3、2,雨,水,量3,2,1。規(guī)定雨水設(shè)計(jì)流量的計(jì)算方法,我國(guó)目前采用恒定均勻流推理公式 即用式、3,2.1、計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量.恒定均勻流推理公式基于以下假設(shè) 降雨在整個(gè)匯水面積上的分布是均勻的.降雨強(qiáng)度在選定的降雨時(shí)段內(nèi)均勻不變.匯水面積隨集流時(shí)間增長(zhǎng)的速度為常數(shù),因此推理公式適用于較小規(guī)模排水系統(tǒng)的計(jì)算、當(dāng)應(yīng)用于較大規(guī)模排水系統(tǒng)的計(jì)算時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大誤差 隨著技術(shù)的進(jìn)步。管渠直徑的放大,水泵能力的提高.排水系統(tǒng)匯水流域面積逐步擴(kuò)大應(yīng)該修正推理公式的精確度.發(fā)達(dá)國(guó)家已采用數(shù)學(xué)模型模擬降雨過程 把排水管渠作為一個(gè)系統(tǒng)考慮、并用數(shù)學(xué)模型對(duì)管網(wǎng)進(jìn)行管理、美國(guó)一些城市規(guī)定的推理公式適用范圍分別為.奧斯汀4km2。芝加哥0。8km2,紐約1、6km2,丹佛6,4km2且匯流時(shí)間小于10min。歐盟的排水設(shè)計(jì)規(guī)范要求當(dāng)排水系統(tǒng)面積大于2km2或匯流時(shí)間大于15min時(shí),應(yīng)采用非恒定流模擬進(jìn)行城市雨水管網(wǎng)水力計(jì)算 在總結(jié)國(guó)內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上 本次修訂提出當(dāng)匯水面積超過2km2時(shí) 雨水設(shè)計(jì)流量宜采用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行確定,排水工程設(shè)計(jì)常用的數(shù)學(xué)模型一般由降雨模型。產(chǎn)流模型,匯流模型、管網(wǎng)水動(dòng)力模型等一系列模型組成,涵蓋了排水系統(tǒng)的多個(gè)環(huán)節(jié),數(shù)學(xué)模型可以考慮同一降雨事件中降雨強(qiáng)度在不同時(shí)間和空間的分布情況、因而可以更加準(zhǔn)確地反映地表徑流的產(chǎn)生過程和徑流流量、也便于與后續(xù)的管網(wǎng)水動(dòng)力學(xué)模型銜接 數(shù)學(xué)模型中用到的設(shè)計(jì)暴雨資料包括設(shè)計(jì)暴雨量和設(shè)計(jì)暴雨過程、即雨型,設(shè)計(jì)暴雨量可按城市暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算,設(shè)計(jì)暴雨過程可按以下三種方法確定。1 設(shè)計(jì)暴雨統(tǒng)計(jì)模型,結(jié)合編制城市暴雨強(qiáng)度公式的采樣過程,收集降雨過程資料和雨峰位置。根據(jù)常用重現(xiàn)期部分的降雨資料 采用統(tǒng)計(jì)分析方法確定設(shè)計(jì)降雨過程.2。芝加哥降雨模型、根據(jù)自記雨量資料統(tǒng)計(jì)分析城市暴雨強(qiáng)度公式。同時(shí)采集雨峰位置系數(shù)、雨峰位置系數(shù)取值為降雨雨峰位置除以降雨總歷時(shí)、3.當(dāng)?shù)厮块T推薦的降雨模型.采用當(dāng)?shù)厮块T推薦的設(shè)計(jì)降雨雨型資料、必要時(shí)需做適當(dāng)修正.并擯棄超過24h的長(zhǎng)歷時(shí)降雨、排水工程設(shè)計(jì)常用的產(chǎn),匯流計(jì)算方法包括扣損法.徑流系數(shù)法和單位線法、Unit.Hydrograph。等,扣損法是參考徑流形成的物理過程、扣除集水區(qū)蒸發(fā)。植被截留、低洼地面積蓄和土壤下滲等損失之后所形成徑流過程的計(jì)算方法.降雨強(qiáng)度和下滲在地面徑流的產(chǎn)生過程中具有決定性的作用。而低洼地面積蓄量和蒸發(fā)量一般較小,因此在城市暴雨計(jì)算中常常被忽略,Horton模型或Green、Ampt模型常被用來描述土壤下滲能力隨時(shí)間變化的過程、當(dāng)缺乏詳細(xì)的土壤下滲系數(shù)等資料。或模擬城鎮(zhèn)建筑較密集的地區(qū)時(shí) 可以將匯水面積劃分成多個(gè)片區(qū) 采用徑流系數(shù)法、即式 3.2 1,計(jì)算每個(gè)片區(qū)產(chǎn)生的徑流。然后運(yùn)用數(shù)學(xué)模型模擬地面漫流和雨水在管道的流動(dòng)、以每個(gè)管段的最大峰值流量作為設(shè)計(jì)雨水量,單位線是指單位時(shí)段內(nèi)均勻分布的單位凈雨量在流域出口斷面形成的地面徑流過程線,利用單位線推求匯流過程線的方法稱為單位線法,單位線可根據(jù)出流斷面的實(shí)測(cè)流量通過倍比。疊加等數(shù)學(xué)方法生成。也可以通過解析公式如線性水庫(kù)模型來獲得,目前.單位線法在我國(guó)排水工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用較少。采用數(shù)學(xué)模型進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí) 除應(yīng)按本規(guī)范執(zhí)行外.還應(yīng)滿足當(dāng)?shù)氐牡胤皆O(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)對(duì)模型的適用條件和假定參數(shù)做詳細(xì)分析和評(píng)估。當(dāng)建立管道系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型時(shí) 應(yīng)對(duì)系統(tǒng)的平面布置 管徑和標(biāo)高等參數(shù)進(jìn)行核實(shí).并運(yùn)用實(shí)測(cè)資料對(duì)模型進(jìn)行校正,3,2.2,規(guī)定綜合徑流系數(shù)的確定原則,小區(qū)的開發(fā)。應(yīng)體現(xiàn)低影響開發(fā)的理念、不應(yīng)由市政設(shè)施的不斷擴(kuò)建與之適應(yīng),而應(yīng)在小區(qū)內(nèi)進(jìn)行源頭控制 本條規(guī)定了應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)劃控制的綜合徑流系數(shù).還提出了綜合徑流系數(shù)高于0、7的地區(qū)應(yīng)采用滲透、調(diào)蓄等措施 本次修訂增加了應(yīng)核實(shí)地面種類的組成和比例的規(guī)定、可以采用的方法包括遙感監(jiān)測(cè),實(shí)地勘測(cè)等.表3,2.2 1列出按地面種類分列的徑流系數(shù)Ψ值,表3。2。2,2列出按區(qū)域情況分列的綜合徑流系數(shù)Ψ值.國(guó)內(nèi)一些地區(qū)采用的綜合徑流系數(shù)見表1,日本下水道設(shè)計(jì)指南.推薦的綜合徑流系數(shù)見表2、表1,國(guó)內(nèi)一些地區(qū)采用的綜合徑流系數(shù)表2。日本下水道設(shè)計(jì)指南、推薦的綜合徑流系數(shù)3 2 2A 關(guān)于以徑流量作為地區(qū)改建控制指標(biāo)的規(guī)定。本條為強(qiáng)制性條文,本次修訂提出以徑流量作為地區(qū)開發(fā)改建控制指標(biāo)的規(guī)定,地區(qū)開發(fā)應(yīng)充分體現(xiàn)低影響開發(fā)理念,除應(yīng)執(zhí)行規(guī)劃控制的綜合徑流系數(shù)指標(biāo)外,還應(yīng)執(zhí)行徑流量控制指標(biāo) 規(guī)定整體改建地區(qū)應(yīng)采取措施確保改建后的徑流量不超過原有徑流量,可采取的綜合措施包括建設(shè)下凹式綠地,設(shè)置植草溝、滲透池等.人行道、停車場(chǎng),廣場(chǎng)和小區(qū)道路等可采用滲透性路面、促進(jìn)雨水下滲.既達(dá)到雨水資源綜合利用的目的,又不增加徑流量 3,2,3、關(guān)于設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度的計(jì)算公式的規(guī)定 目前我國(guó)各地已積累了完整的自動(dòng)雨量記錄資料、可采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)法計(jì)算確定暴雨強(qiáng)度公式。本條所列的計(jì)算公式為我國(guó)目前普遍采用的計(jì)算公式。水文統(tǒng)計(jì)學(xué)的取樣方法有年最大值法和非年最大值法兩類,國(guó)際上的發(fā)展趨勢(shì)是采用年最大值法 日本在具有20年以上雨量記錄的地區(qū)采用年最大值法。在不足20年雨量記錄的地區(qū)采用非年最大值法、年多個(gè)樣法是非年最大值法中的一種,由于以前國(guó)內(nèi)自記雨量資料不多、因此多采用年多個(gè)樣法,現(xiàn)在我國(guó)許多地區(qū)已具有40年以上的自記雨量資料。具備采用年最大值法的條件.所以、規(guī)定具有20年以上自動(dòng)雨量記錄的地區(qū)、應(yīng)采用年最大值法、3。2、4,規(guī)定雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的選用范圍 雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期.應(yīng)根據(jù)匯水地區(qū)性質(zhì),城鎮(zhèn)類型、地形特點(diǎn)和氣候特征等因素,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定.原。室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范,GB,50014 2006,2011年版。中雖然將一般地區(qū)的雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期調(diào)整為1年。3年.但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比較。我國(guó)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)仍偏低 表3為我國(guó)當(dāng)前雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的對(duì)比情況。美國(guó) 日本等國(guó)在城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治設(shè)施上投入較大。城鎮(zhèn)雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期一般采用5年。10年,美國(guó)各州還將排水干管系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期規(guī)定為100年、排水系統(tǒng)的其他設(shè)施分別具有不同的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。日本也將設(shè)計(jì)重現(xiàn)期不斷提高,日本下水道設(shè)計(jì)指南、2009年版.中規(guī)定,排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期在10年內(nèi)應(yīng)提高到10年。15年、所以本次修訂提出按照地區(qū)性質(zhì)和城鎮(zhèn)類型 并結(jié)合地形特點(diǎn)和氣候特征等因素 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后。適當(dāng)提高我國(guó)雨水管渠的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期,并與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)基本一致 表3,我國(guó)當(dāng)前雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期與發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的對(duì)比,本次修訂中表3.2,4的城鎮(zhèn)類型根據(jù)2014年11月20日國(guó)務(wù)院下發(fā)的、國(guó)務(wù)院關(guān)于調(diào)整城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)的通知.國(guó)發(fā)、2014、51號(hào) 進(jìn)行調(diào)整、增加超大城市,城鎮(zhèn)類型按城區(qū)常住人口劃分為.超大城市和特大城市 大城市.和。中等城市和小城市、城區(qū)類型則分為.中心城區(qū)、非中心城區(qū) 中心城區(qū)的重要地區(qū),和.中心城區(qū)的地下通道和下沉式廣場(chǎng)。其中,中心城區(qū)重要地區(qū)主要指行政中心,交通樞紐 學(xué)校 醫(yī)院和商業(yè)聚集區(qū)等。根據(jù)我國(guó)目前城市發(fā)展現(xiàn)狀,并參照國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),將.中心城區(qū)地下通道和下沉式廣場(chǎng)等,單獨(dú)列出,以德國(guó),美國(guó)為例。德國(guó)給水廢水和廢棄物協(xié)會(huì).ATV,DVWK,推薦的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),ATV。A118、中規(guī)定,地下鐵道、地下通道的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為5年 20年,我國(guó)上海市虹橋商務(wù)區(qū)的規(guī)劃中,將下沉式廣場(chǎng)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期規(guī)定為50年。由于中心城區(qū)地下通道和下沉式廣場(chǎng)的匯水面積可以控制、且一般不能與城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治系統(tǒng)相結(jié)合、因此采用的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期應(yīng)與內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期相協(xié)調(diào) 3 2。4A。關(guān)于防止洪水對(duì)城鎮(zhèn)影響的規(guī)定。由于全球氣候變化.特大暴雨發(fā)生頻率越來越高。引發(fā)洪水災(zāi)害頻繁 為保障城鎮(zhèn)居民生活和工廠企業(yè)運(yùn)行正常、在城鎮(zhèn)防洪體系中應(yīng)采取措施防止洪水對(duì)城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的影響而造成內(nèi)澇。措施有設(shè)置泄洪通道,城鎮(zhèn)設(shè)置圩垸等 3。2、4B。規(guī)定內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的選用范圍,城鎮(zhèn)內(nèi)澇防治的主要目的是將降雨期間的地面積水控制在可接受的范圍、鑒于我國(guó)還沒有專門針對(duì)內(nèi)澇防治的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) 本規(guī)范表3,2.4B列出了內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期和積水深度標(biāo)準(zhǔn),用以規(guī)范和指導(dǎo)內(nèi)澇防治設(shè)施的設(shè)計(jì)。本次修訂根據(jù)2014年11月20日國(guó)務(wù)院下發(fā)的,國(guó)務(wù)院關(guān)于調(diào)整城市規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)的通知.國(guó)發(fā).2014。51號(hào),調(diào)整了表3 2。4B的城鎮(zhèn)類型劃分 增加了超大城市。根據(jù)內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期校核地面積水排除能力時(shí)、應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧v史數(shù)據(jù)合理確定用于校核的降雨歷時(shí)及該時(shí)段內(nèi)的降雨量分布情況,有條件的地區(qū)宜采用數(shù)學(xué)模型計(jì)算.如校核結(jié)果不符合要求。應(yīng)調(diào)整設(shè)計(jì),包括放大管徑。增設(shè)滲透設(shè)施、建設(shè)調(diào)蓄段或調(diào)蓄池等 執(zhí)行表3,2,4B標(biāo)準(zhǔn)時(shí).雨水管渠按壓力流計(jì)算,即雨水管渠應(yīng)處于超載狀態(tài)。表3,2。4B.地面積水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、中的道路積水深度是指靠近路拱處的車道上最深積水深度,當(dāng)路面積水深度超過15cm時(shí).車道可能因機(jī)動(dòng)車熄火而完全中斷、因此表3,2、4B規(guī)定每條道路至少應(yīng)有一條車道的積水深度不超過15cm,發(fā)達(dá)國(guó)家和我國(guó)部分城市已有類似的規(guī)定、如美國(guó)丹佛市規(guī)定、當(dāng)降雨強(qiáng)度不超過10年一遇時(shí).非主干道路、collector、中央的積水深度不應(yīng)超過15cm,主干道路和高速公路的中央不應(yīng)有積水.當(dāng)降雨強(qiáng)度為100年一遇時(shí),非主干道路中央的積水深度不應(yīng)超過30cm.主干道路和高速公路中央不應(yīng)有積水、上海市關(guān)于市政道路積水的標(biāo)準(zhǔn)是 路邊積水深度大于15cm。即與道路側(cè)石齊平、或道路中心積水時(shí)間大于1h、積水范圍超過50m2.發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)的城市內(nèi)澇防治系統(tǒng)包含雨水管渠 坡地,道路 河道和調(diào)蓄設(shè)施等所有雨水徑流可能流經(jīng)的地區(qū),美國(guó)和澳大利亞的內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為100年或大于100年,英國(guó)為30年.100年,香港城市主干管為200年、郊區(qū)主排水渠為50年,圖1引自,日本下水道設(shè)計(jì)指南。2001年版、中日本橫濱市鶴見川地區(qū)的。不同設(shè)計(jì)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)的綜合應(yīng)對(duì)措施,圖1反映了該地區(qū)從單一的城市排水管道排水系統(tǒng)到包含雨水管渠、內(nèi)河和流域調(diào)蓄等綜合應(yīng)對(duì)措施在內(nèi)的內(nèi)澇防治系統(tǒng)的發(fā)展歷程。當(dāng)采用雨水調(diào)蓄設(shè)施中的排水管道調(diào)蓄應(yīng)對(duì)措施時(shí)。該地區(qū)的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期可達(dá)10年一遇,可排除50mm h的降雨、當(dāng)采用雨水調(diào)蓄設(shè)施和利用內(nèi)河調(diào)蓄應(yīng)對(duì)措施時(shí),設(shè)計(jì)重現(xiàn)期可進(jìn)一步提高到40年一遇、在此基礎(chǔ)上再利用流域調(diào)蓄時(shí).可應(yīng)對(duì)150年一遇的降雨,圖1 不同設(shè)計(jì)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)的綜合應(yīng)對(duì)措施、鶴見川地區(qū)、歐盟室外排水系統(tǒng)排放標(biāo)準(zhǔn),BS.EN,752、2008,見表3A和表3B、該標(biāo)準(zhǔn)中。設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期.Design,Storm Frequency,與我國(guó)雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期相對(duì)應(yīng)、設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期.Design。Flooding Frequency.與我國(guó)的內(nèi)澇防治設(shè)計(jì)重現(xiàn)期概念相近。表3A,歐盟推薦設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期。Design。Storm Frequency、表3B.歐盟推薦設(shè)計(jì)洪水重現(xiàn)期.Design。Flooding、Frequency 根據(jù)我國(guó)內(nèi)澇防治整體現(xiàn)狀,各地區(qū)應(yīng)采取滲透,調(diào)蓄.設(shè)置行泄通道和內(nèi)河整治等措施、積極應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的超過雨水管渠設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的暴雨。保障城鎮(zhèn)安全運(yùn)行。3 2,5。規(guī)定雨水管渠降雨歷時(shí)的計(jì)算公式、本次修訂取消了原、室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范 GB 50014,2006 2011年版,降雨歷時(shí)計(jì)算公式中的折減系數(shù)m。折減系數(shù)m是根據(jù)前蘇聯(lián)的相關(guān)研究成果提出的數(shù)據(jù)。近年來。我國(guó)許多地區(qū)發(fā)生嚴(yán)重內(nèi)澇,給人民生活和生產(chǎn)造成了極不利影響.為防止或減少類似事件.有必要提高城鎮(zhèn)排水管渠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。而采用降雨歷時(shí)計(jì)算公式中的折減系數(shù)降低了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)達(dá)國(guó)家一般不采用折減系數(shù)、為有效應(yīng)對(duì)日益頻發(fā)的城鎮(zhèn)暴雨內(nèi)澇災(zāi)害.提高我國(guó)城鎮(zhèn)排水安全性,本次修訂取消折減系數(shù)m、根據(jù)國(guó)內(nèi)資料。地面集水時(shí)間采用的數(shù)據(jù) 大多不經(jīng)計(jì)算、按經(jīng)驗(yàn)確定,在地面平坦.地面種類接近 降雨強(qiáng)度相差不大的情況下。地面集水距離是決定集水時(shí)間長(zhǎng)短的主要因素.地面集水距離的合理范圍是50m 150m。采用的集水時(shí)間為5min、15min,國(guó)外常用的地面集水時(shí)間見表4、表4 國(guó)外常用的地面集水時(shí)間3、2、5A.關(guān)于延緩出流時(shí)間的規(guī)定.采用就地滲透,調(diào)蓄。延緩徑流出流時(shí)間等措施,延緩出流時(shí)間,降低暴雨徑流量,滲透措施包括采用透水地面,下凹式綠地 生態(tài)水池,調(diào)蓄池等,延緩徑流出流時(shí)間措施如屋面綠化和屋面雨水就地綜合利用等,3、2,6,關(guān)于可設(shè)雨水調(diào)蓄池的規(guī)定.隨著城鎮(zhèn)化的發(fā)展、雨水徑流量增大,排水管渠的輸送能力可能不能滿足需要,為提高排水安全性。一種經(jīng)濟(jì)的做法是結(jié)合城鎮(zhèn)綠地,運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等公共設(shè)施。設(shè)雨水調(diào)蓄池。