張曉燕

寧夏銀川市規(guī)劃建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司

受資金、時(shí)代發(fā)展特點(diǎn)等影響，雨水系統(tǒng)作為地下設(shè)施在建設(shè)初期往往沒(méi)有引起重視，雖然經(jīng)歷了無(wú)序排放到管網(wǎng)配套的迅速發(fā)展過(guò)程，但是從規(guī)模以及環(huán)保的角度近年才被重視，所在的區(qū)域地處西北，是典型的大陸型氣候，為中溫帶干旱和半干旱區(qū)，全區(qū)年均降水183.3-676mm，南向北遞減，銀川平原約200mm，北部引黃灌區(qū)不足200mm，全區(qū)多年平均降水量約288mm，蒸發(fā)量大，在雨水工程發(fā)展方面滯后于南方，但是因干旱地區(qū)的特殊性對(duì)雨水工程設(shè)計(jì)面臨新的考驗(yàn)，本文主要結(jié)合地區(qū)的排水設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，淺析參數(shù)設(shè)置對(duì)暴雨強(qiáng)度及設(shè)計(jì)的影響。

一、地區(qū)雨水量情況概述

目前設(shè)計(jì)使用的雨水量計(jì)算公式已超30年，為區(qū)內(nèi)專家在城市發(fā)展初期根據(jù)有限的資料結(jié)合氣象部門(mén)推算，以北地區(qū)普遍采用該公式，固原地區(qū)沒(méi)有獨(dú)立的公式(參考甘肅平?jīng)?，通過(guò)參與編制銀川排水專項(xiàng)規(guī)劃和所在單位的工程經(jīng)驗(yàn)積累，該公式是基本適用和滿足城市建設(shè)的，但是經(jīng)歷了2006年和2016年的銀川暴雨，隨著氣候的逐漸變暖，怎么樣去考慮新的設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)氣象資料的不斷完善，怎樣去修正和合理適用的應(yīng)運(yùn)于實(shí)際工程當(dāng)中，是對(duì)同行業(yè)的一個(gè)新考驗(yàn)。

二、災(zāi)害簡(jiǎn)要分析

逢雨季，在“城市看海”的調(diào)侃背后，雨水工程的設(shè)計(jì)面臨質(zhì)疑，是配套不完善？是極端氣候？是雨量計(jì)算誤差？是設(shè)計(jì)指標(biāo)過(guò)低？作為從事這個(gè)行業(yè)的同行們來(lái)說(shuō)，面臨更多的是壓力以及怎么去解決這種現(xiàn)象的焦灼。一次暴雨造成的直接經(jīng)濟(jì)損失也是城市建設(shè)者的心痛。簡(jiǎn)單說(shuō)暴雨造成的就是洪水淹沒(méi)災(zāi)害和次生災(zāi)害，局部地區(qū)泥石流災(zāi)害，在一次氣象部門(mén)會(huì)議中，專家指出25mm的降雨量對(duì)于山區(qū)即可造成泥石流災(zāi)害，甚者淹沒(méi)一個(gè)小鎮(zhèn)，可見(jiàn)暴雨災(zāi)害不分大小，不僅是指南方降雨頻繁地區(qū)，對(duì)于干旱地區(qū)也是一個(gè)值得研究的課題。

三、常用參數(shù)考慮

目前設(shè)計(jì)常用銀川地區(qū)的暴雨強(qiáng)度公式如下：

其中：參數(shù)選用

(1)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期：用于進(jìn)行雨水管渠設(shè)計(jì)的暴雨重現(xiàn)期，P=2年(現(xiàn)階段起步參數(shù))

(2)地面集水時(shí)間：t1=10min(常用，根據(jù)系統(tǒng)適當(dāng)調(diào)整)

(3)地面徑流系數(shù)：ψ=0.4-0.5(城區(qū)根據(jù)地塊核算，普遍采用0.4-0.5)

根據(jù)城市室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范(2016版)，大幅修訂和增加了雨水設(shè)計(jì)內(nèi)容，主要的變化為，原折減系數(shù)改為1，銀川被列入大城市范圍，重現(xiàn)期以2年起步，增加雨水綜合利用和調(diào)蓄規(guī)范性要求，提出當(dāng)匯水面積超過(guò)2平方公里時(shí)，雨水設(shè)計(jì)流量宜采用數(shù)學(xué)模型最終確定。對(duì)模型和氣象資料以及應(yīng)用方法和原則予以明確，以寧夏為例，自2003年已經(jīng)有氣象站點(diǎn)的電子數(shù)據(jù)資料，建設(shè)部門(mén)正經(jīng)積極推進(jìn)雨水量核算這項(xiàng)工作。

四、參數(shù)演變對(duì)于設(shè)計(jì)的影響

銀川地區(qū)現(xiàn)狀普遍為合流制系統(tǒng)，新建系統(tǒng)逐步開(kāi)展了分流但業(yè)界對(duì)此有爭(zhēng)議，這是干旱地區(qū)的一個(gè)矛盾點(diǎn)所在，經(jīng)常是短暫的幾天集中了全年的降雨量，雨水工程設(shè)計(jì)怎么去平衡這個(gè)矛盾，通常反應(yīng)在參數(shù)的選取和計(jì)算的雨水規(guī)?！，F(xiàn)狀城市系統(tǒng)的參數(shù)是基于重現(xiàn)期0.5年、1年，其中折減系數(shù)為2，城區(qū)內(nèi)最大的排水管道管徑規(guī)格在D2000左右。雨水管道配套雨水泵站，雨水泵站的規(guī)模在設(shè)計(jì)之初取值為1，也是綜合考慮了暴雨的應(yīng)急措施，個(gè)人認(rèn)為前輩在做此類設(shè)計(jì)時(shí)也歷經(jīng)了長(zhǎng)時(shí)間的摸索和統(tǒng)籌考慮，最大程度的為城市暴雨災(zāi)害保駕護(hù)航。隨著極端氣象條件的發(fā)生以及發(fā)生間隔的縮短，現(xiàn)在面臨同樣的問(wèn)題，管徑過(guò)大則建設(shè)成本增加，同時(shí)城市管網(wǎng)也不能作為預(yù)防的唯一措施，上游源頭有無(wú)控制，城市泄洪通道在哪里，多部門(mén)能否同步共同去考慮城市大系統(tǒng)的建設(shè)，都是設(shè)計(jì)人員工程實(shí)際中需要考慮的因素。簡(jiǎn)單的從參數(shù)上考慮，同公式，參數(shù)的提升已然使得城市管網(wǎng)規(guī)格增加了大概2-5級(jí)(以50mm為一級(jí))。

五、雨水管網(wǎng)與雨水設(shè)施

一味放大雨水管徑能并不能解決城市內(nèi)澇，怎樣經(jīng)濟(jì)合理設(shè)計(jì)雨水系統(tǒng)是設(shè)計(jì)人員新的考驗(yàn)，增加雨水上游區(qū)域綜合利用，海綿系統(tǒng)的應(yīng)運(yùn)，多重消減，與雨水系統(tǒng)配套的雨水泵站快速有效的將收集的雨水迅速的導(dǎo)流進(jìn)入泄洪通道，然而雨水系統(tǒng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)小子項(xiàng)，通常并不是優(yōu)先的，雨水下游出路被建設(shè)用地隔斷，新的通道沒(méi)有建立使得雨水系統(tǒng)順暢不起來(lái)，怎么協(xié)調(diào)，怎么優(yōu)化，需要時(shí)間和各部門(mén)的通力合作。設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡最大努力完善和優(yōu)化設(shè)計(jì)成果。

六、雨水污染控制

目前大部分地區(qū)的雨水進(jìn)水系是通過(guò)簡(jiǎn)易格柵和小規(guī)模沉淀簡(jiǎn)單處理后直排，規(guī)范引入和強(qiáng)調(diào)了雨水調(diào)蓄池，雨水污染主要指初期雨水災(zāi)害和突發(fā)污染源，規(guī)范建議初期雨水徑流污染控制為4mm-8mm，查閱資料顯示屋面、路面分別控制2mm以及6mm-8mm的徑流量可以控制約60-80%的污染量，國(guó)外采用約12mm的降雨量認(rèn)為包含90%以上的污染物。如何有效調(diào)蓄，在設(shè)計(jì)初期需收集大量的資料，雨水的出路，水系環(huán)境的設(shè)置，都是雨水管網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中重新需要考慮的問(wèn)題，不影響環(huán)境又合理經(jīng)濟(jì)有效，建議小范圍試點(diǎn)開(kāi)展工作。

七、設(shè)計(jì)工程實(shí)例

對(duì)調(diào)整后的參數(shù)試算，試算匯流時(shí)間90min以內(nèi)，認(rèn)為參數(shù)調(diào)整后對(duì)管徑D1500以上雨水管徑的選取影響較小，匯水面積平方公里增長(zhǎng)量約10%-20%，匯流長(zhǎng)度以3公里為界，超過(guò)3公里影響較小，雨水配套設(shè)施規(guī)模增加50%-60%。

結(jié)束語(yǔ)：

目前銀川市新的公式建設(shè)部門(mén)正在積極推進(jìn)，利用新的氣象資料和現(xiàn)代先進(jìn)的電子信息處理方法，結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)應(yīng)運(yùn)新的參數(shù)期待設(shè)計(jì)人員去學(xué)習(xí)和驗(yàn)證，希望能跟進(jìn)時(shí)代發(fā)展的要求不斷更新知識(shí)儲(chǔ)備，使設(shè)計(jì)成果科學(xué)合理。

[1]城市節(jié)水新技術(shù)與節(jié)水政策法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)務(wù)全書(shū)，北方工業(yè)出版社

[2]施萍.平原河網(wǎng)城市—靖江海綿城市規(guī)劃方法探索.中國(guó)給水排水2017第8期

[3]《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50014-2006(2016版)

[4]給排水設(shè)計(jì)手冊(cè) 第5冊(cè)