目前，國內(nèi)各城市的排水系統(tǒng)和河道排澇系統(tǒng)分屬于不同的管理機構(gòu)，遵循不同的標準規(guī)范。該文研究了城鎮(zhèn)排水標準和排澇標準在設(shè)計暴雨選樣方法、設(shè)計流量方法、設(shè)計暴雨歷時、設(shè)計重現(xiàn)期等方面的差異，并圍繞設(shè)計流量相當、水位銜接和模型評估等三種方法，梳理分析了排水標準和排澇標準銜接的研究進展，為城鎮(zhèn)排水防澇研究和規(guī)劃的有效開展提供重要基礎(chǔ)研究。

據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部統(tǒng)計，2010年發(fā)生內(nèi)澇的城市多達211個，包括北京、廣州、武漢、南京等大城市，城市內(nèi)澇問題已成為影響居民生活的關(guān)鍵問題。城鎮(zhèn)排水防澇工程體系是由城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)和水利排澇系統(tǒng)共同組成，其中，城鎮(zhèn)排水則是解決城鎮(zhèn)范圍內(nèi)的各產(chǎn)業(yè)廢水、生活污水和雨水等對城鎮(zhèn)的威脅；而水利排澇是解決城鎮(zhèn)范圍內(nèi)徑流過多（含外來徑流）對城鎮(zhèn)的威脅。由于管理體制原因，我國市政管網(wǎng)排水一般由城建部門負責(zé)，而水利排澇一般由水利部門負責(zé)，兩者分別遵循不同的行業(yè)標準及規(guī)范，各有特定的適用范圍和局限，導(dǎo)致國內(nèi)各城市采用的排澇標準與排水標準之間缺乏合理銜接。因此，對影響城鎮(zhèn)排水標準與水利排澇標準的因素及其差異進行綜合對比分析，研究城鎮(zhèn)排水與水利排澇標準相互銜接關(guān)系，對協(xié)調(diào)城鎮(zhèn)排水與水利排澇設(shè)計標準，保證城鎮(zhèn)管網(wǎng)和外排河道澇水的順利排除具有重要意義。

城鎮(zhèn)排水標準和水利排澇標準雖然均是城鎮(zhèn)排水防澇工程體系的重要組成部分，但是兩者的標準組成存在一定的差異。

1.1設(shè)計暴雨選樣方法

設(shè)計暴雨選樣方法有年最大值法、年多個樣法等。目前，城鎮(zhèn)排水設(shè)計中設(shè)計暴雨選樣多采用年多個樣法，低重現(xiàn)期時可較為真實地反映暴雨的統(tǒng)計規(guī)律。盡管2014年版《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定“具有20年以上雨量記錄的地區(qū)，排水系統(tǒng)設(shè)計暴雨強度公式應(yīng)采用年最大值法”，但目前大部分城市仍沿用年多個樣法推算的暴雨強度公式。而水利排澇設(shè)計中設(shè)計暴雨的選樣方法則為年最大值法，這種方法在推算高重現(xiàn)期時的設(shè)計暴雨比較準確。

1.2設(shè)計流量方法

目前，我國城鎮(zhèn)排水設(shè)計與水利部門在推求設(shè)計流量時仍主要采用推理公式法。推理公式設(shè)計方法只能計算得到管渠的最大峰值流量，對于涉及到與管網(wǎng)排出口或受納水體相連和大面積的開發(fā)區(qū)域的項目，其適用性較差。對于無調(diào)蓄設(shè)施（區(qū)）的區(qū)域，城鎮(zhèn)排水與排澇沒有較大的差異，城鎮(zhèn)排水（澇）流量和泵站排澇流量都可按照城鎮(zhèn)暴雨強度公式來計算；對有調(diào)蓄設(shè)施（區(qū)）的區(qū)域，管道匯流直排（無調(diào)蓄設(shè)施的區(qū)域）的排澇流量按短歷時暴雨強度公式計算，因為河湖、溝塘的調(diào)蓄作用，決定排澇設(shè)施規(guī)模大小的降雨多為長歷時暴雨，此時，短歷時的暴雨強度公式在計算有調(diào)蓄設(shè)施（區(qū)）的區(qū)域的設(shè)計排澇流量時不再適用。

1.3設(shè)計暴雨歷時

城鎮(zhèn)排水對應(yīng)的小排水系統(tǒng)，即常規(guī)城鎮(zhèn)雨水管渠收集與排放系統(tǒng)，目標是快速排除雨水管渠匯水范圍內(nèi)的雨水。由于各級城鎮(zhèn)排水管道的匯水區(qū)較小，地面集流時間一般在數(shù)十分鐘以內(nèi)，因而城鎮(zhèn)排水的降雨歷時一般采用5、10、15、20、30、45、60、90、120、150min和180min共11個歷時。水利排澇對應(yīng)的大排水系統(tǒng)，由城鎮(zhèn)內(nèi)河、溝渠、小湖泊等組成，目標是排除整個城鎮(zhèn)匯水區(qū)域內(nèi)的澇水。排澇河道由于位于城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)的下游，將匯集一定數(shù)量的城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)服務(wù)范圍的來水，匯水面積相對較大，匯流路程較長，并且在運輸澇水的過程中存在一定的調(diào)蓄容積，使得在形成河道的最高水位相應(yīng)調(diào)蓄控制的歷時相對較長，因此水利排澇的統(tǒng)計歷時一般采用60min、3h、6h、12h以及24h共5個歷時。

1.4設(shè)計重現(xiàn)期

由于城鎮(zhèn)排水工程的服務(wù)對象較小，為雨水管渠的服務(wù)范圍，當其遭受超標暴雨時其影響范圍和損失均較小，而當?shù)孛娣e水消退時，其造成的影響能較快恢復(fù)，因此，城鎮(zhèn)排水工程主要用于解決城鎮(zhèn)常規(guī)降雨問題，其設(shè)計標準相對較低，根據(jù)2014年版《室外排水設(shè)計規(guī)范》對雨水排水管道的設(shè)計標準的規(guī)定，“雨水管渠設(shè)計重現(xiàn)期大城市中心城區(qū)應(yīng)為2~5年，其非中心城區(qū)為2~3年；特大城市中心城區(qū)3~5年，其非中心城區(qū)為2~3年”。而進行城鎮(zhèn)防洪排澇工程的規(guī)劃建設(shè)時，由于其工程服務(wù)對象為大的匯水區(qū)域，當區(qū)域遭受超標暴雨時，對匯水區(qū)域的負面影響巨大，并且在短期內(nèi)難以恢復(fù)，因此，水利排澇工程的設(shè)計標準較高，重點是用于應(yīng)對城鎮(zhèn)的超標暴雨，一般采用10年~20年。

2013年6月，住建部印發(fā)了《城市排水（雨水）防澇綜合規(guī)劃編制大綱》，其中要求在“城鎮(zhèn)防澇系統(tǒng)規(guī)劃”考慮“與城市防洪設(shè)施的銜接”，其中涉及了城鎮(zhèn)排水和水利排澇標準的銜接問題。目前，國內(nèi)針對城鎮(zhèn)排水標準和排澇標準的銜接研究主要集中在如下三個方面，分別為設(shè)計流量相當分析、水位銜接法和模型評估法。

2.1設(shè)計流量相當分析

針對特定區(qū)域，不同重現(xiàn)期的水利排澇和城鎮(zhèn)排水的設(shè)計流量有著數(shù)值上相當?shù)年P(guān)系，但由于各匯水區(qū)域的調(diào)蓄空間、下墊面性質(zhì)等水文條件存在差異，因此造成不同區(qū)域的城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)和水利排澇系統(tǒng)的設(shè)計重現(xiàn)期的對應(yīng)關(guān)系也存在差異�？煞謩e采用排水流量公式法和水利推理公式法，計算區(qū)域的設(shè)計流量，從而銜接城鎮(zhèn)排水標準和水利防澇標準。對于城鎮(zhèn)小區(qū)域的雨水匯流，應(yīng)按城鎮(zhèn)的暴雨強度公式和流量公式來計算確定；而對于內(nèi)河、較大排水溝渠的澇水流量，應(yīng)根據(jù)當?shù)厮�文的相關(guān)公式計算確定；而針對郊區(qū)的澇水流量，可采用排澇模數(shù)法、徑流系數(shù)法、平均排除法等方法計算確定。

范立柱等通過計算并對比城鎮(zhèn)排水和水利排澇的設(shè)計流量，研究結(jié)果表明廣州市城市建筑密集區(qū)的水利排澇20年一遇設(shè)計標準與城鎮(zhèn)排水2年一遇的設(shè)計標準相對應(yīng)，城市建筑稀疏區(qū)的水利排澇20年一遇設(shè)計標準與城鎮(zhèn)排水的10年一遇的設(shè)計流量相對應(yīng)。范威等對東莞市新開河流域的內(nèi)澇整治工程進行設(shè)計流量相當?shù)挠嬎惴治�，結(jié)果表明城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的5年一遇排水流量等量于水利排澇的20年一遇推理公式法計算的洪峰流量，且當匯流面積越小，兩者數(shù)值越接近。陳斌對某市2.9km²的集水片區(qū)分別按水利排澇的推理公式法與城鎮(zhèn)排水流量公式分別計算排水（澇）流量，結(jié)果如表1所示。

表1某城市片區(qū)的排澇流量與排水流量比較

2.2水位銜接法

水位銜接法是將城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)出水口水位和內(nèi)河水位進行銜接，并以管網(wǎng)出水口處和內(nèi)河可承受的最高水位（臨界水位）為城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)和排澇系統(tǒng)的邊界，以保證兩個系統(tǒng)的標準合理銜接，組建的城鎮(zhèn)排水（防澇）工程體系合理有效。

梁小光等基于Infoworks CS 模型，綜合考慮城鎮(zhèn)排水和水利排澇之間的關(guān)系，模擬評估了寧波市某區(qū)不同內(nèi)河水位下不同設(shè)計暴雨重現(xiàn)期時系統(tǒng)的排水能力，結(jié)果表明，現(xiàn)狀雨水管網(wǎng)基本能夠抵御1年一遇降雨，但在3年一遇和5年一遇降雨情況下積水嚴重。當內(nèi)河水位在1.36~1.90米時，對管網(wǎng)系統(tǒng)的排水能力影響不大；當其超過1.9米后，系統(tǒng)排水能力受到顯著影響，模擬地面積水點顯著增加，且與歷史積水點吻合度較高；研究區(qū)域管道重力排水的臨界內(nèi)河水位約為1.90米。

2.3模型評估法

20世紀60年代，一些發(fā)達國家已開始對于城鎮(zhèn)排水模型、雨洪模型等方面進行研究。目前全世界使用較廣的水力模型軟件有SWMM 模型、Mike 系列、Inforworks系列等。

模型評估法是基于城鎮(zhèn)雨水管理的總體目標，利用產(chǎn)匯流模型和管網(wǎng)內(nèi)河耦合模型對城鎮(zhèn)排水標準和排澇標準進行銜接，是一種較先進理念的方法。對于開發(fā)強度較大的城鎮(zhèn)區(qū)域，首先需對其現(xiàn)狀城鎮(zhèn)排水能力進行綜合評估，并根據(jù)評估結(jié)果，通過制定相應(yīng)管理策略實現(xiàn)城鎮(zhèn)排水的安全，最終與目標進行銜接；待開發(fā)或開發(fā)強度較低的區(qū)域，首先需根據(jù)傳統(tǒng)推理公式法形成基本的排水防澇規(guī)劃方案，再采用數(shù)學(xué)模型法對方案進行評估和校核，再根據(jù)評估結(jié)果調(diào)整規(guī)劃方案或制定相應(yīng)策略，最終實現(xiàn)銜接目標。

（1）城鎮(zhèn)排水標準與水利排澇標準在設(shè)計暴雨選樣方法、設(shè)計流量方法、設(shè)計暴雨歷時、設(shè)計重現(xiàn)期等方面存在差異，導(dǎo)致國內(nèi)各城鎮(zhèn)采用的城鎮(zhèn)排水標準和水利排澇標準缺乏合理銜接。

（2）目前，國內(nèi)關(guān)于城鎮(zhèn)排水標準和排澇標準的銜接研究主要集中于設(shè)計流量相當分析、水位銜接法和模型評估法。建議各城市在進行城市內(nèi)澇防治規(guī)劃時，通過系統(tǒng)分析本地的區(qū)域范圍、水文狀況、降雨資料等資料來確定適合于本地區(qū)的排水和水利的重現(xiàn)期的轉(zhuǎn)換關(guān)系，從而為城鎮(zhèn)排水標準與水利排澇標準的統(tǒng)一提供依據(jù)。

本文選自《凈水技術(shù)》2016年第三期“經(jīng)驗交流”欄目，作者：住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標準定額研究所/張惠鋒。原文可登錄此網(wǎng)址進行下載：http://www.cnki.net/KCMS/detail/31.1513.TQ.20160628.1055.046.html