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城市排水管网设计标准最新修订

新闻时间:2017-12-06 文章来源: 文章作者:ztcjjt

2013年3月25日,国务院发布了《国务院办公厅关于做好城市排水防涝设施建设工作的通知》(国办发〔2013〕23号)。《通知》明确提出:“各地区应根据本地降雨规律和暴雨内涝风险情况,合理确定城市排水防涝设施建设标准”,并对《室外排水设计规范》(GB50014)提出了修订要求。根据《通知》指示精神,住房和城乡建设部下发 “建标标函2013〔46〕号”文,下达了对《室外排水设计规范》的编制任务。

近年来,全球极端气候致使暴雨、特大暴雨频发,我国多个城市发生内涝灾害,严重危及人民群众的生命财产安全和城市的正常运行。城市暴雨内涝造成的危害和影响,暴露了我国城市化水平不断提高、城市规模不断扩大的状况下,市政基础设施建设与安全保障不相适应的矛盾。与发达国家相比较,我国存在城市排水标准偏低、缺乏应对特大暴雨的内涝防治系统、相应的预警、应急措施不完善不完善等问题,这些直接削弱了城市抵御暴雨等气象灾害的能力。

1 注重国际经验研究,开展源头控制技术、管网优化和内涝防治体系

发达国家和地区的排水系统设计均采用基于低影响开发(Low Impact Development, LID)的可持续性雨水管理理念,建立了暴雨径流源头控制标准体系,而我国尚处于起步阶段。LID强调从源头开始,全过程实施流量控制,能有效地削减降雨期间的流量峰值,减轻排水管道的压力,降低城市内涝发生的频率和强度。

大多数发达国家和地区城市排水管网标准较高,内涝和防洪标准基本一致,美国的排水标准居住区2-15年,一般取10年。商业和高价值区域10-100年,欧盟的标准农村地区1年、居民区2年、城市中心/工业区/商业区5年、地下铁路/地下通道10年可保障在没有发生洪灾的条件下,城市不会发生内涝灾害。而目前我国城镇排水标准为1-3年,虽然要求经济条件较好或有特殊要求的地区采用规范的上限,但据调查一般还是取1年的标准,明显偏低,同时内涝设计标准缺失,难以支撑排水、内涝防治和防洪体系的衔接。美国大排水系统大排水系统major drainage system 100年或大于100年,欧盟农村地区10年、居民区20年、城市中心/工业区/商业区30年、地下铁路/地下通道50年。

借鉴发达国家和地区的经验,建议:1)建立涵盖“源头控制体系”、“排水管网系统体系”和“内涝防治体系”的我国城镇排水系统标准体系框架;2)进一步提高标准,参考澳大利亚将城市排水、内涝防治和防洪三套工程体系一并考虑的方式[4,5],一方面提高现有排水管网设计标准,同时制定新的内涝防治标准,并将其与城市排水标准和防洪标准相衔接。

2 适当提高排水管网标准,优化排水管网设计技术

根据国际经验,参照发达国家和地区的标准,同时结合我国的特点,调整城市分类,适当提高标准,基本和欧盟的标准保持一致。

城镇类型按人口数量划分为“特大城市”、“大城市”和“中等城市和小城市”;城区类型分为 “中心城区”、“非中心城区”、“中心城区重要地区”和“下立交、地道和下沉式广场”。中心城区重要地区主要指行政中心、交通枢纽、学校、医院和商业聚集区等。

2014版规范对雨水设计流量的计算方法和适用范围做了补充规定,提出:“汇水面积小于等于2平方公里时,采用推理公式法计算雨水设计流量;汇水面积超过2平方公里时,宜采用数学模型法计算。”

推理公式适用于较小规模排水系统的计算,当应用于较大规模排水系统的计算时会产生较大误差。所以,本次修订参考了国外一些城市采用推理公式计算雨水设计流量的适用范围。在总结国内外资料的基础上,提出汇水面积超过2 km2的地区,雨水设计流量宜采用数学模型进行计算。

本次修订提出,应按年最大值法确定暴雨强度公式。具体规定如下:“具有20年以上的自动雨量记录地区的排水系统,设计暴雨强度公式应采用年最大值法,按本规范附录A的有关规定编制。不具备采用年最大值法条件的地区,设计暴雨强度公式可按本规范附录A的有关规定采用年多个样法确定,并对重现期进行修正,或参照邻近地区城市暴雨强度公式。”

由于以前国内自记雨量资料不多,因此多采用年多个样法。现在我国许多地区已具有40年以上的自记雨量资料,具备采用年最大值法的条件。所以,规定具有20年以上的自动雨量记录地区,应采用年最大值法。如采用年多个样法,应对重现期做修正。

3 及时确定内涝防治标准,逐步建立内涝防治体系

2014版规范增加了以径流量作为区域开发控制指标的规定,并将本条列为强制条文:“地区改造或排水系统整体改造时,对于相同的设计重现期,改造后的径流量不得超过原有径流量。既有高强度开发地区的改造,应采取措施降低径流量。”

区域开发应充分体现低影响开发理念,除应执行规划控制的综合径流系数指标外,还应执行径流量控制指标。规定改造地区应采取措施确保改造后的径流量不超过原有径流量;高强度开发地区的改造,即综合径流系数高于0.7的地区,应采取措施降低径流量。具体措施包括:建设下凹式绿地,设置植草沟、渗透池等设施,人行道、停车场和广场采用渗透性铺面等。

本次局部修订增加了内涝防治系统设计重现期的规定:“应根据内涝设计重现期计算校核城镇排水系统排除地面积水的能力。” “如经过计算校核,地面积水不满足标准时,应采取渗透、调蓄、雨洪行泄、城市内河整治等措施。超过内涝设计重现期的暴雨将引起内涝灾害,必须采取包括非工程性措施在内的综合应对措施。”

发达国家和地区均建有城市内涝防治系统,主要包含雨水管渠、坡地、道路、河道和调蓄设施等所有雨水径流可能流经的区域。美国、日本、欧盟等国家均对内涝设计重现期做了明确规定。我国还没有专门针对内涝防治的设计标准,本次修订增加了控制地面积水方面的内容,并规定了内涝防治系统设计重现期和积水深度标准(见表1),用以规范和指导内涝防治设施的设计,其中,道路积水深度指该车道路面标高最低处的积水深度。

4 加强相关专业规划协调,共同防治城镇内涝发生

排水工程设计应与水利防洪、道路交通、园林绿地、环境保护等专项规划和设计相协调。排水工程设施,包括内涝防治和雨水利用设施,应根据城镇规划水面率的要求,保护自然蓄水设施,还应根据用地性质规定不同区域的高程布置,满足不同区域的排水要求。

排水工程设施,包括城镇内涝防治工程设施是维持城镇正常运转的重要基础设施。在降雨频繁,河网较为密集,或易受内涝灾害的地区,排水工程尤为重要。排水工程与水利防洪、道路交通、园林绿地和环境保护等专业有着密切的联系,所以,排水工程的设计应与这些相关专业规划相协调。同时,排水工程设计应满足城市平面和竖向规划中的相关控制指标,从城市整体规划角度考虑排水设施的建设。

2011版规范新增“内涝防治设施”一节。对内涝防治设施的布置、规模、种类,以及采用公用设施进行雨水调蓄等都做了具体规定:

“城镇内涝防治设施的布置和规模应根据城镇平面规划和竖向规划,结合当地地形特点、水文条件、气候特征、城镇排水系统和内涝设计重现期等综合考虑后确定。”

“城镇内涝防治设施可采用雨水渗透、雨水收集利用等源头控制设施和雨水行泄通道、地表雨水调蓄设施、地下雨水调蓄设施等过程蓄排设施。”       

“采用绿地、广场等公共设施作为雨水调蓄设施时,应合理设计雨水的进出口,以防止对设施原有功能造成损坏;应设置警示牌,标明该设施成为雨水调蓄设施的启动条件、可能被淹没的区域和目前的功能状态等。”

城镇内涝防治设施是用来排除超过城镇雨水管渠设施设计重现期暴雨、但不超过内涝设计重现期暴雨的雨水。目前国外发达国家普遍制定了完善的内涝灾害风险管理策略,在编制内涝风险评估的基础上,确定内涝防治设施的布置和规模。

为保障城市在内涝设计重现期标准下不受灾,我国也应进行内涝风险评估,根据评估结果在排水能力较弱或径流量较大的地方设置内涝防治设施。

本次修订内涝防治设施的种类做了基本规定,并对其功能做了详细说明。对我国内涝防治系统的建设起了指导作用。

“应遵循因地制宜的原则,根据当地的水资源情况和经济发展水平合理确定雨水资源综合利用的形式和范围。水资源缺乏(包括水质性缺水)的城市、地下水位下降严重、城市内涝风险加剧的城市和新建开发区等宜进行雨水综合利用。雨水经收集、储存、就地处理后可作为冲洗、灌溉、绿化和景观用水等,也可以经过自然或人工渗透设施后渗入地下,补充地下水资源,实现间接利用。雨水利用设施的设计、运行和管理应与城镇内涝防治相协调。”

随着城市化和经济的高速发展,水资源不足的矛盾和城市生态安全问题在我国的许多地区愈显突出,雨水资源的利用日益受到关注。我国城市应根据当地的水资源情况和经济发展水平,合理利用水资源。雨水利用包括雨水直接利用和雨水间接利用两种类型。雨水直接利用是指雨水经收集、储存、就地处理等程序后用于冲洗、灌溉、绿化和景观等;雨水间接利用一般指通过雨水渗透设施把雨水转化为土壤水,其手段主要或设施主要有地面渗透、埋地渗透管渠、渗透池等。

城镇雨水利用、污染控制和内涝防治是城镇雨水综合管理的有机组成部分。

 5 结语

与2011版《室外排水设计规范》相比较,2014版规范的修订内容主要体现在提高排水标准、完善内涝防治措施方面。2014版规范充分参考了发达国家和地区,如美国、英国、德国、澳大利亚、日本等在内涝防治方面的先进理念、标准体系和具体设计标准,并结合我国排水设施的实际建设发展,确定了适应我国国情的城镇排水标准。为提高我国排水安全、建立完善的城镇内涝防治系统、有效抵御暴雨自然灾害,提供了保障。城镇排水系统的发展有赖于对传统设计理念和设计方法的更新,本次《室外排水设计规范》的局部修订对更新我国排水系统设计理念、加快内涝防治技术研究和设施建设、促进我国城镇排水和内涝防治系统标准体系的建立,将起到重要作用。

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