| 陈 斌?
(福建省水利规划院) 城市排涝是城市建设发展的一项重要工作，是水利部门与城建部门跨部门合作与协作的一门边缘学科，也是城市水文学一个重要的组成部分。由于我国尚未有一个城市排涝规范，行业标准与学科侧重点不同，因此引起争议和探讨的问题也较多。
城建部门排水公式以城市暴雨强度公式和雨水流量公式为主，水利部门则有推理公式法、瞬时单位线法等水文公式。两部门在暴雨样本选样及采用的重现期上有较大差异，雨洪设计流量成果也不一样。
一些给排水专业人员与水文规划专业人员在城市排涝排水工作中，为没有适当的城市排涝标准与方法，深感为难，故呼吁进行这方面工作。 1 城区排涝标准 福建省城区现行排涝标准及计算方法多移用原农村排涝的办法。为确定福建省城区排涝标准，必须探讨城建和水利部门各自采用的设计重现期衔接问题，保证用城建部门雨水管渠设计的小区域雨洪流量，能够同按水利部门设计的大区域雨洪流量相容，使同一场暴雨能够顺利地从城区雨水管渠进入内河，最后汇集到排水口由排涝闸自排或由排涝站抽排至承泄区。可以从两方面进行分析。
一是从短历时暴雨资料分析。根据福州市区和政和城区历年60 min暴雨资料，按照“年最大值法”和“年超大值法”的不同选样方法，求出福州城区“年频率曲线”H60=41.0 mm，CV=0.27，CS=3.5 CV；“次频率曲线”H60=31.0 mm， CV=0.33,Cs=4CV。求出政和城区“年频率曲线”H60=40.5 mm， CV=0.35，CS=3.5CV；“次频率曲线”H60=29 mm，CV=0.42，CS=3.5CV。根据同一设计暴雨量在二条曲线上查出的重现期值求出二者对应关系见表1。 表1 60min设计暴雨量与重现期关系 | 城建部门重现期Te(a) | 0.333 | 0.5 | 1 | 2 | 5 | | 福州城区 | 60min设计暴雨量（mm） | 39.3 | 43.0 | 49.2 | 55.0 | 62.3 | | 水利部门重现期T(a) | 2 | 2.69 | 4.85 | 9.09 | 21.28 | | 倍比数T/Te | 6.01 | 5.38 | 4.85 | 4.55 | 4.26 | | 政和城区 | 60min设计暴雨量（mm） | 37.9 | 42.8 | 50.8 | 58.8 | 68.3 | | 水利部门重现期T(a) | 2.02 | 2.84 | 5 | 9.26 | 21.3 | | 倍比数T/Te | 6.07 | 5.68 | 5 | 4.63 | 4.26 | 二是根据设计流量成果分析。福州城区选择汇流面积为2.17 km2的琼东河片，城建部门福州市暴雨强度公式为： i=(6.162+3.881lgTe)/(t+1.774)0.567 雨水设计流量公式为： Q=100ΨiF/6? 政和城区选择汇流面积为1.9 km2的林屯洋片，城建部门南平市区暴雨强度公式为： q=1721.648(H+0.515lgTe)/(t+5.596)0.665 雨水设计流量公式为：? Q=ΨqF/10?
式中 q--设计暴雨强度，L/(s·hm2)
? i--设计暴雨强度，mm/min?
?t--降雨历时，min?
?Te--设计重现期，a?
?Q --雨水设计流量，m3/s?
?Ψ --径流系数?
?F --汇流面积，km2 用水利部门推理公式计算的涝水流量分别点绘两条曲线，根据同一设计流量在两条曲线上查出的重现期值，求出二者对应关系见表2。 表2 涝水设计流量与重现期关系 | 城建部门重视期Te(a) | 0.333 | 0.5 | 1 | 2 | 5 | | 福州城区 | 涝水设计流量（m3/s) | 8.27 | 9.88 | 12.6 | 15.5 | 19.5 | | 水利部门重现期T（a） | 2.16 | 3.16 | 5.78 | 11.24 | 27.78 | | 倍比数T/Te | 6.49 | 6.32 | 5.78 | 5.62 | 5.56 | | 政和城区 | 涝水设计流量（m3/s) | 11.2 | 12.7 | 15.3 | 17.8 | 21.3 | | 水利部门重视期T（a） | 2.39 | 3.13 | 5.32 | 9.71 | 21.3 | | 倍比数T/Te | 7.18 | 6.26 | 5.32 | 4.86 | 4.26 | 从以上两方面探讨结果可以认为，城建部门与水利部门采用的重现期只能有着大约相应或相当的关系。由于城建部门是进行较短历时较小区域排水设计，水利部门是进行较长历时较大区域排涝设计，大小流域雨洪特性不同，因此，不必要也不可能建立严格的对应关系。考虑到城建与水利部门选用重现期的通常习惯，采用以下大致关系，见表3。 表3 重视期大致关系 | 城建部门重现期Te(a) | 0.333 | 0.5 | 1 | 2 | 5 | | 水利部门重现期T（a） | 2 | 3 | 5 | 10 | 20 | 根据福建省城区城市排水管道标准采用的设计重现期，综合分析各城市雨洪特点及排涝设施现状，综合考虑城市排涝与雨水管道的排水标准大致关系，福建省各城区排涝重现期可采用3～5年一遇涝水不漫溢的城市排涝标准，条件较好的地区或重要地区可适当提高标准。 2 城区排涝计算方法 2.1 涝水流量计算
城市排涝要分区采用不同涝水流量计算方法。对城市小区，按各城市暴雨强度公式及流量公式计算。对山丘区和较大汇水面积的内河、沟渠采用水文公式。用水文公式计算时，要考虑城市化对涝水流量的影响。限于国内研究现状，可暂以两种方法论证：一是以城市化前后径流系数变化来修正涝水流量；二是考虑城市化前后雨水入渗量不同，调整稳渗率fc的数值。
2.2 山坡及小区来水与内河涝水叠加
城市涝片内的内河涝水、小区雨水及山坡汇水同在一较小的区域内，基本上都受同一天气系统控制，同频率组合机遇较大。但由于集水面积及集水距离的差异，需根据产汇流时间不同进行叠加。大家知道，采用水文公式如瞬时单位线法、推理公式法等能求得洪水三要素：洪峰流量、洪水总量和洪水过程线，不同区域的洪水通常是错峰进行叠加的。而在城市小区里城市雨洪排水系统主要由一系列口径不同的管路构成，各条管路设计洪峰流量是控制工程设计的重要参变量，设计洪水总量和洪水过程线形状一般作用较小，因此，采用的城市暴雨强度公式及流量公式仅求出雨水设计流量。但是，应用城市暴雨强度公式及流量公式计算各个不同小区雨水设计流量时，也是错峰进行叠加的。例如：对福州市城区琼东河上段、中段、下段及整段和树兜河上段、下段及整段应用城市暴雨强度公式及流量公式计算涝水流量成果见表4。 表4 各小河涝水流量成果 | 河段 | F(km2) | L(m) | Q(m3/s) | i(mm/min) | t(min) | | 树兜河上段 | 0.25 | 850 | 2.2 | 0.649 | 45.1 | | 树兜河下段 | 0.23 | 700 | 2.2 | 0.698 | 39.8 | | 树兜河整段 | 0.48 | 1550 | 3.3 | 0.504 | 70.0 | | 琼东河上段 | 1.25 | 1446 | 9.0 | 0.520 | 66.3 | | 琼东河中段 | 0.53 | 1050 | 4.4 | 0.601 | 51.5 | | 琼东河下段 | 0.39 | 1050 | 3.3 | 0.607 | 50.7 | | 琼东河整段 | 2.17 | 3546 | 12.6 | 0.420 | 96.1 | 从表4可以看出两个或两个以上小区雨水流量叠加不是简单地把峰量相加，而是错峰叠加，排水公式本身已考虑到这一点。
有些城郊山坡来水可通过开挖截洪沟，高水高排，避开市区直接排放入江。对城区排涝高水高排方案以政和县城区为例。
政和县城区地处山区河谷小盆地，七星溪主流自东向西从城区穿过，城区的老城区涝片排涝采取高水高排方案，以县水电局附近地势最高点为界，沿公路边分别向东西方向布置排涝沟排水入七星溪。西排涝沟集水面积0.925 km2，长1.7 km，5年一遇设计流量12 m3/s，东排涝沟集水面积1.11 km2，长1.6 km，5年一遇设计流量15 m3/s。
2.3 小区雨水和内河涝水与外江水位组合方法
小区雨水和内河涝水与外江水位(大海潮位)如何组合，主要依据实测资料分析。如福州市城区排涝计算时，分析了闽江洪水和城区内涝遭遇情况，见表5。 表5 福州城区内涝与闽江同期洪水遭遇情况 | 洪水日期 | 竹歧水文站洪水 | 城区24h降雨（mm） | 有无内涝 | | 洪峰流量（m3/s) | 重现期（a） | 解放大桥站 | 赤桥站 | 思顶站 | | 1961-06-03 | 26000 | ≈10 | 74.6 | 116 | 108 | 有 | | 1962-06-29 | 27000 | ＞10 | | | | 无 | | 1968-06-19 | 294000 | 24 | 56.4 | 53.1 | 60.5 | 有 | | 1982-06-19 | 25800 | ≈10 | | | | 无 | | 1984-06-02 | 25100 | ≈10 | | | | 无 | | 1992-07-07 | 30300 | 40 | 94.1 | 103 | 106 | 有 | 闽江下游洪水集中在4月-7月。竹岐水文站10年一遇洪水流量为2560m3/s。福州市城区防洪堤修建后，发生6次接近或超过10年一遇洪水，其中3次因同期城区降雨而发生严重内涝。所以，外江设计洪水标准选用10年一遇。
福州市城区8月-10月的内涝是由城区台风暴雨产生大量降水又遇闽江下游不利潮型影响排水造成的。城区建堤后，发生在8月-10月的严重涝灾共7次，其中4次遇到大潮，即1975年8月7日(农历七月初一大潮)、1977年7月31日(农历六月十六日大潮)、1992年8月31日(农历八月初三大潮)、1996年8月1日(农历六月十七大潮)。因此外江设计潮水位选用同期2年一遇的年最高潮位。
2.4 排涝水利计算方法
排涝水利计算主要是蓄排涝计算和水面线推算。?
一些涝片有滞洪容积，一些涝片需利用现有池塘洼地建蓄涝池。为确定排涝泵站装机容量和排涝闸、排涝渠、蓄涝池规模，需进行蓄排涝计算，计算根据涝区设计洪水过程、外江水位过程、涝片滞洪容积关系或蓄涝池容积关系和泵站抽水流量及水闸泄水能力，以水量平衡方程式进行逐时段调节计算，求出涝片最高水位及相应蓄涝容积。如政和城区林屯洋涝片计算，泵站抽水流量为4、5、6m3/s，所需蓄涝池容积分别为1.98×104m3、1.01×104m3、0.27×104m3，考虑到土地利用及蓄涝池的要求，选定抽水流量为5m3/s的方案，相应蓄涝池规模为45m×45m×45m。各个涝片一般都有排涝内河或沟渠，为确定各地点水位，需进行水面线推算。各地段水面高程加上一定的超高，就可确定城市规划地面标高。?? 参考文献 1 陈斌 城市排涝与排水研究 给水排水，1996；22(9)
2 陈斌 石狮排涝计算讨论 灌溉排水，1993；(3)
3 联合国教科文组织 东南亚地区城市水文学术研讨会论文集 南京：河海大学出版社，1997
作者通讯处：350001 福州市东大路21号
福建省水利规划院
(收稿日期 1998-07-17) | 
