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《治涝标准》与《城镇内涝防治技术规范》对比及衔接研究.pdf
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1、第41卷第10 期2023年10 月文章编号:10 0 9-7 7 6 7(2 0 2 3)10-0 0 50-0 7Vol.41,No.10Journal of Municipal TechnologyOct.2023D0I:10.19922/j.1009-7767.2023.10.050治涝标准与城镇内涝防治技术规范对比及衔接研究蒋长志(长沙市规划勘测设计研究院,湖南长沙410 0 0 0)摘要:近年来,我国城市内涝灾害频发。针对内涝治理,水利部及住房和城乡建设部分别颁布了SL723一2 0 16 治涝标准和GB51222一2 0 17 城镇内涝防治技术规范,但两个标准在应用时存在不匹配的
2、情况,因此从适用范围、设计标准(暴雨重现期、降雨历时、设计雨型、涝水(积水)排除程度和排除时间)等方面对两个标准进行了对比及衔接研究。研究结果表明:两个标准的衔接难点主要在城镇内河上,为加强两个标准的衔接,建议在城镇地区内河治涝标准与内涝防治标准暴雨重现期保持一致,城镇地区应加快编制长历时暴雨强度公式及短时间间隔设计雨型,加快雨洪模型在内涝防治系统中的应用,将河道纳入内涝防治系统统一规划设计;尚未开展雨洪模型应用的地区,在进行河道排涝设计时,应控制内涝水位超出设计水位的时间小于内涝防治标准中城区允许最大积水时间,内涝防治系统设计应以河道内涝设计水位作为边界条件。关键词:治涝标准;内涝防治标准;
3、标准衔接难点;标准衔接方法Jiang Changzhi中图分类号:TU992Comparison and Connection Study Between“Standard for WaterloggingControl and“Technical Code for Urban Flooding Prevention and Control(Changsha City Planning&Design Survey Research Institute,Changsha 410000,China)Abstract:In recent years,urban waterlogging disast
4、ers have occurred frequently in China.For the management ofwaterlogging,both the Ministry of Water Resources of the Peoples Republic of China and the Ministry of Housingand Urban-Rural Development of the Peoples Republic of China have issued SL 723-2016“Standard for Water-logging Control and GB 5122
5、2-2017“Technical Code for Urban Flooding Prevention and Control respectively.But,the two standards are not matched in application so that the comparison and connection between two standardsare studied from the scope of application,design standards(rainstorm recurrence period,rainfall duration,design
6、edrain type,the degree and the time of waterlogging exclusion in this article.The study shows that the difficulty ofconnection point is mainly in the inland river of the city.In order to strengthen the connection,it is recommendedthat the rainstorm recurrence period of the inland river waterlogging
7、control standard and the flooding prevention andcontrol standard should be consistent in the urban area.The long duration rainstorm intensity formula and the designof rainfall type at short intervals should be quickly prepared in urban areas.The application of rain flood model inthe waterlogging pre
8、vention system should be accelerated as well.The river should be incorporate into the unifiedplanning and design of the waterlogging prevention system;When the river drainage system is designed,the time文献标志码:A收稿日期:2 0 2 2-0 8-2 6作者简介:蒋长志,男,工程师,硕士,主要从事水安全和水环境相关规划设计及研究工作。引文格式:蒋长志.治涝标准与城镇内涝防治技术规范对比及衔接研
9、究 J.市政技术,2 0 2 3,41(10)):50-56.(JIANGCZ.Comparisonandconnection study between“Standard for Waterlogging Control and“Technical Code for Urban Flooding Prevention and ControlJ.Journalof municipal technology,2023,41(10):50-56.)第10 期that controlling the waterlogging level exceeding the designed water le
10、vel should be lower than the maximum water-logging time allowed in the urban area of the flooding prevention and control standard in areas without rain flood model.The designed water level of the river waterlogging should be taken as the boundary condition in the system.Key words:standard for waterl
11、ogging control;standard for flooding prevention and control;difficulties in standardconnection;standard connection method蒋长志:治涝标准与城镇内涝防治技术规范对比及衔接研究51近年来,我国城市内涝灾害频发,如何科学治理内涝是当前关注的重点课题。针对内涝治理,水利部及住房和城乡建设部分别发布了SL7232016治涝标准!(以下简称治涝标准)和GB51222一2 0 17城镇内涝防治技术规范2 (以下简称城镇内涝防治技术规范)。但由于不同部门管理职责定位不同,所以两个标准在适用
12、范围、具体指标等方面存在差异,在实际应用过程中存在标准不匹配、上下游系统不协调的情况。城镇内涝防治技术规范也提到:传统上,我国的河道规划设计以城镇防洪排涝标准为主要依据,缺乏与市政排水系统的有效协调和衔接(条文说明6.2.4条)。两个标准之间的衔接是非常有必要的,以河道为例,假如采用较低的治涝标准设计并已经建成,而内涝防治标准采用较高,内涝防治系统设计校核时,发现河道排涝能力不足,反过来要求河道拓宽、疏浚等,将造成重复投资和浪费。对于我国市政排水标准、内涝防治标准与治涝标准之间的衔接,目前仍处于研究阶段。其中对市政排水标准与治涝标准之间的衔接研究较多 3-5,衔接方法主要包括设计流量(雨量)相
13、当 6 、水位衔接 7 、模型评估 8 等。但对内涝防治标准与治涝标准之间的衔接研究较少。张辰等 9分析了排水标准、内涝防治标准、治涝标准、防洪标准之间的衔接关系,内涝防治标准与治涝标准之间的衔接主要依靠措施的不同,内涝防治是城镇范围内的陆域水域协同,通过在陆域设置有调蓄功能的绿地、广场等开放空间和调蓄池等工程设施,控制排入城镇水域的径流总量和径流峰值,实现与城镇内河治涝标准的衔接,并确保区域满足地面积水标准和退水时间要求。笔者认为应加强内涝防治标准与治涝标准之间以及内涝防治标准与排水标准之间的研究,这样相比直接对比排水标准和治涝标准更为高效。笔者主要从适用范围、设计标准(暴雨重现期、降雨历时
14、、设计雨型、涝水(积水)排除程度和排除时间)等方面对治涝标准和城镇内涝防治技术规范进行对比分析,找出两个标准难以有效衔接的主要原因和难点,并进一步研究提出二者的有效衔接方法,以期为同行业人员提供参考。1标准对比1.1适用范围治涝标准适用于治涝规划和治涝工程的设计、建设、运行管理工作(正文1.0.2 条)。从内容看,其包括农田、城市、乡镇和村庄等不同涝区的治理标准,以及对沟渠、河道、涵闸、泵站、滞涝区、承泄区等治涝工程的规划设计和运行管理要求。城镇内涝防治技术规范适用于新建、改建和扩建的城镇内涝防治设施的建设和运行维护(正文1.0.2条)。从内容看,城镇内涝防治系统包括源头减排、排水管渠和排涝除
15、险等工程性设施,以及应急管理等非工程性措施。但其工程性设施主要限于城镇内部,外部承泄区等相关规定内容较少。通过对比可以发现,治涝标准适用对象更广,除了城市,还包括乡镇、村庄、农田等,其内容重点在于末端涝水承泄区工程(沟渠、河道、泵站等)的规划设计标准。而城镇内涝防治技术规范适用范围较窄,主要适用对象为城镇,但其涉及的方面更多,不仅包括治涝工程设施,还包括源头减排、排水管渠以及管理等内容,其内容重点是相关设施的建设和运行维护要求。由于两个标准主要在城镇方面的相关内容及要求有重叠,所以后文对于治涝标准将只对城镇相关内容进行对比分析。1.2设计标准笔者将从暴雨重现期、降雨历时、设计雨型、涝水(积水)
16、排除程度和排除时间4个方面对两个标准进行对比分析。1.2.1暴雨重现期治涝标准根据城市重要性、常住人口和当量经济规模规定了不同的暴雨重现期标准,如表1所示。市放技术52Journal of Municipal Technology表1治涝标准暴雨重现期Tab.1 Rainstorm recurrence period from Standard forWaterlogging Control常住人口/当量经济规模/设计暴雨重现期/城市重要性万人特别重要150重要150,20一般30020300,4010204010重现期/年1.居民住宅和工商业建筑物的2.道路中一条车道的积水深度以宜采用较长降
17、雨历时。但由于我国大部分地区暴雨强度公式都是根据2 h以内的降雨资料确定的,长历时降雨资料严重不足,所以规定可选用32 4h。参考广东省暴雨径流查算图表使用手册 10 中的算例,某2 95km集水区域,汇水时间达到了11h,某2 1.7 km集水区域,汇水时间为1.1h。所以对于大区域而言,采用2 4h是非常必要的。但对于小区域而言,其汇水时间较短,在降雨资料不充足的条件下,可以合理考虑选用较短降雨历时。1.2.3设计雨型治涝标准规定,设计暴雨可参照SL44的规定进行计算(附录A.1.2条)。SL44即水利水电工程设计洪水计算规范,该规范要求设计暴雨量的时程分配应根据符合大暴雨雨型特征的综合或
18、典型雨型采用不同历时设计暴雨量同频率控制放大。参考广东省暴雨径流查算图表使用手册,其雨型是综合分析多场大暴雨雨型特征得到的概化雨型(各时段分配比例)。城镇内涝防治技术规范规定,当缺乏设计雨型资料时,可采用附近地区的资料,也可选取当地具有代表性的一场暴雨的降雨历程,采用同倍比放大法或同频率放大法确定设计雨型。当降雨历时小于3h时,可根据暴雨强度公式人工合成雨型。对比可以发现,两个标准在长历时雨型选择上的规定基本一致,都是根据历史暴雨特征来进行设计。大多数地区的水文手册中都能查到相应的长历时雨型,而大多数地区的住建市政部门由于缺乏足够多的降雨资料,只有2 h以内的暴雨强度公式,在实践过程中需要用到
19、长历时雨型时,往往会采用水利部门推荐的雨型或利用典型暴雨进行放大。但是该方法设计的雨型一般是按1h划分降雨量,对于要求快速排水的内涝防治系统而言,精确度较低。1.2.4涝水(积水)排除程度和排除时间治涝标准规定,设计暴雨历时和涝水排除时间可采用2 4h降雨2 4h排除,一般地区的涝水排除程度可按在排除时间内排至设计水位或设计高程以下控制,有条件的地区可按在排除时间内最高内涝水位控制在设计水位以下(正文5.0.4条)。第10 期城镇内涝防治技术规范规定,地面积水排除标准为:居民住宅和工商业建筑物的底层不进水;道路中一条车道的积水深度不超过15cm。该规范对积水排除时间没有明确规定,要求各城市因地
20、制宜设置。深圳市一般采用30 min。对比可以发现,治涝标准规定的对象是沟渠、河道等的涝水,涝水排除取决于排涝设施的排水能力,,其与沟渠和河道的断面、坡度以及承泄区的水位等因素有关,该标准没有对地表设计和设施要求进行规定,其设计重点是沟渠、河道能按要求排除所有汇流的雨水。城镇内涝防治技术规范规定的对象是地面积水,地面积水的排除取决于管道的排水能力、地面的排水坡度以及沟渠和河道的水位等。沟渠、河道满足排水能力是地面积水排除的必要条件之一。如果沟渠、河道排涝不畅,易造成管道水位顶托、排水不畅,进而导致地面溢流积水。除上述因素之外,地面坡度平缓(甚至洼地)、管道规模不足等也可能造成地面积水,相对而言
21、,地面积水排除条件比沟渠和河道中的涝水排除条件更为严苛。2标准衔接难点在两个标准中都有衔接性的内容。如治涝标准正文8.2.2 条规定:承接城市涝水的沟渠,其设计排涝流量应满足城市排水的要求。城镇内涝防治技术规范正文6.2.4条规定:城镇河道应按当地的内涝防治设计标准统一规划,并与防洪标准相协调。但对于具体的指标参数未明确规定。河道等排涝设施的设计一般由水利部门主导设计实施,住建市政部门对其进行校核并以之作为边界条件。排涝设施的设计过程一般为:首先分析历史降雨资料,采用合理选样方法进行样本分析,最终确定设计暴雨(包括重现期、降雨历时、雨型),然后以设计暴雨计算流量过程,最后按需要排除的程度和要求
22、确定排涝设施规模。但根据前述两个标准的对比,二者在设计的各个过程阶段都有一定差异,特别是关于重现期及涝水(积水)排除程度和排除时间存在较大差异。这就导致了排涝设施可能满足水利设计标准要求,但并不一定能满足住建内涝防治要求,这也是造成两个标准难以有效衔接、治涝系统和内涝防治系统难以匹配的主要原因。治涝标准在城市部分重点针对城镇内河、城区外围的过境河道和湖泊等涝水承泄区,城镇内蒋长志:治涝标准与城镇内涝防治技术规范对比及衔接研究3.1历史降雨资料来源从历史降雨资料来源来看,部分地区排水采用气象部门雨量站数据,排涝采用水利部门雨量站数据,二者存在一定差异,但对于同一地区二者差异不会太大。以长沙市为例
23、,通过暴雨查算手册(暴雨均值、C,值)和长历时暴雨强度公式计算出的10 0 年一遇降雨量对比如表3所示,二者均采用年最大值法选样。二者计算出的10 0 年一遇降雨量数据相差在10%以内。随着降雨数据的完善和计量精确度的提升,同一地区二者的统一不成问题。表3长沙市10 0 年一遇降雨量对比Tab.3 100-year rainfall in Changsha City计算依据6h长历时暴雨强度公式(住建和气象部门)85.8161.2暴雨查算手册(水利部门)81.2161.73.2选样方法从选样方法来看,随着暴雨强度公式的修编,对于具有2 0 年以上自记雨量的地区越来越多地采用53涝防治技术规范重
24、点针对城镇内部。对于过境河道,其承担着接纳境内雨水和转输上游来水的双重功能,由于其汇流面积较大,调蓄衰减等作用更为明显,因此设计标准的选取应综合考虑城区重要性等多种因素后决定。考虑二者尺度不一样,内涝防治系统设计一般仅以过境河道水位等参数作为边界条件进行校核,从设计层面研究其衔接意义不大,因此对过境河道不做重点分析。两个标准的衔接难点主要在城镇内河上,因为城镇内河既属于重要的排涝设施,又是市政排水的直接受纳水体,其水位对于市政排水有非常大的影响。且城区内河径流量主要来自于城区雨水,汇流区域范围与城区内涝防治系统范围基本一致,如果标准不一致极有可能导致系统不匹配的问题,3标准衔接方法两个标准能有
25、效衔接的判断依据是:对于同一城区,根据治涝标准设计的内部河道能够满足城镇内涝防治技术规范规定的降雨条件下的雨水调蓄、输送和排放要求。本节将重点结合两个标准关于排涝设施设计过程中涉及的各类参数、指标给出有效衔接的方法和建议,具体包括历史降雨资料来源、选样方法、设计暴雨(包括重现期、降雨历时、雨型)、涝水(积水)排除程度和排除时间。mm1h24 h246.0260.0市放技术54Journal of Municipal Technology年最大值法,但部分降雨资料不足的地区仍采用年多个样法,水利排涝一般均采用年最大值法。邓培德 11在其研究中指出:年最大值法可用耿贝尔分布表示,非年最大值法可用指
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