，建議在老城改造、新城建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)有意地為建立和諧的小區(qū)排水、排澇體系創(chuàng)造基本條件：（1）保留原有溝塘、洼地等調(diào)蓄水面，有條件的地區(qū)盡量適當(dāng)增大調(diào)蓄體的調(diào)蓄作用。（2）城鎮(zhèn)雨水管渠匯入城鎮(zhèn)排澇溝渠的端口宜分散布置，盡量利用排澇渠系對(duì)城鎮(zhèn)雨水的消納，減少排澇設(shè)施規(guī)模

三、結(jié)語(yǔ)及建議

（1）將小區(qū)排水、城區(qū)排澇理解為城鎮(zhèn)雨（澇）水外排的兩個(gè)過(guò)程，即小區(qū)排水是排除地面雨水的過(guò)程，城鎮(zhèn)排澇是排除雨水骨干管道、河道溝渠、湖泊水塘等水體超出正常蓄水量的過(guò)程，這有利于分別計(jì)算確定小區(qū)排水、排澇工程的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)模。

（2）城鎮(zhèn)排澇標(biāo)準(zhǔn)是針對(duì)長(zhǎng)歷時(shí)暴雨重現(xiàn)期而言的，而小區(qū)排水標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于按雨水管渠短歷時(shí)暴雨重現(xiàn)期確定，二者在應(yīng)用范圍上不同，但具有大致的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

（3）小區(qū)排水雨水管渠流量計(jì)算采用短歷時(shí)暴雨強(qiáng)度公式法，城鎮(zhèn)排澇流量計(jì)算采用長(zhǎng)歷時(shí)（24h）暴雨排澇模數(shù)排除法，方法合適，銜接很好■

（作者單位：江蘇省淮安市清浦區(qū)水利局 223003 江蘇省淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司 223005）