城市化地区市政排水与区域排涝关系探究

城市化地区市政排水与区域排涝关系探究

付强

付强

哈尔滨排水集团有限公司香坊排水公司

【摘要】城市化地区的排水设施建设是一个较为重要的问题，它关系着整个地区的实际排水网络建设以及这一网络所蔓延地区的水利灌溉实际情况，而不同的地区的实际旱涝程度、排水设施的完善度、相应的路面设施都不尽相同，而在具体的设计过程中就要对相应的排水设施进行一定的差异化分析，并且根据差异化的不同而进行不同的排水建设，以便于相应设施的建设能够符合各区域的实际旱涝关系。因此本文在这一基础上主要分析和研究了城市化地区市政排水与区域排涝关系，以期为相应问题的解决提供一定的建设性意见。

【关键词】城市化地区；市政排水与区域排涝关系；探究

当今城市的城市化体系建设随着科技化与信息化的程度的逐渐完善而得到了进一步的发展，因此在这一基础上，我们需要进一步建设相应的建设性细节，以便将城市化的成果进一步巩固，因此在这一基础上，我们要对市政排水设施在内的许多城市细节进行更为细致的建设，但是在建设的进程中因为各地区的环境和建设要点不同，因此这就为相应建设体系的开展造成了一定的难度，因此为了实现市政排水设施的全方位建设，我们首先就要对市政排水与区域排涝关系有一个全方位的了解。

一、不同暴雨选样的重现期衔接关系

1.暴雨样本的选择

暴雨资料的选样方法主要有年最大值法和非年最大值法2类，其中非年最大值法选样包括年超定量法、超大值法、年多个样法等。城市的区域排涝通常是在原有农田排水系统的基础上形成，负担较大区域暴雨涝水排除，综合考虑了河、沟、田、塘等的调蓄，其暴雨通常以24h、72h为控制时段，城市化区域设计暴雨多以24h最大暴雨为控制。水利部门进行防洪排涝设计时，考虑的是年发生1次超标准暴雨的概率，适宜采用年最大值法选样。年最大值法选样简单，独立性强，在水文统计中应用最广泛，但该法会遗漏一些数值较大，在年内排位第二或第三的暴雨，使小重现期部分的暴雨强度明显偏小。由于水利排涝中通常采用的重现期较大，用年最大值能够满足水利排涝要求。

2.暴雨样本的分析

市政排水系统主要考虑城市小区域暴雨积水排除，径流形成速度快、汇流时间短，因此市政排水暴雨控制时段通常采用5～120min等控制时段，市政部门进行城市管网排水系统的规划设计时，不仅要考虑年内最大暴雨，还要考虑年内出现多次超标准暴雨的机会，通常采用非年最大值法选样。根据《室外排水设计规范》，市政排水系统的设计标准一般为0.5～3年，最低为0.25年，包含了1年多遇的情况，其暴雨选样采用非年最大值法通常能够反映1年内能够遭遇几次超标暴雨的概率，且不会遗漏较大暴雨，在小重现期部分能够比较真实地反映暴雨的统计规律，可以获得重现期小于1年的设计暴雨。不同暴雨选样方法得到的经验频率和暴雨重现期具有不同的含义。按水利部门的年最大值法得到的是年频率，是以年为单位的出现几率，其重现期表示平均多少年出现1次超标暴雨；市政部门的年多个样法得到的是次频率，其重现期表示平均多少次出现1次超标暴雨。

二、频率分布模型转换之间的关系

频率分布计算是确定水文概率的必要方法，不同的水利工程其频率曲线的应用目的不同。水利部门的防洪工程由于设计洪水重现期往往比实测资料年份长很多，频率曲线主要用于外延。而对水利排涝和城市排水而言，由于其设计重现期（0.5～20年）通常小于水文资料统计年数，频率曲线主要用于内差。目前我国在水文统计中广泛采用P-Ⅲ分布曲线，而在排涝和防洪中所用频率曲线区间目的不一样，P-Ⅲ分布在这很小区间内不一定最优。室外排水设计规范建议年多次法选样可采用指数分布，年最大值法选样可以采用Gumbel分布（极值Ⅰ型分布）。从理论上讲，非年最大值法选样不会遗漏较大暴雨，适合于市政排水选样，但其对资料的要求较高，现在水文、气象部门发布的暴雨资料通常只有年最大值资料，非年最大值法所需资料难以获得。年最大值法选样简单，资料易得，但其选样结果在小重现期部分偏小较多，且不能用于重现期小于1年的排水设计。为此常常需要研究由年最大值样本推求小重现期设计暴雨的衔接转换关系。

三、设计流量计算的适用性分析

1.关系系数的确立

在进行市政建设体系的相应排水与洪涝区域相关关系系数时，要尽可能地推求出最大化的设计流量，以便于了解相应的城市排水极值。在此基础上，可利用极限化的思想并且结合相应的强度计算原理来实现相应系数的具体计算。首先要对该区域的降雨的历时进行一定程度的汇流性设定，但是在设定期间要注意相应的排水区域最大化流量是建立在汇流现象同时发生在全部的汇水面积的基础上。而对于部分汇流情况则不适用。此外公式中推导采用的暴雨强度曲线只表示同频率最大平均暴雨强度的规律，并不描绘暴雨强度的过程。因而市政部门的推理公式只能确定最大径流，不能研究径流过程。

2.推理公式的推导

水利部门对于相应系数推理公式的采用在一定程度上涵盖了全面性的汇流与部分性的汇流，并且将这两种汇流分别和同时存在情况下的洪峰流量的计算方法都罗列了出来。而在这一计算性推理公式的实际推导过程体系环节，为了使产流的经历时长以及洪峰的净流测绘量都能够得到确定，还要设定一条具备隐含属性的各时段雨量的同频控制化暴雨发生机制，而此机制的实行一般是在推求瞬时性降雨强度历时的曲线时使用。

3.扣损值的补救

市政部门的实际降雨的产出流量的扣损值在一定程度上可通过洪水量的径流系数来计算出相应的径流损失数值，并且其径流的系数在实际的汇流产出过程中是一个确定的值，而这一数值的固定性与确定性不会随着径流的重现而发生变化。而与之相反，水利部门推理公式中降雨产流通过扣损法计算净雨过程，其径流系数是变值，随重现期的增大而变大。

4.具体公式应用

在实际的推理性公式体系中，某一流域的交汇性水流的交汇过程会通过一定的水流交汇时间来反映。因此这对于水利部门的推理公式形成环节来说显得尤为重要。水利部门的推理性公式通常会根据流域内部水流交汇时水力的特性差异来自行将水流交汇的实际过程分为两个阶段。第一阶段为坡面上的水流交汇，第二阶段为河槽内部的水流交汇。具体可采用平均流速的概括性径流运动的相关特性以及水力学的相关经验来进行经验性公式的实际推导，进而得出相应的公式。

四、结束语

总而言之，当下城市的城市化进程得到了显著的推进，因此在这一基础上相关工程的开展也就要围绕具体的城市化体系分布而逐渐展开，市政排水设施的建设是水利事业的重点建设项目，因此对于这一体系也就要施以一定的重视，而市政排水的建设实际上与区域的排涝特性息息相关，因此在具体的建设环节就要把这些重点相结合，这有利于提升我国相应建设项目的整体质量，有利于实现人们生活质量的提升，同时还有利于我国城市化进程的进一步推动，进而在此基础上，全面推动我国的经济体系的发展与进步。

参考文献：

[1]谢华；黄介生，城市化地区市政排水与区域排涝关系研究[J]，灌溉排水学报2007

[2]张孟晓，城区排洪河道设计流量计算方法研究[D]，西南交通大学2009

[3]许文君，城市排水系统的整合与优化研究[D]，扬州大学2012

[4]张晓波，城市管渠排水标准衔接及方法研究[D]，河海大学2005