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摘要：近年来，已出现极端天气，中心城区内涝愈来愈严重，给人们生产生活带来了严重的影响，通过本文就城区内涝防治体系进行全面的分析与探索。
关键词：城区内涝；排水设计；设计降雨
引言：随着社会经济的高速发展，城区的基础设施大批建设，大量内河被填，导致城区雨水自身渗透能力不断减弱，地下排水管道的作用也难以满足城区排水的需求，出现城市内涝的现象。需要采取适当的方式，有效的排放城区内积存的雨水，降低内涝带来的安全隐患和损失，做好降雨设计工作，提高城市生活的质量。
1城区内排水与排涝设计降雨关系
现阶段，城市内涝是由市政和水利部门进行治理的，其中排涝工作主要由水利部门负责，将城市内河道中的水排放到城区外；市政部门负责城市内的排水，修建雨水排放管道，将城市内积聚的雨水排放到河流或湖泊中。设计降雨的内容包括降雨历时计算、设计雨型以及设计频率。对于城区的排涝工作来说，城区内的每个排涝河道都包含若干排水区，涉及的范围很大，这也导致汇流时间过长，一些排水区的水还可能会经过湖泊或调蓄池，从而延长汇流的时间，对降雨历时产生一定的影响。城区内的排水分区不大，集雨面积也比较小，汇流时间也不长。在排涝雨型的设计中，通常将典型的降雨过程作为设计雨型的依据，在设计排水降雨的过程中，并没有统一的雨型标准，当前常用雨型包括芝加哥降水模型以及当地水力部门推荐的模型等[1]。城区排涝的经验频率计算通常采用年多次值法以及年最大值法。
2降雨综合设计方法
2.1设计目标和评估准则
降雨的过程受降雨的强度和降雨总量的控制，降雨总量的强度要大于降雨历时的强度，洪水降雨风险过程就在二者之间形成。降雨综合设计的目标是保证降雨过程中，降雨主峰时段的雨量和雨型能够满足排水设计的需求，降雨总量也要满足排涝设计的降雨总量需求。评估有两项标准。第一，排涝流量的设计与综合设计降雨量中的排涝流量之间的误差不能大于5%。第二，综合设计降雨必须在原有的排涝与排水的重现期之内。
2.2洪水风险降雨分析计算
第一，以排水分区的排水标准为依据，获取降雨设计重现期TS，并根据排水期的汇流时间，计算整个降雨过程的时间tL，确定设计的雨型，根据降雨强度公式，以5分钟为一个时段，对排水区内的降雨情况进行计算。第二，以排涝标注为依据，结合当地的降雨情况和相关的资料，并以当地的参数图集、降雨点面关系为参考，计算P1d，TL，P3d，TL，P5d，TL，…，PtL，TL。第三，以5分钟为时段，根据第二步骤确定降雨的历时tL，在降雨数据中选择一些典型的降雨过程作为研究的数据源。第四，以一场降雨过程为例，与第二步的计算结果同频率缩放，从而获得排涝降雨过程。第五，根据计算出的降雨历时和排涝设计的降雨过程，确定整个降雨过程中的主要降雨时段，并用排水设计值进行替换，计算出雨量差的算术平均值，并分摊到每个降雨时段中，这个过程就是城区内涝降雨综合设计的过程。第六，不断的重复第四和第五步骤，能够得到該地区的N场降雨综合设计过程。第七，根据N场降雨的过程以及排涝设计过程计算城区汇流，然后根据评估标准进行评估，以合格的评估结果作为综合设计降雨过程。
2.3实例应用
以我国华东地区某城市为例。该城市的汇水面积为55.1km2。区域排水通道通过一条明渠将雨水排入附近的河流，并通过泵站将水排出城区。设计降雨的过程由三个部分组成，即排水设计降雨、排涝设计降雨、综合设计降雨[2]。根据该城市的降水与排水的相关资料数据，并以该城区的河道排水特征为依据，选择降雨历时2小时、间隔时段为5分钟的芝加哥雨型作为设计降雨的过程，计算结果如图1所示。
图 1 芝加哥雨型计算结果图
然后计算排涝设计的降雨过程，选择2015年7月15日和2016年8月12日的降雨历时1小时、时段间隔五分钟的两次降雨过程，统计时段为降雨量最大的3、12、21时，对计算结果进行同频率的缩放，从而得到排涝设计降雨过程。如图2所示。
2015年7月15日
2016年8月12日
图 2 排涝设计降雨效果图
在综合设计降雨的计算过程中，先用排水设计降雨代替排涝设计降雨的主降时段，降雨量差值的算术平均值分配到各剩余阶段，从而得到综合设计降雨的过程，根据评估标准，分析排水、排涝的重现期，分析结果如表1所示。
采用十年一遇的排水设计降雨和一年一遇的排涝设计降雨形成的综合设计降雨得到的排水重现期会相应的降低，根据一年一遇的典型降雨过程形成的排水设计降雨的主、次要降雨段都低于十年一遇的排水设计降雨量，在主降雨时段被排水降雨替换之后，次降雨时段就会转变为主降雨时段，缩短了排水设计重现期。在该城区，根据不同的降雨和排涝设计标准得到的综合设计降雨不符合该地区的特征。
3排涝流量的推算方法
排涝流量通常是通过Info Work ICM软件计算的，利用SWMM模型计算汇流过程，利用Horton模型计算产流过程。通过排涝设计降雨和综合设计降雨得到的排涝流量是有一定差距的，根据不同的重现期进行评估，两者都通过了评估。结果表明，在该城区的排水系统中，不同年限的重现期排涝标准的衔接比较好。现阶段，该城区的排涝还没有达到标准要求，在未来的排涝工作中，当地的相关部门还要对排水标准进行合理的规划，提高排水系统的工作效率，有效的缓解城市内涝问题。
结语：综上所述，城区内涝是影响城市生活的重要因素之一，给城市居民的生活造成了一定的困扰，也威胁着建筑的质量安全，因此，必须做好排涝工作，有效排除城区内的雨水。设计科学合理的排水方案，对城区的内涝问题进行合理的规划，规范排涝系统的设计，提高排涝措施的合理性，缓解城区内涝问题。
参考文献：
[1]嘉楠，延耀兴，靳春蕾.基于城市内涝点的防洪排涝模式研究[J].人民黄河，2016（04）.
[2]戴晶晶，刘增贤，陆沈钧.基于数值模拟的城市内涝风险评估研究[J].水利规划与设计，2015（06）.
关键词：城区内涝；排水设计；设计降雨
引言：随着社会经济的高速发展，城区的基础设施大批建设，大量内河被填，导致城区雨水自身渗透能力不断减弱，地下排水管道的作用也难以满足城区排水的需求，出现城市内涝的现象。需要采取适当的方式，有效的排放城区内积存的雨水，降低内涝带来的安全隐患和损失，做好降雨设计工作，提高城市生活的质量。
1城区内排水与排涝设计降雨关系
现阶段，城市内涝是由市政和水利部门进行治理的，其中排涝工作主要由水利部门负责，将城市内河道中的水排放到城区外；市政部门负责城市内的排水，修建雨水排放管道，将城市内积聚的雨水排放到河流或湖泊中。设计降雨的内容包括降雨历时计算、设计雨型以及设计频率。对于城区的排涝工作来说，城区内的每个排涝河道都包含若干排水区，涉及的范围很大，这也导致汇流时间过长，一些排水区的水还可能会经过湖泊或调蓄池，从而延长汇流的时间，对降雨历时产生一定的影响。城区内的排水分区不大，集雨面积也比较小，汇流时间也不长。在排涝雨型的设计中，通常将典型的降雨过程作为设计雨型的依据，在设计排水降雨的过程中，并没有统一的雨型标准，当前常用雨型包括芝加哥降水模型以及当地水力部门推荐的模型等[1]。城区排涝的经验频率计算通常采用年多次值法以及年最大值法。
2降雨综合设计方法
2.1设计目标和评估准则
降雨的过程受降雨的强度和降雨总量的控制，降雨总量的强度要大于降雨历时的强度，洪水降雨风险过程就在二者之间形成。降雨综合设计的目标是保证降雨过程中，降雨主峰时段的雨量和雨型能够满足排水设计的需求，降雨总量也要满足排涝设计的降雨总量需求。评估有两项标准。第一，排涝流量的设计与综合设计降雨量中的排涝流量之间的误差不能大于5%。第二，综合设计降雨必须在原有的排涝与排水的重现期之内。
2.2洪水风险降雨分析计算
第一，以排水分区的排水标准为依据，获取降雨设计重现期TS，并根据排水期的汇流时间，计算整个降雨过程的时间tL，确定设计的雨型，根据降雨强度公式，以5分钟为一个时段，对排水区内的降雨情况进行计算。第二，以排涝标注为依据，结合当地的降雨情况和相关的资料，并以当地的参数图集、降雨点面关系为参考，计算P1d，TL，P3d，TL，P5d，TL，…，PtL，TL。第三，以5分钟为时段，根据第二步骤确定降雨的历时tL，在降雨数据中选择一些典型的降雨过程作为研究的数据源。第四，以一场降雨过程为例，与第二步的计算结果同频率缩放，从而获得排涝降雨过程。第五，根据计算出的降雨历时和排涝设计的降雨过程，确定整个降雨过程中的主要降雨时段，并用排水设计值进行替换，计算出雨量差的算术平均值，并分摊到每个降雨时段中，这个过程就是城区内涝降雨综合设计的过程。第六，不断的重复第四和第五步骤，能够得到該地区的N场降雨综合设计过程。第七，根据N场降雨的过程以及排涝设计过程计算城区汇流，然后根据评估标准进行评估，以合格的评估结果作为综合设计降雨过程。
2.3实例应用
以我国华东地区某城市为例。该城市的汇水面积为55.1km2。区域排水通道通过一条明渠将雨水排入附近的河流，并通过泵站将水排出城区。设计降雨的过程由三个部分组成，即排水设计降雨、排涝设计降雨、综合设计降雨[2]。根据该城市的降水与排水的相关资料数据，并以该城区的河道排水特征为依据，选择降雨历时2小时、间隔时段为5分钟的芝加哥雨型作为设计降雨的过程，计算结果如图1所示。
图 1 芝加哥雨型计算结果图
然后计算排涝设计的降雨过程，选择2015年7月15日和2016年8月12日的降雨历时1小时、时段间隔五分钟的两次降雨过程，统计时段为降雨量最大的3、12、21时，对计算结果进行同频率的缩放，从而得到排涝设计降雨过程。如图2所示。
2015年7月15日
2016年8月12日
图 2 排涝设计降雨效果图
在综合设计降雨的计算过程中，先用排水设计降雨代替排涝设计降雨的主降时段，降雨量差值的算术平均值分配到各剩余阶段，从而得到综合设计降雨的过程，根据评估标准，分析排水、排涝的重现期，分析结果如表1所示。
采用十年一遇的排水设计降雨和一年一遇的排涝设计降雨形成的综合设计降雨得到的排水重现期会相应的降低，根据一年一遇的典型降雨过程形成的排水设计降雨的主、次要降雨段都低于十年一遇的排水设计降雨量，在主降雨时段被排水降雨替换之后，次降雨时段就会转变为主降雨时段，缩短了排水设计重现期。在该城区，根据不同的降雨和排涝设计标准得到的综合设计降雨不符合该地区的特征。
3排涝流量的推算方法
排涝流量通常是通过Info Work ICM软件计算的，利用SWMM模型计算汇流过程，利用Horton模型计算产流过程。通过排涝设计降雨和综合设计降雨得到的排涝流量是有一定差距的，根据不同的重现期进行评估，两者都通过了评估。结果表明，在该城区的排水系统中，不同年限的重现期排涝标准的衔接比较好。现阶段，该城区的排涝还没有达到标准要求，在未来的排涝工作中，当地的相关部门还要对排水标准进行合理的规划，提高排水系统的工作效率，有效的缓解城市内涝问题。
结语：综上所述，城区内涝是影响城市生活的重要因素之一，给城市居民的生活造成了一定的困扰，也威胁着建筑的质量安全，因此，必须做好排涝工作，有效排除城区内的雨水。设计科学合理的排水方案，对城区的内涝问题进行合理的规划，规范排涝系统的设计，提高排涝措施的合理性，缓解城区内涝问题。
参考文献：
[1]嘉楠，延耀兴，靳春蕾.基于城市内涝点的防洪排涝模式研究[J].人民黄河，2016（04）.
[2]戴晶晶，刘增贤，陆沈钧.基于数值模拟的城市内涝风险评估研究[J].水利规划与设计，2015（06）.