中國東部城市排澇標準研究學習教案

1、會計學1中國東部城市中國東部城市(chngsh)排澇標準研究排澇標準研究第一頁，共36頁。一、問題一、問題(wnt)分析分析第1頁/共36頁第二頁，共36頁。長江三角洲長江三角洲濱江地區(qū)濱江地區(qū)( (d d q q ) )第2頁/共36頁第三頁，共36頁。 中國東部城市近年來內(nèi)澇問題頻現(xiàn)，已經(jīng)中國東部城市近年來內(nèi)澇問題頻現(xiàn)，已經(jīng)顯著影響經(jīng)濟社會的安定和發(fā)展。深入分析引發(fā)顯著影響經(jīng)濟社會的安定和發(fā)展。深入分析引發(fā)城市內(nèi)澇的排水、防澇及地面積水標準存在的問城市內(nèi)澇的排水、防澇及地面積水標準存在的問題，對于制定合理題，對于制定合理(hl)(hl)的排水防澇對策和規(guī)劃的排水防澇對策和規(guī)劃，是非常必要的

2、。，是非常必要的。 現(xiàn)以廈門市為例加以討論。現(xiàn)以廈門市為例加以討論。第3頁/共36頁第四頁，共36頁。u城市防洪、排澇、排水工程規(guī)劃設計采用不城市防洪、排澇、排水工程規(guī)劃設計采用不同的行業(yè)規(guī)范及水文水利計算方法，尤其同的行業(yè)規(guī)范及水文水利計算方法，尤其(yuq)(yuq)是區(qū)域排澇與管道排水在選樣方法、是區(qū)域排澇與管道排水在選樣方法、設計標準、設計歷時方面存在不一致的情況設計標準、設計歷時方面存在不一致的情況，造成排水與排澇系統(tǒng)的不銜接，影響了正，造成排水與排澇系統(tǒng)的不銜接，影響了正常的排水防澇。常的排水防澇。 問題問題(wnt)分析分析第4頁/共36頁第五頁，共36頁。u河道排澇系統(tǒng)與管道排

3、水系統(tǒng)的分別設計，常河道排澇系統(tǒng)與管道排水系統(tǒng)的分別設計，常使得交界水文條件不銜接。在排水管道系統(tǒng)不超使得交界水文條件不銜接。在排水管道系統(tǒng)不超標的情況下，當降雨持續(xù)時間較長、降雨量較大標的情況下，當降雨持續(xù)時間較長、降雨量較大并超過河道排澇能力時，盡管短歷時的降雨強度并超過河道排澇能力時，盡管短歷時的降雨強度低于管道設計雨強，河道澇水位常常對管道排水低于管道設計雨強，河道澇水位常常對管道排水產(chǎn)生頂托產(chǎn)生頂托(dn tu)(dn tu)、倒灌。、倒灌。問題問題(wnt)分析分析第5頁/共36頁第六頁，共36頁。u河道河道(hdo)(hdo)排澇設計目標是在設計條件排澇設計目標是在設計條件下河道

4、下河道(hdo)(hdo)不漫溢，而沒有考慮地面是不漫溢，而沒有考慮地面是否積水，這對于天然流域或農(nóng)村影響不大，否積水，這對于天然流域或農(nóng)村影響不大，因為這些區(qū)域具有一定地面調(diào)蓄能力和允許因為這些區(qū)域具有一定地面調(diào)蓄能力和允許受淹時間，而城市地面是不允許積水的。受淹時間，而城市地面是不允許積水的。問題問題(wnt)分析分析第6頁/共36頁第七頁，共36頁。u現(xiàn)行管道排水標準一般按滿管重力流現(xiàn)行管道排水標準一般按滿管重力流設計，普遍較低，根據(jù)排水標準無法確設計，普遍較低，根據(jù)排水標準無法確定可能導致的地面積水定可能導致的地面積水(j shu)(j shu)頻次頻次。 問題問題(wnt)分析分析第

5、7頁/共36頁第八頁，共36頁。第8頁/共36頁第九頁，共36頁。 目前國內(nèi)水利部門在區(qū)域排澇中采用目前國內(nèi)水利部門在區(qū)域排澇中采用(ciyng)(ciyng)年最大值，市政部門在管渠排水中年最大值，市政部門在管渠排水中采用采用(ciyng)(ciyng)年多個樣，對于相同的樣本系年多個樣，對于相同的樣本系列，由于選樣方法的差異，得出的頻率計算結(jié)列，由于選樣方法的差異，得出的頻率計算結(jié)果不一致，造成依據(jù)不同選樣方法得出的設計果不一致，造成依據(jù)不同選樣方法得出的設計標準不一致。標準不一致。第9頁/共36頁第十頁，共36頁。 室外排水設計規(guī)范（2011年修訂版）提出，在編制短歷時暴雨公式中，雨量資

6、料超過30年時(ninsh)，也可以采用年最大值法，但必須論證與年多個樣法差異，找出兩者重現(xiàn)期之間的關(guān)系。不僅從排水和排澇銜接的角度，而且即使排水設計本身，也要論證年最大值法與年多個樣法的差異，因而有必要進行不同選樣方法下重現(xiàn)期關(guān)系不僅從排水和排澇銜接的角度，而且即使排水設計本身，也要論證年最大值法與年多個樣法的差異，因而有必要進行不同選樣方法下重現(xiàn)期關(guān)系(gun x)(gun x)研究。研究。第10頁/共36頁第十一頁，共36頁。 廈門氣象站位于廈門島內(nèi)，是廈門島內(nèi)降廈門氣象站位于廈門島內(nèi)，是廈門島內(nèi)降雨資料觀測整編規(guī)范的國家基準站點，資料系列雨資料觀測整編規(guī)范的國家基準站點，資料系列(xl

7、i)(xli)能較好的反映整個島內(nèi)的降雨特征。本次能較好的反映整個島內(nèi)的降雨特征。本次研究選擇廈門氣象站作為雨量代表站。研究選擇廈門氣象站作為雨量代表站。第11頁/共36頁第十二頁，共36頁。 城市管道排水系統(tǒng)暴雨設計歷時遠小于河城市管道排水系統(tǒng)暴雨設計歷時遠小于河道排澇系統(tǒng)，排水系統(tǒng)降雨歷時取道排澇系統(tǒng)，排水系統(tǒng)降雨歷時取5 5、1010、1515、2020、3030、4545、6060、9090、120min120min，河道排澇系統(tǒng)降雨，河道排澇系統(tǒng)降雨歷時取歷時取1 1、3 3、6 6、1212、24h24h，合計共計，合計共計1414個歷時，個歷時，作為作為(zuwi)(zuwi)特

8、征暴雨統(tǒng)計歷時。特征暴雨統(tǒng)計歷時。第12頁/共36頁第十三頁，共36頁。針對年多個樣法和針對年多個樣法和1414個降雨歷時，從廈門站個降雨歷時，從廈門站1980-20101980-2010年雨量年雨量(yling)(yling)記錄中，每年選取記錄中，每年選取6-86-8個最大值。將每個歷時子樣按大小次序排列后選用前個最大值。將每個歷時子樣按大小次序排列后選用前120120個最大值，合計個最大值，合計16801680個降雨量個降雨量(yling)(yling)數(shù)據(jù)作為研究樣本。數(shù)據(jù)作為研究樣本。針對年最大值法，則選取了針對年最大值法，則選取了3030年每年的最大值，年每年的最大值，1414個降

9、雨歷時共個降雨歷時共420420個降雨量個降雨量(yling)(yling)數(shù)據(jù)作為研究樣本。數(shù)據(jù)作為研究樣本。第13頁/共36頁第十四頁，共36頁。第14頁/共36頁第十五頁，共36頁。年多個樣年多個樣法重現(xiàn)期法重現(xiàn)期（年）（年）年最大值法相應重現(xiàn)期（年）年最大值法相應重現(xiàn)期（年）5min10min15min20min30min45min60min90min120min0.51.31.31.31.31.31.21.21.21.212.02.01.92.01.91.81.81.71.623.13.23.13.33.02.93.02.62.534.34.44.14.44.14.04.13.63.

10、456.36.46.16.86.36.16.45.45.01011.111.110.512.211.411.411.910.09.12019.419.818.222.321.321.922.919.016.8在設計值相同在設計值相同(xin tn)(xin tn)的情況下，重現(xiàn)期較低時由年最大值法得到的重現(xiàn)期大于年多個樣法的重現(xiàn)期，但其倍比隨重現(xiàn)期的增大而迅速減小。的情況下，重現(xiàn)期較低時由年最大值法得到的重現(xiàn)期大于年多個樣法的重現(xiàn)期，但其倍比隨重現(xiàn)期的增大而迅速減小。第15頁/共36頁第十六頁，共36頁。第16頁/共36頁第十七頁，共36頁。 城市城市(chngsh)(chngsh)管道排水與

11、河道排澇分別設計，采用不同的標準和方法，兩個系統(tǒng)交界面上的水文設計值可能發(fā)生不銜接現(xiàn)象，當河道汛期水位超過管道出口設計水位時，會對管道排水產(chǎn)生頂托甚至倒灌，影響管道正常排水或造成地面積水。因此需要分析城市管道排水與河道排澇分別設計，采用不同的標準和方法，兩個系統(tǒng)交界面上的水文設計值可能發(fā)生不銜接現(xiàn)象，當河道汛期水位超過管道出口設計水位時，會對管道排水產(chǎn)生頂托甚至倒灌，影響管道正常排水或造成地面積水。因此需要分析城市(chngsh)(chngsh)管網(wǎng)排水與河道排澇標準關(guān)系，為河道排澇標準的合理取值提供建議。管網(wǎng)排水與河道排澇標準關(guān)系，為河道排澇標準的合理取值提供建議。第17頁/共36頁第十八頁

12、，共36頁。 為了分析低強度長時段降雨量對管道排水的影響為了分析低強度長時段降雨量對管道排水的影響，統(tǒng)計分析每年低于管道短歷時設計暴雨強度的較長，統(tǒng)計分析每年低于管道短歷時設計暴雨強度的較長歷時雨量，分析這些雨量發(fā)生的頻率，根據(jù)河道調(diào)蓄歷時雨量，分析這些雨量發(fā)生的頻率，根據(jù)河道調(diào)蓄能力和排澇能力和排澇(pi lo)(pi lo)特性，分析對管道排水的影響。特性，分析對管道排水的影響。第18頁/共36頁第十九頁，共36頁。 根據(jù)城市河道特性，選擇河道澇水影響管根據(jù)城市河道特性，選擇河道澇水影響管道排水的破壞率為道排水的破壞率為3%5%，排水排澇，排水排澇(pi lo)調(diào)蓄調(diào)蓄時間為時間為612h

13、，得出管道排水各種重現(xiàn)期對應的河，得出管道排水各種重現(xiàn)期對應的河道排澇道排澇(pi lo)重現(xiàn)期。重現(xiàn)期。第19頁/共36頁第二十頁，共36頁。年多個樣法重現(xiàn)期年多個樣法重現(xiàn)期123510對應河道排澇重現(xiàn)期對應河道排澇重現(xiàn)期6.815.412.424.013.426.020.633.721.634.6建議河道排澇重現(xiàn)期建議河道排澇重現(xiàn)期1015202530廈門站廈門站30min管道排水對應河道排澇管道排水對應河道排澇(pi lo)重現(xiàn)期重現(xiàn)期年多個樣法重現(xiàn)期年多個樣法重現(xiàn)期123510對應河道排澇重現(xiàn)期對應河道排澇重現(xiàn)期14.026.020.633.021.637.223.038.023.03

14、8.0建議河道排澇重現(xiàn)期建議河道排澇重現(xiàn)期2025303030第20頁/共36頁第二十一頁，共36頁。第21頁/共36頁第二十二頁，共36頁。 由于管道具有一定埋深，遭遇超標準暴雨時，管道會產(chǎn)生壓力流，管道的匯水能力大于設計由于管道具有一定埋深，遭遇超標準暴雨時，管道會產(chǎn)生壓力流，管道的匯水能力大于設計(shj)能力。當管頂水壓力超過埋深時，即發(fā)生地面積水。通過對地面積水下匯水能力分析，可建立管道排水標準與地面積澇重現(xiàn)期對應關(guān)系，作為管道設計能力。當管頂水壓力超過埋深時，即發(fā)生地面積水。通過對地面積水下匯水能力分析，可建立管道排水標準與地面積澇重現(xiàn)期對應關(guān)系，作為管道設計(shj)和地面防澇設

15、計和地面防澇設計(shj)的依據(jù)。的依據(jù)。第22頁/共36頁第二十三頁，共36頁。 由曼寧公式推求壓力水頭達到地表高程流態(tài)下管道由曼寧公式推求壓力水頭達到地表高程流態(tài)下管道(gundo)匯水能力，當超過此匯水能力時，表示地面受淹。匯水能力，當超過此匯水能力時，表示地面受淹。 考慮到不同管段的取值，取壓力流條件下管道考慮到不同管段的取值，取壓力流條件下管道(gundo)匯水能力與設計能力不同比值，從而推求出不同管道匯水能力與設計能力不同比值，從而推求出不同管道(gundo)設計標準對應地面積水重現(xiàn)期。設計標準對應地面積水重現(xiàn)期。第23頁/共36頁第二十四頁，共36頁。管道排水管道排水設計重現(xiàn)期設

16、計重現(xiàn)期管道壓力流下（用倍比反映）對應重現(xiàn)期管道壓力流下（用倍比反映）對應重現(xiàn)期1.1倍比倍比1.2倍比倍比1.3倍比倍比1.4倍比倍比1.5倍比倍比11.42.02.84.05.623.04.66.810.315.534.77.411.618.228.458.313.522.336.661.01017.731.254.594.8170.7第24頁/共36頁第二十五頁，共36頁。管道排水管道排水設計重現(xiàn)期設計重現(xiàn)期管道壓力流下（用倍比反映）對應重現(xiàn)期管道壓力流下（用倍比反映）對應重現(xiàn)期1.1倍比倍比1.2倍比倍比1.3倍比倍比1.4倍比倍比1.5倍比倍比11.52.13.14.56.623.2

17、4.97.812.119.034.98.013.021.034.658.614.625.142.773.11018.434.162.4116.4213.3兩點說明：兩點說明：1 1、以上關(guān)系未考慮河道、以上關(guān)系未考慮河道(hdo)(hdo)排澇對管道排水的影響排澇對管道排水的影響2 2、可采取諸如、可采取諸如LIDLID的措施以降低地面積水頻次的措施以降低地面積水頻次第25頁/共36頁第二十六頁，共36頁。第26頁/共36頁第二十七頁，共36頁。第27頁/共36頁第二十八頁，共36頁。用地類型用地類型小暴雨系統(tǒng)重現(xiàn)期小暴雨系統(tǒng)重現(xiàn)期大暴雨系統(tǒng)重現(xiàn)期大暴雨系統(tǒng)重現(xiàn)期農(nóng)村郊區(qū)農(nóng)村郊區(qū)110居民區(qū)居

18、民區(qū)220城市中心、工業(yè)和商業(yè)區(qū)城市中心、工業(yè)和商業(yè)區(qū)（有洪水監(jiān)測）（有洪水監(jiān)測）230城市中心、工業(yè)和商業(yè)區(qū)城市中心、工業(yè)和商業(yè)區(qū)（無洪水監(jiān)測）（無洪水監(jiān)測）530地鐵和地下通道地鐵和地下通道1050第28頁/共36頁第二十九頁，共36頁。地區(qū)地區(qū)小暴雨系統(tǒng)重現(xiàn)期小暴雨系統(tǒng)重現(xiàn)期大暴雨系統(tǒng)重現(xiàn)期大暴雨系統(tǒng)重現(xiàn)期居民區(qū)居民區(qū)2-5100高產(chǎn)值的商業(yè)區(qū)高產(chǎn)值的商業(yè)區(qū)2-10機場機場2-10高產(chǎn)值的鬧市區(qū)高產(chǎn)值的鬧市區(qū)5-10洲際高速公路或排水河道洲際高速公路或排水河道100第29頁/共36頁第三十頁，共36頁。排水系統(tǒng)類別排水系統(tǒng)類別重現(xiàn)期重現(xiàn)期市區(qū)排水干渠系統(tǒng)市區(qū)排水干渠系統(tǒng)200市區(qū)排水支渠

19、系統(tǒng)市區(qū)排水支渠系統(tǒng)50主要鄉(xiāng)郊集水區(qū)防洪渠主要鄉(xiāng)郊集水區(qū)防洪渠50鄉(xiāng)村排水系統(tǒng)鄉(xiāng)村排水系統(tǒng)10密集使用農(nóng)地密集使用農(nóng)地2-5第30頁/共36頁第三十一頁，共36頁。1. 1. 城市雨水管網(wǎng)設計標準城市雨水管網(wǎng)設計標準建議一般地區(qū)新建管道提高至建議一般地區(qū)新建管道提高至3 3年一遇；匯水面積年一遇；匯水面積1 1平方公里以上雨水干管采用平方公里以上雨水干管采用5 5年一遇；封閉洼地年一遇；封閉洼地(wd)(wd)、重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴重后果的地區(qū)采用、重要干道、重要地區(qū)或短期積水即能引起較嚴重后果的地區(qū)采用5 5年一遇；特別重要地區(qū)采用年一遇；特別重要地區(qū)采用1010年一遇或以上。年一遇或以上。 第31頁/共36頁第三十二頁，共36頁。2. 2. 城市城市(chngsh)(chngsh)河道排澇標準河道排澇標準基于管網(wǎng)排水與河道排澇的銜接，匯水時間為基于管網(wǎng)排水與河道排澇的銜接，匯水時間為60min60min的城市的城市(chngsh)(chngsh)雨水管網(wǎng)設計標準為雨水管網(wǎng)設計標準為3 3、5 5、1010年時，對應的河道排澇標準分別為年時，對應的河道排澇標準分別為2020、2525、3030年；匯水時間為年；匯水時間為30min30min的城市的城市(chngsh)