中国东部城市排涝标准研究ppt课件

1、中国东部城市排涝规范研讨中国东部城市排涝规范研讨河海大学 水务工程系 刘俊城市排水防涝规划规范建议城市排水防涝规划规范建议城市排水规范与地面积涝关系分析城市排水规范与地面积涝关系分析管网排水与河道排涝规范关系管网排水与河道排涝规范关系不同选样方法重现期之间关系分析不同选样方法重现期之间关系分析问题分析问题分析一、问题分析一、问题分析研讨区域研讨区域 中国东部地域主要指我国中国东部地域主要指我国七大江河流域中下游的宽广七大江河流域中下游的宽广平原地域，是水资源丰富、平原地域，是水资源丰富、经济较为兴隆、人类活动影经济较为兴隆、人类活动影响显著区域。响显著区域。长江三角洲长江三角洲滨江地域滨江地域

2、问题分析问题分析 中国东部城市近年来内涝问题频现，中国东部城市近年来内涝问题频现，曾经显著影响经济社会的安定和开展。深化曾经显著影响经济社会的安定和开展。深化分析引发城市内涝的排水、防涝及地面积水分析引发城市内涝的排水、防涝及地面积水规范存在的问题，对于制定合理的排水防涝规范存在的问题，对于制定合理的排水防涝对策和规划，是非常必要的。对策和规划，是非常必要的。 现以厦门市为例加以讨论。现以厦门市为例加以讨论。u城市防洪、排涝、排水工程规划设计采用城市防洪、排涝、排水工程规划设计采用不同的行业规范及水文水利计算方法，尤其不同的行业规范及水文水利计算方法，尤其是区域排涝与管道排水在选样方法、设计规

3、是区域排涝与管道排水在选样方法、设计规范、设计历时方面存在不一致的情况，呵斥范、设计历时方面存在不一致的情况，呵斥排水与排涝系统的不衔接，影响了正常的排排水与排涝系统的不衔接，影响了正常的排水防涝。水防涝。 问题分析问题分析u河道排涝系统与管道排水系统的分别设计，河道排涝系统与管道排水系统的分别设计，常使得交界水文条件不衔接。在排水管道系统常使得交界水文条件不衔接。在排水管道系统不超标的情况下，当降雨继续时间较长、降雨不超标的情况下，当降雨继续时间较长、降雨量较大并超越河道排涝才干时，虽然短历时的量较大并超越河道排涝才干时，虽然短历时的降雨强度低于管道设计雨强，河道涝水位经常降雨强度低于管道设

4、计雨强，河道涝水位经常对管道排水产生顶托、倒灌。对管道排水产生顶托、倒灌。问题分析问题分析u河道排涝设计目的是在设计条件下河道不河道排涝设计目的是在设计条件下河道不漫溢，而没有思索地面能否积水，这对于天漫溢，而没有思索地面能否积水，这对于天然流域或乡村影响不大，由于这些区域具有然流域或乡村影响不大，由于这些区域具有一定地面调蓄才干和允许受淹时间，而城市一定地面调蓄才干和允许受淹时间，而城市地面是不允许积水的。地面是不允许积水的。问题分析问题分析u现行管道排水规范普通按满管重力流现行管道排水规范普通按满管重力流设计，普遍较低，根据排水规范无法确设计，普遍较低，根据排水规范无法确定能够导致的地面积

5、水频次。定能够导致的地面积水频次。 问题分析问题分析二、不同选样方法二、不同选样方法设计重现期关系分析设计重现期关系分析研讨背景研讨背景 目前国内水利部门在区域排涝中采用年目前国内水利部门在区域排涝中采用年最大值，市政部门在管渠排水中采用年多个最大值，市政部门在管渠排水中采用年多个样，对于一样的样本系列，由于选样方法的样，对于一样的样本系列，由于选样方法的差别，得出的频率计算结果不一致，呵斥根差别，得出的频率计算结果不一致，呵斥根据不同选样方法得出的设计规范不一致。据不同选样方法得出的设计规范不一致。研讨背景研讨背景 室外排水设计规范2021年修订版提出，在编制短历时暴雨公式中，雨量资料超越3

6、0年时，也可以采用年最大值法，但必需论证与年多个样法差别，找出两者重现期之间的关系。不仅从排水和排涝衔接的角度，而且即使排不仅从排水和排涝衔接的角度，而且即使排水设计本身，也要论证年最大值法与年多个样法水设计本身，也要论证年最大值法与年多个样法的差别，因此有必要进展不同选样方法下重现期的差别，因此有必要进展不同选样方法下重现期关系研讨。关系研讨。 厦门气候站位于厦门岛内，是厦门岛厦门气候站位于厦门岛内，是厦门岛内降雨资料观测整编规范的国家基准站点，内降雨资料观测整编规范的国家基准站点，资料系列能较好的反映整个岛内的降雨特征。资料系列能较好的反映整个岛内的降雨特征。本次研讨选择厦门气候站作为雨量

7、代表站。本次研讨选择厦门气候站作为雨量代表站。雨量代表站的选取雨量代表站的选取 城市管道排水系统暴雨设计历时远小城市管道排水系统暴雨设计历时远小于河道排涝系统，排水系统降雨历时取于河道排涝系统，排水系统降雨历时取5 5、1010、1515、2020、3030、4545、6060、9090、120min120min，河，河道排涝系统降雨历时取道排涝系统降雨历时取1 1、3 3、6 6、1212、24h24h，合计合计合计合计1414个历时，作为特征暴雨统计历时。个历时，作为特征暴雨统计历时。降雨历时降雨历时样本资料样本资料针对年多个样法和针对年多个样法和1414个降雨历时，从厦门站个降雨历时，从

8、厦门站1980-20211980-2021年雨量记录中，每年选取年雨量记录中，每年选取6-86-8个最大值。个最大值。将每个历时子样按大小次序陈列后选用前将每个历时子样按大小次序陈列后选用前120120个个最大值，合计最大值，合计16801680个降雨量数据作为研讨样本。个降雨量数据作为研讨样本。针对年最大值法，那么选取了针对年最大值法，那么选取了3030年每年的最年每年的最大值，大值，1414个降雨历时共个降雨历时共420420个降雨量数据作为研个降雨量数据作为研讨样本。讨样本。采用采用P-P-型频率曲线，推求每个样本系统的型频率曲线，推求每个样本系统的频率参数。频率参数。年最大值法采用的是

9、年频率，可以直接从频年最大值法采用的是年频率，可以直接从频率曲线上读取；年多个样法采用的是次频率，在率曲线上读取；年多个样法采用的是次频率，在计算设计值时计算设计值时 ，把年频率转化成相应的次频率，把年频率转化成相应的次频率，然后从次雨量频率曲线上读取相应重现期然后从次雨量频率曲线上读取相应重现期11001100年的设计值。年的设计值。设计雨量计算设计雨量计算厦门站年最大值法与年多个样法重现期对应关系厦门站年最大值法与年多个样法重现期对应关系年多个样年多个样法重现期法重现期（年）（年）年最大值法相应重现期（年）年最大值法相应重现期（年）5min10min15min20min30min45min

10、60min90min120min0.51.31.31.31.31.31.21.21.21.212.02.01.92.01.91.81.81.71.623.13.23.13.33.02.93.02.62.534.34.44.14.44.14.04.13.63.456.36.46.16.86.36.16.45.45.01011.111.110.512.211.411.411.910.09.12019.419.818.222.321.321.922.919.016.8在设计值一样的情况下，重现期较低时由年最在设计值一样的情况下，重现期较低时由年最大值法得到的重现期大于年多个样法的重现期，但大值法得到

11、的重现期大于年多个样法的重现期，但其倍比随重现期的增大而迅速减小。其倍比随重现期的增大而迅速减小。三、管网排水与河道排涝三、管网排水与河道排涝规范之间的关系规范之间的关系研讨目的研讨目的 城市管道排水与河道排涝分别设计，采用不同城市管道排水与河道排涝分别设计，采用不同的规范和方法，两个系统交界面上的水文设计值能的规范和方法，两个系统交界面上的水文设计值能够发生不衔接景象，当河道汛期水位超越管道出口够发生不衔接景象，当河道汛期水位超越管道出口设计水位时，会对管道排水产生顶托甚至倒灌，影设计水位时，会对管道排水产生顶托甚至倒灌，影响管道正常排水或呵斥地面积水。因此需求分析城响管道正常排水或呵斥地面

12、积水。因此需求分析城市管网排水与河道排涝规范关系，为河道排涝规范市管网排水与河道排涝规范关系，为河道排涝规范的合理取值提供建议。的合理取值提供建议。研讨方法研讨方法 为了分析低强度长时段降雨量对管道排水为了分析低强度长时段降雨量对管道排水的影响，统计分析每年低于管道短历时设计暴的影响，统计分析每年低于管道短历时设计暴雨强度的较长历时雨量，分析这些雨量发生的雨强度的较长历时雨量，分析这些雨量发生的频率，根据河道调蓄才干和排涝特性，分析对频率，根据河道调蓄才干和排涝特性，分析对管道排水的影响。管道排水的影响。计算结果计算结果 根据城市河道特性，选择河道涝水影响根据城市河道特性，选择河道涝水影响管道

13、排水的破坏率为管道排水的破坏率为3%5%，排水排涝调，排水排涝调蓄时间为蓄时间为612h，得出管道排水各种重现期，得出管道排水各种重现期对应的河道排涝重现期。对应的河道排涝重现期。厦门站厦门站60min管道排水对应河道排涝重现期管道排水对应河道排涝重现期年多个样法重现期年多个样法重现期123510对应河道排涝重现期对应河道排涝重现期6.815.412.424.013.426.020.633.721.634.6建议河道排涝重现期建议河道排涝重现期1015202530厦门站厦门站30min管道排水对应河道排涝重现期管道排水对应河道排涝重现期年多个样法重现期年多个样法重现期123510对应河道排涝重

14、现期对应河道排涝重现期14.026.020.633.021.637.223.038.023.038.0建议河道排涝重现期建议河道排涝重现期2025303030四、管道排水与地面积涝四、管道排水与地面积涝关系分析关系分析管道设计规范与地面积水频次关系分析管道设计规范与地面积水频次关系分析 由于管道具有一定埋深，遭遇超规范暴雨时，由于管道具有一定埋深，遭遇超规范暴雨时，管道会产生压力流，管道的汇水才干大于设计才干。管道会产生压力流，管道的汇水才干大于设计才干。当管顶水压力超越埋深时，即发生地面积水。经过当管顶水压力超越埋深时，即发生地面积水。经过对地面积水下汇水才干分析，可建立管道排水规范对地面积

15、水下汇水才干分析，可建立管道排水规范与地面积涝重现期对应关系，作为管道设计和地面与地面积涝重现期对应关系，作为管道设计和地面防涝设计的根据。防涝设计的根据。管道设计规范与地面积水频次关系分析管道设计规范与地面积水频次关系分析 由曼宁公式推求压力水头到达地表高程流态下管由曼宁公式推求压力水头到达地表高程流态下管道汇水才干，当超越此汇水才干时，表示地面受淹。道汇水才干，当超越此汇水才干时，表示地面受淹。 思索到不同管段的取值，取压力流条件下管道汇水才思索到不同管段的取值，取压力流条件下管道汇水才干与设计才干不同比值，从而推求出不同管道设计规干与设计才干不同比值，从而推求出不同管道设计规范对应地面积

16、水重现期。范对应地面积水重现期。管道排水对应地面积水重现期年管道排水对应地面积水重现期年-60min管道排水管道排水设计重现期设计重现期管道压力流下（用倍比反映）对应重现期管道压力流下（用倍比反映）对应重现期1.1倍比倍比1.2倍比倍比1.3倍比倍比1.4倍比倍比1.5倍比倍比11.42.02.84.05.623.04.66.810.315.534.77.411.618.228.458.313.522.336.661.01017.731.254.594.8170.7管道排水对应地面积水重现期年管道排水对应地面积水重现期年-30min管道排水管道排水设计重现期设计重现期管道压力流下（用倍比反映）

17、对应重现期管道压力流下（用倍比反映）对应重现期1.1倍比倍比1.2倍比倍比1.3倍比倍比1.4倍比倍比1.5倍比倍比11.52.13.14.56.623.24.97.812.119.034.98.013.021.034.658.614.625.142.773.11018.434.162.4116.4213.3两点阐明：两点阐明：1 1、以上关系未思索河道排涝对管道排水的影响、以上关系未思索河道排涝对管道排水的影响2 2、可采取诸如、可采取诸如LIDLID的措施以降低地面积水频次的措施以降低地面积水频次五、城市排水防涝规划五、城市排水防涝规划规范建议规范建议西方国家城市排水与排涝是一致思索的，西

18、方国家城市排水与排涝是一致思索的，排水与排涝规范显著高于我国。排水与排涝规范显著高于我国。国外排水与排涝规范国外排水与排涝规范 国外排水与排涝规范国外排水与排涝规范 欧盟欧盟EN752雨水系统设计规范雨水系统设计规范用地类型用地类型小暴雨系统重现期小暴雨系统重现期大暴雨系统重现期大暴雨系统重现期农村郊区农村郊区110居民区居民区220城市中心、工业和商业区城市中心、工业和商业区（有洪水监测）（有洪水监测）230城市中心、工业和商业区城市中心、工业和商业区（无洪水监测）（无洪水监测）530地铁和地下通道地铁和地下通道1050 国外排水与排涝规范国外排水与排涝规范 美国美国ASCE雨水系统设计规范

19、雨水系统设计规范地区地区小暴雨系统重现期小暴雨系统重现期大暴雨系统重现期大暴雨系统重现期居民区居民区2-5100高产值的商业区高产值的商业区2-10机场机场2-10高产值的闹市区高产值的闹市区5-10洲际高速公路或排水河道洲际高速公路或排水河道100 国外排水与排涝规范国外排水与排涝规范 香港排水系统设计重现期规范香港排水系统设计重现期规范排水系统类别排水系统类别重现期重现期市区排水干渠系统市区排水干渠系统200市区排水支渠系统市区排水支渠系统50主要乡郊集水区防洪渠主要乡郊集水区防洪渠50乡村排水系统乡村排水系统10密集使用农地密集使用农地2-5 建议排水与防涝规范建议排水与防涝规范 1.

20、1. 城市雨水管网设计规范城市雨水管网设计规范建议普通地域新建管道提高至建议普通地域新建管道提高至3 3年一遇；汇水年一遇；汇水面积面积1 1平方公里以上雨水干管采用平方公里以上雨水干管采用5 5年一遇；封年一遇；封锁洼地、重要干道、重要地域或短期积水即能锁洼地、重要干道、重要地域或短期积水即能引起较严重后果的地域采用引起较严重后果的地域采用5 5年一遇；特别重要年一遇；特别重要地域采用地域采用1010年一遇或以上。年一遇或以上。 建议排水与防涝规范建议排水与防涝规范 2. 2. 城市河道排涝规范城市河道排涝规范基于管网排水与河道排涝的衔接，汇水时间基于管网排水与河道排涝的衔接，汇水时间为为60min60min的城市雨水管网设计规范为的城市雨水管网设计规