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文档简介

1、水 文 化 与 海 绵 城 市 4 -雨洪管理 上海市水务规划设计研究院 赵敏华 ,一、五水共治 1.1、水利行者文化鼓手1.2、水多水少和水脏了1.3、生态示范五水共治 二、河流文化2.1、治水治国人水和谐 2.2、水利发展河流文化2.3、神奇重庆历史三峡三、水与上海3.1、上海城市沧海桑田3.2、河道水系功能变化水源地、模型应用 3.3、大陆文化海洋文化 四、海绵城市4.1 雨洪管理理念法规4.2 生态排水绿色基础4.3 国内雨洪管理现状防洪规范、排水规范标准4.4 雨洪管理综合模型模型应用、综合规划大纲4.5 综合规划五水共治 五、生态智慧 5.1、生态文明绿色低碳5.2、转型发展健康生

2、活5.3、生态治水问题建议,LID(低冲击开发),即在开发中减少对环境的冲击。 LID的雨洪利用尽量模拟自然、生态的状况,通过分散的,小规模的源头控制来进行径流水质与水量的管理, 减少开发建设对自然生态的冲击,达到人与自然的和谐!,城市化前,常规建设后,低冲击建设后,Low Impact Development,LID?,北京暴雨三因素: 水汽-地形-热岛 超标准暴雨越来越多? 时空分布越不均匀?,1、 积水原因分析,(1)城市建设快速发展造成降雨时径流量增加,20002010年北京市建成区面积由488km2增加至670km2; 由此造成城市地表径流系数由原设计0.55有较大提高。,1、积水原

3、因分析,(2)强降雨超过现有设施能力,“7.21” 北京市域平均降雨量170mm,中心城区平均降雨量215mm, 小时降雨量超过70mm观测站数20个,城区最大降雨点石景山328mm; 全市主要积水道路63处,积水30公分以上路段30处。 现有排水系统3640mm(P=12年) ,雨水泵站4045mm(P=23年)建设 持续强降雨产生大量地表径流,不能通过现有排水设施顺畅排除。,1、 积水原因分析,(3)排水系统出口河道水位顶托,排水系统出口河道水位上涨,部分过路桥涵成“卡口”, 致使水位上涨,甚至漫溢,对排水系统形成顶托; 部分河道未达行洪标准,影响排水系统正常退水。,河道未按规划疏浚形成漫

4、溢,1、 积水原因分析,(4)周边排水系统不完善,大量客水进入桥区,周边部分排水系统没有出路,大量“客水”进入桥区低点, 超过低水系统抽排能力,造成桥区积水。,“排蓄并举一体化” 城市防涝蓄排系统 以河、湖、渠、池等城市水系为主体, 调蓄隧道(池)为辅城市防涝大系统。,水循环 宏循环 大循环 中循环 小循环 微循环,洪 涝 水排水 雨,湖北经济学院,2011年6月18日武汉暴雨, “看海”、 “问责”,大学操场,2011.6.18武汉市渍水分析,本次渍水点共88处,其中汉口28处、汉阳8处、武昌52处,因洪致涝洪涝不调,10月16日:武汉水务局长报告-近年洪涝,解放初,100 亩以上湖泊 30

5、0 多。 解放后围湖造田,填湖建厂, 填湖开发,湖泊水面锐减。 玻璃荡子、小东湖、茶叶港、都司湖等 8 个湖泊完全填没,现只剩湖泊 27 个。,解放前武汉,50年代武汉,广州市规划院前总规划师袁奇峰: 城市“硬质化”是“元凶” 新区水浸主因公园少 扩大水面增强排涝,他建议,参照以前的公园与城市比例, 通过连通河涌、建造公园等, 扩大水面,加大渗透,增强自然排涝功能。 从规划开始!先学古人,为啥江西赣州古城不淹水? 赣州是座“浮城”,乌龟形,龟首在城南,龟尾在城北,不管江水怎样涨,赣州城都能跟着浮起来。 有个故事:朱元璋为统一天下,派刘伯温领兵打赣州。刘伯温几次打不下来,有人告知,赣州城的西面是

6、章江,东面是贡江,两江在城北汇合成为赣江,三江绕赣州城。城墙轮廓线像个乌龟,龟脑袋在南门,尾巴在八境台。 刘伯温用四颗铁钉钉住了乌龟四只脚,打下了赣州城。 “不淹水得益于一套现在看来都 先进而科学的城市排水系统。”,赣 州 古 城 防 洪 排 涝 调 研,上犹江水库,油罗口水库,长冈水库,万安水库,赣 江,上犹江,章水,桃江,贡水,平江,梅江,城墙-防洪堤,福寿沟,北宋熙宁年间(1068年1077年),刘彝任知州,根据街道布局和地形特点,采取分区排水,建成了两个排水系统,形似篆体的“福”、“寿” ,故名福寿沟。 福寿沟利用城市地形高差,雨水、污水自排入江。专家评价,以现在雨污水量,再增加三四倍

7、都能应付,不会发生内涝,“古人的前瞻性真令人赞叹”。 按照刘彝当初的设计,城墙是最好的防洪堤坝,城内数百口水塘,与福寿沟连通起来,发挥调蓄作用。 让古人想不到的是后人竟填塘建房。“幸好八境台公园的那口蓄水塘还在。”今年几场暴雨,雨水先汇集到水塘,然后泵站才能从水塘里往江里抽水。 “否则,根本来不及排水。”,赣州古城内在地势低洼的地方形成很多天然水塘。另外, 古时修筑城墙, 就地取土, 在沿江岸旧城区内也形成了一些人工水塘。 水塘在城市生态系统的循环过程中, 起着调节气温、改善气候、美化环境、防捞排水等重要作用。 池塘众多,有嘶马池、凤凰池、鲤鱼池、清水塘、铁柜塘、蕻菜塘、荷包塘、狮子塘等。池中

8、各有水脉交通,常注不涸,相传三池之通塞,系人文之盛衰。赣州城虽历经改造,但迄今仍保留有部分城市湖泊,成为城市一景。,清水塘,铁柜塘,凤凰池,嘶马池,八境台,狮子塘,护城壕,蕻菜塘,荷包塘,完善的古城排水排洪系统福寿沟 古城内现有完善的排水系统福寿沟,虽不知创自何代,但北宋已存在,迄今有千年历史。据清同治年间修后依实情绘出图形,总长约12.6公里,其中寿沟约1公里,福沟约11.6公里。 1953年起,赣州修下水道,修复于厚德路的原福寿沟,长767. 6米,砖拱结构,宽1米,深1.5-1.6米。旧城区现有9个排水口,其中福寿沟水窗6个仍在使用。 至今福寿沟仍是旧城区的主要的排水干道。这在全国众多的

9、古城中是罕见的。,水没洞水口,龟角尾水口,西津门水口,行嗣庙水口,水叉口水口,东南水口,地表排水沟,支沟,主干沟,蓄水池塘,福寿沟排水系统结构示意图,水窗,一、五水共治 1.1、水利行者文化鼓手1.2、水多水少和水脏了1.3、生态示范五水共治 二、河流文化2.1、治水治国人水和谐 2.2、水利发展河流文化2.3、神奇重庆历史三峡三、水与上海3.1、上海城市沧海桑田3.2、河道水系功能变化水源地、模型应用 3.3、大陆文化海洋文化 四、海绵城市4.1 雨洪管理理念法规4.2 生态排水绿色基础4.3 国内雨洪管理现状防洪规范、排水规范标准4.4 雨洪管理综合模型模型应用、综合规划大纲4.5 综合规

10、划五水共治 五、生态智慧 5.1、生态文明绿色低碳5.2、转型发展健康生活5.3、生态治水问题建议,发达国家雨洪管理法规 美国:雨水最优化管理方法BMPs (Best Management Practices) 由BMPs发展到L ID、再到绿色水基础设施(Green Infrastructure) 德国:在新建小区之前,无论是工业、商业还是居民小区,均要设计雨水利用设施,若无雨水利用措施,政府将征收雨水设施费和排放费。 新西兰:1992年完成雨水处理装置(Storm Treatment Devices)设计指南 2000年出版控制雨水径流污染的技术手册。 日本:80年代提出“雨水流出抑制型下

11、水道”,采用各种渗透设施截留雨水收集利用,纳入国家下水道推进计划,政策和资金上支持。 英国:可持续城市排水系统SUDS ( Sustainable Urban Drainage Systems),绿色雨水基础设施是对“灰色雨水基础设施”的反思 美国环保局( EPA ):采用自然生态系统或模拟自然的人工系统的一系列产品、技术和措施, 以保障区域整体的环境质量和提供有效的服务。 重点是构建城市良性水文循环和雨洪控制利用。 美国规划协会:林荫街道、湿地、公园、林地、自然植被区等开放空间和自然区域组成的相互联系的网络, 能够以自然的方式控制城市雨水径流、减少城市洪涝灾害、控制径流污染、保护水环境; 核

12、心是水文循环。 在2008年低影响开发国际会议上,西雅图公共事业局提出绿色雨洪基础设施 ( Green Stormwater Infrastructure ),即充分利用自然条件并人工模拟自然生态的方式,通过雨洪利用、强化下渗、调蓄、滞留、蒸腾、蒸发等原理和一系列技术措施, 控制城市雨水径流污染、减少洪涝灾害、科学利用雨水资源、保护城市水环境和促进城市良性水循环。 2010年,美国环保总署定义为21世纪的绿色基础设施 (Green Infrastructure),绿色雨水基础设施体系的发展 40年来,由BMPs发展到L ID、再到SUDS体系及绿色雨水基础设施 1、BMPs体系1972年,美国

13、联邦水污染控制法第一次提出最佳管理措施BMPs ( Best Management Practices),起初BMPs主要是控制非点源污染,现在BMPs已经注重利用综合措施来解决水质、水量和生态等问题。BMPs包括雨水池(塘)、雨水湿地、渗透设施、生物滞留和过滤设施等工程性措施, 及各种管理措施。 2、 L ID体系低环境影响开发LID (Low Impact Development)的理念最初由新西兰科学家提出。1990年,美国马里兰州环境资源署将LID和最佳管理措施BMPs有机结合,从基于微观尺度控制的BMPs基础上,发展成L ID体系,主要是通过分散的、小规模的源头控制来达到对暴雨所产生

14、的径流和污染的控制,在开发中尽量减少对环境的冲击和破坏,使开发地区尽量接近于自然的水文循环。 LID设计分为保护性设计、渗透技术、径流储存、径流输送技术、过滤技术、低影响景观等六部分。,绿色雨水基础设施体系的发展 3、 SUDS体系 1999年英国为解决传统排水体制产生的多发洪涝、严重的污染和对环境破坏等问题,吸取LID优点,将环境和社会因素纳入到排水系统中,建立了可持续城市排水系统SUDS ( Sustainable UrbanDra inage Systems)。 SUDS主要综合考虑水质、水量和娱乐游憩价值,见下图。 SUDS由“传统排水”提升到维持良性水循环的可持续排水系统, 综合考虑

15、水量、水质、水景观和生态环境等; 由原来只对城市排水设施的优化,上升到对整个区域水系统的优化, 还考虑城市污水与再生水, 通过综合措施改善城市整体水循环。,绿色雨水基础设施的功效 环境、经济、社会三方面: 环境方面:减少雨水径流量、峰值和径流污染, 增强地下水交换, 改善流域水文循环; 增加野生动物栖息地和提供居民休闲娱乐场所, 缓解城市热岛效应, 改善空气质量,提高居民生活健康水平; 减少合流制管道溢流量和溢流频率,改善河湖水环境,保护城市饮用水源。 经济方面:区域土地增值, 促进区域发展; 降低基础设施投资运行费 社会方面:增加居民与绿色接触的机会,提高绿化率及增加绿色空间, 提供宜居环境

16、, 增强宣传教育和公众环境意识。,国内外绿色雨水基础设施的实践 40多年研究、实践及推广, 在美国、欧洲等城市有很多成功的应用案例, 如美国的西雅图市、波特兰市及英国丹佛姆林市东区DEX等 在国内的北京、上海、深圳、武汉等城市建设中, 也开始了探索、研究和实践。,欧美国家的实践 1990年,西雅图公用事业局在实践中发现源头控制 是治理面源污染最经济有效的方法, 就在西雅图的商业和工业中心进行了面源污染源头控制试点。 研究的第一步是建立西雅图市中心水文、水利和城市管网模型, 对各种方法组合进行模拟和比较,模型已成为重要决策平台。 面源污染源头控制试点成功后, 西雅图公用事业局在整个流域内实行面源

17、污染源头控制。 2004年,西雅图LID都市自然排水系统(样板街区SEA Street), 获哈佛大学商学院年度最佳创新奖,其中LID样板街区详见图2-1、 自然排水系统的排水草沟详见图2-2。,西雅图LID都市自然排水系统改造样板街区SEA Street 街区改造前:,图2-1,在同一水量、水质标准下, LID的造价只是传统BMP的三分之二, 开发商还可得到税收优惠。,改造后, 水泥地面减少15%, 两侧有雨水花园 以植草沟连通。,SEA Street : 三年监测结果表明暴雨径流总量减少 90%,2004年获得哈佛大学商学院年度创新奖,2007年12月3日百年一遇的暴雨,2007年12月1

18、-2日华盛顿和俄勒冈州连下两场暴雨 2007年12月3日暴雨格外集中,6小时降雨量100年一遇 华盛顿州最大地区降雨量为17.4英寸(442mm),2007年12月3日百年一遇的暴雨,自然排水系统设计标准: 25年一遇的暴雨(195mm/6hr) 效率远远超出设计能力,从上到下的分层: 过滤透水层(3001000mm),30%堆肥+30%表土+40%砂; 过渡层(100mm),砂砾石或粗砂; 排水层(200mm),514mm砾石;穿孔管DN100。,植草沟示意图,美国城市雨洪管理,从自然排水到阴沟暗管 再回到绿色排水 王虹,IWHR 2013-10-16,Earlier Time,分散、地表排

19、水,自行修建管理 就近储、滲、蒸发,Historical Development,Private Decentralized Surface Slow/infiltration,Municipal Centralized Underground Fast/get out,Earlier1850 年,1850 年1990年,1990 年Present,A combined sewer construction in Philly,1909,美国密尔沃基线外隧道调蓄池,合流,绿色生态排水20年,到2011年,灰色和绿色的组合 反应了观念的改变,Big Pipe Photo,和 解决方案,灰色,绿色

20、,我们现在?,内江沿线三个排口,解放路泵站排口,古运河,花山路,弥陀寺巷,滨水路,长江路,东吴路,排口服务范围图,江滨泵站附近排口,绿竹巷排口,古城公园,虹桥港,北固山,解放路泵站排口位于沿江风光带,服务面积120ha,服务范围西至古运河、东至北固山、第一楼街一线,南至弥陀寺路。,绿竹巷排口位于北固山山下,服务面积70ha,西至北固山、第一楼街、东至古城公园,北至东吴路,南至花山路。,江滨泵站排口位于江滨泵站北侧,服务面积190ha,服务范围西至北固山一线,东至虹桥港,北至滨水路,南至东吴路。,今井川调蓄池结构示意图,今井川调蓄池内部,国内外研究现状:日本,日本今井川地下调蓄池(调蓄隧道)容量

21、178000 m3,池体内径10.8 m,长度2000 m,盾构法施工,沿国道一号线施工,服务面积达7.6 km2。,造价3-4万/方 运行?,波特兰市(Central Eastside Industrial District),雨污合流 深隧: 5.5km,直径4m,波特兰市深隧造价14亿美元 维护成本更高还能维持多久?,美国密尔沃基线外隧道调蓄池,绿色生态排水20年,到2011年,灰色和绿色的组合 反应了观念的改变,Big Pipe Photo,和 解决方案,灰色,绿色,我们现在?,提标方案 - 削峰缓排与系统改造,通过增设总管(1/2长) 由1年提高到35年,上海中心城区 初期雨水 径流

22、污染控制 调蓄隧道方案 300万方 400亿,内江三个排口调蓄池20万,20亿,古运河,花山路,弥陀寺巷,滨水路,长江路,东吴路,排口服务范围图,古城公园,虹桥港,北固山,结论: 减排提标分开 地上地下结合 广州深邃?,一、五水共治 1.1、水利行者文化鼓手1.2、水多水少和水脏了1.3、生态示范五水共治 二、河流文化2.1、治水治国人水和谐 2.2、水利发展河流文化2.3、神奇重庆历史三峡三、水与上海3.1、上海城市沧海桑田3.2、河道水系功能变化水源地、模型应用 3.3、大陆文化海洋文化 四、海绵城市4.1 雨洪管理理念法规4.2 生态排水绿色基础4.3 国内雨洪管理现状防洪规范、排水规范

23、标准4.4 雨洪管理综合模型模型应用、综合规划大纲4.5 综合规划五水共治 五、生态智慧 5.1、生态文明绿色低碳5.2、转型发展健康生活5.3、生态治水问题建议,城市硬化不通气! 绿色海绵接地气?,为什么绿地不能下凹? 不能下渗?,温岭闹市,国务院关于加强城市基础设施建设的意见 国务院国发(2013)36号 9月16日发布 各省、自治区、直辖市人民政府,国务院各部委、各直属机构: 城市基础设施是城市正常运行的物质基础, 对于改善人居环境、增强城市综合承载能力、 提高城市运行效率、稳步推进新型城镇化、 确保2020年全面建成小康社会具有重要作用。 加强城市基础设施建设, 有利于推动经济结构调整

24、和发展方式转变, 拉动投资和消费增长,扩大就业,促进节能减排。,二、围绕重点领域,促进城市基础设施水平全面提升(一)加强城市道路交通基础设施建设。 (二)加大城市管网建设和改造力度。 市政地下管网建设改造。城市排水防涝和防洪设施建设。 (三)加快污水和垃圾处理设施建设。 (四)加强生态园林建设。提升城市绿地功能。 通过透水介质,用耐水湿、吸附净化力强的植物, 加大雨水循环的滞、蓄、渗、净、用。 建设下沉式绿地及城市湿地公园,提升城市绿地 汇聚雨水、蓄洪排涝、补充地下水、净化生态等功能。,城市排水防涝和防洪设施建设。 积极推行低影响开发建设模式, 将雨水收集利用、可渗透面积等, 作为城市规划许可

25、和项目建设的前置条件, 因地制宜配套建设雨水滞渗、 收集利用等削峰调蓄设施。,绿色基础设施?,透水路面和不透水路面铺装的对比图(美国 Pringle Creek Community - Salem Oregon),低冲击开发,绿色基础设施?,西雅图LID都市自然排水系统改造样板街区SEA Street 街区改造前:,图2-1,在同一水量、水质标准下, LID的造价只是传统BMP的三分之二, 开发商还可得到税收优惠。,改造后, 水泥地面减少15%, 两侧有雨水花园 以植草沟连通。,一、五水共治 1.1、水利行者文化鼓手1.2、水多水少和水脏了1.3、生态示范五水共治 二、河流文化2.1、治水治国

26、人水和谐 2.2、水利发展河流文化2.3、神奇重庆历史三峡三、水与上海3.1、上海城市沧海桑田3.2、河道水系功能变化水源地、模型应用 3.3、大陆文化海洋文化 四、海绵城市4.1 雨洪管理理念法规4.2 生态排水绿色基础4.3 国内雨洪管理现状防洪规范、排水规范标准4.4 雨洪管理综合模型模型应用、综合规划大纲4.5 雨洪综合规划案例-温岭生态排水、管理模式 五、生态智慧 5.1、生态文明绿色低碳5.2、转型发展健康生活5.3、生态治水问题建议,国内雨洪管理现状 理念落后:? 偏向靠“雨污分流”来解决污染; 重终端治理轻源头控制; 重人工措施轻自然措施;重工程轻管理等。 体制复杂: 建筑关注

27、室外排水;市政关注管网; 水利关注洪涝;环保关注污水治理和达标排放。 园林绿化? 规范标准?,新版室外排水设计规范局部修订解读,对版的局部修订: 对排水体制、低影响开发()、 排水标准、雨水调蓄和渗透设施 等内容补充修订, 原规范排水标准偏低、无防治城镇积水措施、 无雨水综合利用设施等问题。,对2011版的再修订的主要技术内容: 补充规定检查井应设置防跌落装 置; 补充规定立体交叉道路地面径流量计算的要求 ; 补充规定用于面 源污染控制的雨 水调蓄池 的容积计算公式 和雨水调蓄池 出水处理的要求 ; 增加雨水利用设施和内涝防治工程设施的规定 ; 补充规定排水 系统检测与监测等 。, 室外排水设

28、计规范 (2014版)局部修订工作介绍,国家给水排水规范管理组 2014-3-20,主要内容,一、室外排水设计规范修订背景,1、上海市政总院会同11家单位, 先开展城镇排水系统标准体系研究。 2、借鉴欧盟、美国、日本等发达国家经验,排水标准体系和内涝防治标准体系涵盖排水防涝系统的设计、施工、修复、运行维护和管理的全流程,规划、建设、运营全过程指导。 3、源头控制与过程和末端治理并重,源头蓄渗、中途调蓄、末端治理有效结合。考虑区域差别有效措施提高排水标准。,城镇排水系统标准体系的建设,背 景 介 绍,我国城镇排水系统和内涝防治标准体系,背 景 介 绍,背 景 介 绍,背 景 介 绍,对排水工程设

29、计的总体原则进行了拓展说明 确立了土地开发不应增加径流量的原则 提高了雨水管渠设计重现期 明确了内涝防治系统的概念 确立了内涝防治设计重现期 对城市雨水利用提出了较为详细的规定 其它多项规定,主要技术内容,修 订 内 容,一、 保持现行规范的整体结构, 修订主要针对与雨水排水系统相关 的内容,基本不涉及污水处理 二、与即将新编或修订的有关规范进行协调和衔接 城镇暴雨与内涝防治设计规范 城市雨水调蓄工程技术规程 三、既考虑国内的实施条件,又适当超前 有甄别地借鉴国外的有关成果和规定 提出实施原则和方法 及时反馈实施效果和问题,修订说明,修 订 内 容,1 总 则,1.0.3A 排水工程设计应根据

30、城镇排水与污水处理规划,与城市防洪、河道水系、道路交通、园林绿地、环境保护、环境卫生等专项规划设计相协调。排水设施的设计应根据城镇规划蓝线和水面率的要求,充分利用自然蓄排水设施,还应根据用地性质规定不同地区的高程布置,满足不同地区的排水要求。,修 订 内 容,城镇排水与污水处理条例:,第八条 城镇排水与污水处理规划的编制,应当依据国民经济和社会发展规划、城乡规划、土地利用总体规划、水污染防治规划和防洪规划,并与城镇开发建设、道路、绿地、水系等专项规划相衔接。,修 订 内 容,解决城市排水问题的必要性与紧迫性 城市可持续发展的重要前提 排水工程不应仅仅遵守相关规划,还应该提前介入规划 平面规划:

31、 为可能增加的雨水径流提供可靠的出路 保证合理的水面率,保留天然水体,为大型排水设施预留空间 确定合理的综合径流系数,控制不透水面积比例 竖向规划: 各类基础设施高程布置,下凹式绿地,大型管渠,1.0.4 4 现有合流制排水系统,应按照城镇排水规划的要求, 实施雨污分流改造; 5 暂时不具备雨污分流条件的地区,应采取截流、调蓄和处理相结合的措施,提高截流倍数,加强降雨初期的污染防治。,修 订 内 容,关于排水体制: 重申除干旱地区外,新建地区应采用分流制排水系统 应加大排水管网改建力度,实施雨污分流改造 关注国务院2013年23号文(3月25日)文: 5年内完成雨污分流改造 10年内建成较为完

32、善的城市排水防涝工程体系,城镇排水与污水处理条例:,第十九条 除干旱地区外,新区建设应当实行雨水、污水分流;对实行雨水、污水合流的地区,应当按照城镇排水与污水处理规划要求,进行雨水、污水分流改造。雨水、污水分流改造可以结合旧城区改建和道路建设同时进行。 在雨水、污水分流地区,新区建设和旧城区改建不得将雨水管网、污水管网相互混接。在有条件的地区,应当逐步推进初期雨水收集与处理,合理确定截流倍数,通过设置初期雨水贮存池、建设截流干管等方式,加强对初期雨水的排放调控和污染防治。,修 订 内 容,1.0.4B 城镇内涝防治应采取工程性和非工程性相结合的综合控制措施。,修 订 内 容,社会各界应意识到工

33、程性措施不可能完全解决城镇内涝问题 各地需确定适合本地情况的设计标准和目标 考虑因素包括: 气象条件,气候特点 地形、地理特点 经济承受能力 风险评估和灾害承受能力 重视制定非工程性措施和方案 监控预警应急救灾重建,修 订 内 容,2 设计流量和设计水质,3.2.1 采用推理公式法计算雨水设计流量,应按下式计算。当汇水面积超过2km2时,宜考虑降雨在时空分布的不均匀性和管网汇流过程,采用数学模型法计算雨水设计流量。,修 订 内 容,与2011年版的主要区别: 明确了基于径流系数法的推理公式法的适用范围,国外规定的基于径流系数法的推理公式的适用范围: 美国 奥斯汀4km2, 芝加哥0.8km2,

34、 纽约1.6km2, 丹佛6.4km2,且汇流时间小于10min; 欧盟 :排水设计规范要求当排水系统面积大于2km2或汇流时间大于15min时,应采用非恒定流模拟进行城市雨水管网水力计算。,修 订 内 容,计算机模拟的特点: 可以完整描述一场降雨在不同的时间和空间的分布情况 可用的产流模型较多: 径流系数法、扣损法、SCS法等 产流过程可以与后续的管网运动有效衔接 管网模型建成后易于修改、优化、预测、维护和管理 可以实现二维模拟,方便校核地面积水 免费软件:EPASWMM 商业软件:InfoWorks,XPSWMM,等等 发达国家排水管网的计算机模拟基本已经普及 国内部分大中城市已经将排水管

35、网纳入地理信息系统,运用较广的免费计算机模型,HEC-HMS 陆军工程兵团开发,采用SCS曲线数法 用于产流和地表漫流过程计算,不涉及管渠内流动,HEC-RAS 陆军工程兵团开发,用于河道水位计算,不涉及产流 TR-55 美国土壤保持局开发,与SCS法配合 用于产流和地表漫流过程计算,不涉及管渠内流动,SWMM 美国联邦环保署开发的免费软件 涵盖产流、地表漫流和管网及河道汇流全过程计算 采用扣损法计算产流,修 订 内 容,运用较广的商业软件,StormCAD,PondPack Bentley公司开发,前者用于雨水管渠设计,采用推理公式法 后者主要用于雨水调蓄池尺寸的设计 后者可采用SCS曲线数

36、法,推理公式法和扣损法,InfoWorks 英国商业软件,涵盖产流和汇流所有环节 采用SCS曲线数法、推理公式法和扣损法等,XP-SWMM 美国商业软件,基于SWMM算法 功能与InfoWorks类似,修 订 内 容,修 订 内 容,计算机模拟目前存在的问题: 由于考虑了管道汇流,设计雨水量可能减小(不见得是问题) 没有国产免费软件 国外免费软件很少运用径流系数法 缺乏土壤下渗能力的基础参数,免费软件或模型难以方便应用 EPASWMM运用Horton或Green-Amp法描述土壤下渗能力 SCS法运用Curve Number描述土壤性质 国外的土壤参数能否直接在国内应用需要研究验证 商业软件价

37、格较贵 本次修订提倡较大汇水范围运用计算机模拟,但没有做强制规定,3.2.2 应严格执行规划控制的综合径流系数, 综合径流系数高于0.7的地区应采用渗透、调蓄等措施。 径流系数可按本规范表3.2.2-1的规定取值, 汇水面积的综合径流系数应按地面种类加权平均计算, 可按表3.2.2-2的规定取值,并应核实地面种类的组成和比例。,修 订 内 容,3.2.2A 当地区整体改建时,对于相同的设计重现期, 改建后的径流量不得超过原有径流量。,修 订 内 容,为什么在严格控制规划径流系数的同时还要控制控制量? 体现了排水系统设计应当遵循的重要原则,当用地性质改变后,综合径流系数也会随之变化(增加)。 雨

38、水径流的出路主要是一个空间分配问题,对于特定的降雨 事件,水量是不可压缩的。 排水防涝系统的规划设计不应该建立在把问题从一个地方转移到另一个地方的基础上。上游产生的问题不能转嫁到下游去。,本次修订新增的唯一强制性条文,修 订 内 容,实施要点:,在规划设计中必须提供足够的排水防涝空间。 低影响开发措施 下凹式绿地,设置植草沟、渗透池 人行道、停车场、广场等采用渗透性路面 雨水调蓄池 大型管渠调蓄设施,渗透铺设,地下调蓄池,渗透设施,修 订 内 容,3.2.3 具有20年以上自动雨量记录的地区,排水系统设计暴雨强度公式应采用年最大值法,并按本规范附录的有关规定编制。,修 订 内 容,表3.2.4

39、 雨水管渠设计重现期(年),注: 1 按表中所列重现期设计暴雨强度公式时,均采用年最大值法。 2 雨水管渠应按重力流、满管流计算; 3 特大城市指市区人口在500万以上的城市;大城市指市区人口在100万500万的城市; 中等城市和小城市指市区人口在100万以下的城市。,修 订 内 容,表3 我国当前雨水管渠设计重现期与发达国家和地区的对比,3.2.4B 内涝防治设计重现期,应根据城镇类型、积水影响程度和内河水位变化等因素,经技术经济比较后确定,应按表3.2.4B的规定取值,并应符合下列规定: 1 经济条件较好,且人口密集、内涝易发的城市,宜采用规定的上限; 2 目前不具备条件的地区可分期达到标

40、准; 3 当地面积水不满足表3.2.4B的要求时,应采取渗透、调蓄、设置雨洪行泄通道和内河整治等措施; 4 对超过内涝设计重现期的暴雨,应采取包括非工程性措施在内的综合应对措施。,修 订 内 容,修 订 内 容,表3.2.4B 内涝防治设计重现期,2011年版修订内容: 3.2.4A 应采取必要的措施防止洪水对城镇排水系统的影响。(保留),3.2.4B 一般根据重现期校核排除地面积水的能力,重现期一般采用3年5年,重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区,一般采用5年10年, 经济条件较好或有特殊要求的地区宜采用规定的上限,目前不具备条件的地区可分期达到标准。特别重要地区可采用50

41、年或以上。,雨水管渠设计重现期,对应“小排水系统” 针对雨水管渠设计 管网 明渠 雨水口 检查井 应对经常发生的小重现期降雨 通过管渠来应对大重现期降雨经济上不可行,内涝防治设计重现期,对应“大排水系统” 针对内涝防治设施施 源头控制设施 排水管渠设施、 其他内涝防治设施 应对大重现期暴雨 多种措施共同应对,图不同设计重现期标准的综合应对措施(鹤见川地区),上图反映了该地区从单一的城市排水管道排水系统到包含雨水管渠、内河和流域调蓄等综合应对措施在内的内涝防治系统的发展历程。 当采用雨水调蓄设施中的排水管道调蓄应对措施时,该地区的设计重现期可达10年一遇,可排除50mm/h的降雨; 当采用雨水调

42、蓄设施和利用内河调蓄应对措施时,设计重现期可进一步提高到40年一遇; 在此基础上再利用流域调蓄时,可应对150年一遇的降雨。,图1引自日本下水道设计指南(2001年版)中日本横滨市鹤见川地区的“不同设计重现期标准的综合应对措施”,修 订 内 容,表3B 欧盟推荐设计洪水重现期(Design Flooding Frequency),修 订 内 容,3.2.5 雨水管渠的降雨历时,应按下式计算: t = t1 + t2 (3.2.5) 式中:t降雨历时(min); t1地面集水时间(min),应根据汇水距离、地形坡度和地 面种类通过计算确定,一般采用5min15 min; t2管渠内雨水流行时间(

43、min)。,取消了原规范中沿用多年的折减系数m,增大了管网设计余量 强调地面集水时间应通过计算确定,不应凭经验取值,修 订 内 容,4 排水管渠和附属构筑物,修 订 内 容,4.4.7A 排水系统检查井应安装防坠落装置。,城镇排水与污水处理条例:,第二十六条 设置于机动车道路上的窨井,应当按照国家有关规定进行建设,保证其承载力和稳定性等符合相关要求。排水管网窨井盖应当具备防坠落和防盗窃功能,满足结构强度要求。,4.7.1A 雨水口和雨水连接管流量应采用雨水管渠设计重现期计算流量的1.5倍3倍。,修 订 内 容,4.7.1 雨水口的形式、数量和布置,应按汇水面积所产生的流量、雨水口的泄水能力和道

44、路形式确定。立箅式雨水口的宽度和平箅式雨水口的开孔长度和开孔方向应根据设计流量、道路纵坡和横坡等参数确定。雨水口宜设置污物截留设施,合流制系统中的雨水口应采取防止臭气外溢的措施。,4.7.2A 道路横坡坡度不应小于1.5%,平箅式雨水口的箅面标高应比附近路面标高低3cm5cm,立箅式雨水口进水处路面标高应比周围路面标高低5cm。当设置于下凹式绿地中时,雨水口的箅面标高应根据雨水调蓄设计要求确定,且应高于周围绿地平面标高。,修 订 内 容,4.10.2 立体交叉道路排水系统的设计,应符合下列规定: 1 雨水管渠设计重现期不小于10年,位于中心城区的重要地区,设计重现期为20年30年,同一立体交叉

45、道路的不同部位可采用不同的重现期; 2 地面集水时间应根据道路坡长、坡度和路面粗糙度等计算确定,一般为2min10min; 3 径流系数宜为0.81.0; 4 下穿式立体交叉道路的地面径流,具备自流条件的,可采用自流排除,不具备自流条件的,应设泵站排除; 5 采用泵站排除地面径流时,应校核泵站及配电设备的安全高度,避免因泵站受淹导致水泵无法启动。 6 下穿式立体交叉道路引道两端应采取措施,控制汇水面积,减少坡底聚水量。立体交叉道路宜采用高水高排、低水低排,且互不连通的系统; 7 宜采取设置调蓄池等综合措施达到规定的设计重现期。,修 订 内 容,驼峰,根据地方特点确定合适的设计标准 准确确定汇水

46、区域,运用模型确定径流过程; 核实强排泵站规模; 提供雨水最终出路:人工调蓄池或疏浚附近天然河道;,低水,高水,水体,立交泵站,片区泵站,调蓄池,受纳水体,修 订 内 容,4.14.4A 用于分流制排水系统径流污染控制时, 雨水调蓄池的有效容积,可按下式计算: V=10DF(4.14.4A) 式中: V调蓄池有效容积(m3); D调蓄量(mm),按降雨量计,可取4mm8mm; F汇水面积(hm2); 径流系数; 安全系数,可取1.11.5。,修 订 内 容,4.14.9 用于控制径流污染的雨水调蓄池出水应接入污水管网,当下游污水系统不能满足雨水调蓄池放空要求时,应设置雨水调蓄池出水处理装置。,

47、4.15.1 城镇基础设施建设应综合考虑雨水径流量的削减。 人行道、停车场和广场等宜采用渗透性铺面, 新建城区硬化地面中可渗透地面面积不宜低于40%, 有条件的建成区应对现有硬化地面进行透水性改建; 绿地标高宜低于周边地面标高5cm25cm,形成下凹式绿地。,修 订 内 容,4.15.2 当场地条件许可时, 可设置植草沟、渗透池等设施接纳地面径流; 地区开发和改建时,宜保留天然可渗透性地面。,下凹式绿地,北海公园(北京),普通绿地,修 订 内 容,下凹式绿地,奥林匹克公园(北京),普通绿地,修 订 内 容,本次局部修订新增章节,4.16 雨水综合利用,4.17 内涝防治设施,修 订 内 容,4.16 雨水综合利用 4.16.1 雨水综合利用应因地制宜根据当地水资源情况和经济发展水平合理确定,并应符合下列规定: 1、 水资源缺乏、水质性缺水、地下水位下降严重、内涝风险较大的

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