排水防涝规划感悟(二)

 

设计雨型如何选择。...



1. 这是由给排水工程师 小光 投稿,关于海绵城市的第24篇原创文章;2.公众号转载请回复“转载知”,按要求进行转载。首先要向各位读者道歉,昨天的标题笔误,写成了排涝防涝规划,应为排水防涝规划。文章发出后,有几位读者和我进行了些交流,主要包括:

1)为什么叫排水防涝,不应该是防洪排涝吗?首先是部门不同,水利做的叫防洪排涝,住建做的叫排水防涝。其次是规划对象不同,水利只管河湖,不管管道,住建河道管道都管。最后就是由于历史原因,水利系统的防洪排涝规划在理念上偏农村地区,是一种平均排除的概念,允许短时间积水,淹淹更健康。而城市地区一旦发生内涝,损失比较大,所以必须是防涝,而不能是排涝。

2)设计降雨标准规范上有,那么外江(潮)水位和降雨历时标准有吗?这个据我所知,国家暂时是没有统一的雨洪潮遭遇频率的规定,降雨历时标准也是没有的。未来有的可能性也不大,原因在于中国国土面积实在太大,各地的水文气象地形等千差万别,很难找到适用各地的统一标准。这个工作应该留给各个地方自行完成,编制地方规范或设计手册,明确相应的标准。比如我做的这个项目标准是这样的:30年一遇24小时降雨 + 多年平均潮水位。

3)内陆地区的降雨历时应该怎么选取?说实话,这个问题很难用科学理论来回答。雨水领域有很多的问题不是技术问题,14年进行室外排水设计规范宣贯的时候就有人问我,你这个雨水管渠设计标准2~5年一遇是怎么定出来的?我当时的回答是:标准是用钱堆出来的,所以这是个经济问题,不是技术问题。对于内陆地区,外江水位有可能长时间高于内河水位,所以降雨历时越长,需要的泵站和滞洪区规模越大,每个地区应该根据自己的经济实力,在投入和产出之间进行一个权衡取舍。

在这里呼吁一下,各个城市应尽快制定因地制宜的雨水设计标准,不能把这个问题甩个设计人员去瞎琢磨,或者留到项目评审会上去讨论扯皮。这种问题,如果从技术上去讨论,地老天荒也没有答案。

4、设计雨型

用模型软件对雨水系统进行模拟,必须设置降雨雨型。这个问题也是很多设计师纠结的问题,和前面说的一样,这也属于基础数据,应由当地设计规范或设计手册来提供,而不是由设计师决定。

芝加哥雨型是我国现阶段大家最熟悉的雨型,它可以通过暴雨强度公式直接推出。前年在南宁参加雨洪会议的时候,有位专家在报告中质疑芝加哥雨型的提法,说这个雨型不是芝加哥雨型,它是我国邓培德先生的研究成果,应该叫模式雨型。经过查阅资料,可以确定的说,邓培德先生研究的模式雨型成果和芝加哥雨型原理完全一致。因此,芝加哥雨型的叫法完全没问题,大家可以放心。在某商业软件,把芝加哥雨型嵌入到程序源代码中,取名“Chinese Rainfall”,可见该雨型在我国的滥觞程度。

芝加哥雨型的降雨历时应该和暴雨强度公式的适用范围一样,也就是3小时。如果仅仅对管道的雨洪峰值通过能力进行评估,那么3小时的芝加哥雨型完全可以使用,因为芝加哥雨型的典型特点是峰值降雨量大。

如果模型中有调蓄设施或者把管道和河道耦合模拟,那么设计雨型的降雨历时就不能想当然的认为是3小时,而应该和前面说的设计标准对应的降雨历时一样。我这个项目是24小时。接下来问题又来了,24小时降雨雨型哪有?最简单的方法就是找到你们当地的水文手册,把防洪排涝规划里面用的雨型抄过来。水力的雨型通常时间间隔为1小时(因为汇水面积),这不符合管道设计标准,因此要进行调整。

把水利的间隔1小时的雨型转化为住建的间隔5分钟的雨型方法非常多(我看到过的),我强烈推荐采用以下方法:把水利最大1h降雨用芝加哥雨型处理成5分钟一个,其他时间的降雨保持不变。这样做,即保证从总量上和防洪排涝规划保持一致,又考虑了管道通过峰值流量的需求,同时也简单易行。

(未完待续)


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