广州地区水利排涝标准与市政排水重现期的关系分析.pdf

第 1 2期 2 0 1 2年 1 2月 广东水利水 电 GUA NGD0NG W AT E R R ES OURC E S AN D HYDR OP OW E R No ．1 2 De c ． 20 1 2 广州地区水利排涝标准与市政排水重现期的关系分析 范 立 柱 ，刘 晓 鹏 ( 广州市水务规划勘测设计研 究院，广 东 广州 5 1 0 6 4 0 ) 摘要：随着城市化进程的加快，城市水利排涝和市政雨水排水的衔接关系越来越密切，在河涌整治过程中，选用哪种 形式来确 定河 涌规模 ，一 直没有定论 ． ．该文通过采用广 东肖综合单位线和广 东省推理公 式法计算广 州地 区水利设计标 准 下的设 计洪水与采 用最新暴 雨公 式计算市政排 水标； 住下的 雨水流量 ，对城 市建筑 密集 区、域 市建筑较 密集区和城 市建筑 稀疏 区的计算结果进行分析 ，得到 不同地 区的水利排 涝标准与市政排水标准的对应 关系，为广州水务部 门在规划设计城 区排 涝论证规模 时提供 一定的参考 关键 词 ：水利排涝 ；市政排 水；重现期 ；关 系分析 中图分 类号 ：P 3 3 3 ． 2 文献标识码 ：B 文章编号 ：1 0 0 8— 0 l 1 2 ( 2 0 1 2 ) l 2～ 0 0 0 1 7— 0 2 随着广州城市化进程的加速 ，在城区集雨 面积较 小的河涌整治过程 中，到底选用水利的排涝标准确定 河涌规模 ，还是选用市政排水标准确定河涌规模 ，一 直没有定论 。 如果河涌规模偏大 ，将造成工程造价增加 ，导致 浪费；河涌规模偏小 ，则将造成河 涌无法承接市政管 道排入的雨水 ，容易造成内涝 。 本文通过对 2种方法的计算结果进行分析 ，得到 2种方法的对应关 系，为广州水务部 门在规划设计城 区排涝论证规模时提供一定的参考。 1 两种方法计算公式 1 ． 1 水利排涝 广州市集雨面积较小的河涌一般均没有洪水实测资 料 ，水利排涝一般采用“ 广东省综合单位线方法” 、“ 推 理公式” 和经验公式法来计算设计洪水，在 3种方法计 算 比较中，计算过程中对参数( 综合单位线滞时 r n 和推 理公式汇流参数 m) 应结合丁程集水区域下垫面条件合 理调整 ，尽量使综合单位线和推理公式法计算结果误差 控制在 2 0 ％以内。对于广州地区来说 ，综合单位线成果 一 般大于推理公式和经验公式成果，从偏安全考虑，一 般采用综合单位线计算成果 。方法如下： ①广东省综合线法 此法是通过对“ 纳希瞬时单位线” 方法的深入分析 和研究 ，汲取 国内外经验 ，结合广东 省实 际，提出 了 一 套具有广东省特点的综合单位线方法。 ②推理公式法 其计算公式如下 ： Q = 0 ． 2 7 8 ( S p ／ 7 ～ f ) F 式中 Q 为设计洪峰流量 ；s 为相应频率 P的暴雨 雨力； 为汇流历时 ；n 为相应频率的暴雨递减指数 ； 7 ’ 为平均后损率( m m ／ h ) ；F为集雨面积( k m ) 。 汇流历时 ，r 按 如下公式计算 ： 1 】 7= 0 ． 2 7 8 L ／ ( m ．， 了 ( J ) 式中m为汇流参数； 为干流坡降；L为十流长度( k m) 。 ③经验公式法 采用 1 9 7 7年广东省水利 电力局 刊出的“ 广东省洪 峰流量经验公式法” 计算。公式为 ： Q ， =C H 2 4 P F 。 ／ 0 ‘ 式 巾Q 为某频率 的洪峰流量 ( m ／ s ) ；C 为随频率 而异的系数；H 2 为 2 4小时设计暴雨量 ( I n I n ) ； 为汇 ， 流特征参数( = {) ；F为集水面积( k m ) 。 1 ． 2 市政排水 市政排水暴雨强 度计算采用《 广州 市中心城 区暴 雨公式及计算图表》 ( 2 0 1 1年 6月) ： 一 鱼 苎 ： Z ( ： 2 一 f t +1 1 ． 2 5 9) 。 式 r f 1 q为设计 暴雨强度 [ L ／ ( S h m ) ] ；t 为降雨历 时( ra i n ) ，t = t ． + m t ；P为设计重现期 ( a ) ； t 。 为地面 集水时间； t 为管内流行时问； i n为折减系数。 按雨水设计流量公式计算出设计流量 ： Q = F 收稿 日期 ：2 0 1 2～ 0 9— 2 6；修 回 日期 ：2 0 1 2—1 1 —1 2 作者简介：范立柱( 1 9 8 3一) ，男，本科，T 程师，主要从事水文水资源、水利规划方面 『 作。 l 7 2 0 1 2年 1 2月 第 1 2期 范 立柱 ，等 ：广州地区水利排涝标准与市政排水重现期的关系分析 式中( ) 为雨水设计流量 ( L ／ s ) ；q为设 汁暴雨强度 [ I J ／ ( s。 h m ) ] ； 为径流系数 ； F为汇水面积 ( h m 。 ) 。 2案例分析 2 ． 1 典型河涌选取 本文选取 7条河涌进行分析 ，分 别为代表城 市建 筑密集 区( 城市巾心区) 老城区的驷马涌和荔湾涌 ；代 表城市建筑较密集 ( 一般规划区 ) 的大坦沙岛的沙坦 涌 、芳村罔的沙洛涌和东塑涌；代表城市建筑稀疏 区 ( 公 同、绿地等 ) 的海龙 同的博 览同 A B涌和大沙河。 各河涌流域参数见表 l 表 1 典型河涌流域参数 2 ． 2 水利排涝设计洪水 广州市市区河涌设计排涝标准一般采 2 0 i 趔 2 4 h暴雨不成灾 。分圳采 片 j 综合单位线 、推理公式 经验公式计算典型河涌 2 0年 遇的设计洪水 从偏发 全考虑 ，最后采 } } j 综合单位线 没计成果 ， 表 2 表 2 典型河涌 2 O年一遇设计洪水 2 ． 3市政雨水流量汁算结果 根据《 广州市 巾心城区暴雨公式及计算 衷》 巾的 公式 ，计算各流域重现期为 T=l 、 2、3、5币 l I 1 0 的 设计流量分别为见表 3 。 表 3 典型 河涌 雨水 设计流量 l 8 ( 下转第2 5页) 2 0 1 2年 1 2月第 l 2期 广 东水利水 电 粒子群算法虽然可 以很快在初先给定的范围内搜 索出最优的参数组 ，但是 由于参数范 同也是一个未知 因素 ，参数范围取值的多少对于粒子群算法的搜优值 有很大的影响 ，所以需要 多次不断试算得到一个较优 的范同。而在试算期间存在的困难是用参数很多 ，要 对每个参数 的范同都改变一下 ，对比不断试算的结果 ， 对各个参数 的范 围进行 调整。当模 拟的流量偏 大时 ， 必须把边孔的高度设高或者把边孔 出流系数调小 。对 于水文模型 ，参数率定一直是个大难题 ，参数率定得 好 ，就有较好 的模拟效果 ，反之 ，模 拟效果就很 差。 尤其是概念性模型 ，其参数没有特定 的物理意义，在 初始确定其取值范同时就 比较难 ，往往要不断地试算 调 整 卡尔曼滤波的引入改进 了模型的模拟结果 ，同时 也可以对水文模型的实时预报进行及时校正 ，能从另 一 方面弥补水文模型的不足之处。从本次在长湖水库 上对水箱模型的校正结果来看，校正效果 比较好 ，往 后需要努力的是对此算 法再进行优化改进 ，以提高其 适用性 。 在水文模型的领域里 ，需要研究改进的东西很多， 怎样降低不确定性 、怎样合理地建立模 型来更接近实 际流域 的产流机制和汇流机理 ，怎样获得较 为精确的 降雨数据以及怎样 针对具体不 同的流域进行相关分析 等等都是我们需要考虑的。 ( 本文责任编辑马克俊 ) ( 上接 第 1 8页) 2 ． 4 2种方法计算结果对 比 2种方法计算结果对 比见表 4 。 表 4设计洪水和雨水流量对 比 通过对 比可知 ，对 于城市建筑密集区来说 ，水利 排涝 2 0年一遇设计标准与市政排水重现期 2年的设计 流量相当；对于城市建筑较密集 区来说 ，水利排涝 2 0 年一遇设计标准与市政排水重现期 3年 的设 计流量相 当 ；对于城市建筑稀疏区来说 ，水利排涝 2 0年一遇设 计标准与市政排水重现期 1 0年的设计流量相当。 以上说 明对于广州市城市建 筑密集 区来说 ，规划 雨水重现期为 2年 ，如果水利排涝采用 2 0年一遇 ，可 能会造成局部地区内涝 ，所 以可 以从 2种方 式考虑 降 低城市 内涝 ：一是提高河涌的排涝标准 ；二是降低流 域的径流系数 ，使水利排涝 和市政 排水标准 相适应。 对于城市建筑较密集区和城市建筑稀疏区来说 ，2 0年 一 遇设计 标准河 涌可 以承接雨水 重现期 2年 的设计 流量 。 3结语 上述案例分析 ，是从设计排水流量角度考虑水利 排涝标准和市政排水重现期 的对应关系的。广州市对 于城市建筑密集区来说 ，水利排涝 2 0年一遇设计标准 与市政排水重现期 2年相应 ；对 于城市建筑较密集区 来说 ，水利排涝 2 0年一遇设计标准与市政排水重现期 2 年相应；对于城市建筑稀疏区来说，水利排涝 2 0年 一 遇设计标准与市政排水重现期 l 0年的相应。 以上分析说明了水利和市政排水系统设计重现期 有着大约相应或相当的关系。但 因各排涝 区 自身下 垫 面、调蓄空间等水文条件均有所差异 ，所 以会造成水 利和市政排水系统设计重现期 的对应关 系也会有所不 同。参考文献： [ 1 ] G B 5 0 0 1 4—2 0 0 6室外排水设计规范[ S ] ． [ 2 ] 广东省水文总站．广东省暴雨径流查算 图表使用手册 [ R] ．1 9 9 1 ． [ 3 ] 广东省水利厅．广东省暴雨参数等值线冈[ R] ．2 0 0 3 ． [ 4 ] 广东省气候中心．广州市中心城区暴雨公式及计算图表 编制技术报告[ R] ．2 0 1 1 ． ( 本文责任编辑马克俊) 2 5