1、 34給水排水V o l .37N o .102011北京市城市雨水排除系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究王強(qiáng)1張曉昕1韋明杰1周玉文2李萍3白國(guó)營(yíng)4(1北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,北京100045;2北京工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院,北京100124;3北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院,北京100082;4北京市水文總站,北京100039摘要按照北京市經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要和防洪排澇要求,在分析規(guī)劃設(shè)計(jì)校核、評(píng)價(jià)方法和降雨變化趨勢(shì)基礎(chǔ)上,研究并修訂北京市暴雨強(qiáng)度公式、徑流系數(shù)、降雨雨型和設(shè)計(jì)重現(xiàn)期等標(biāo)準(zhǔn),提高城市雨水基礎(chǔ)設(shè)施保障城市安全運(yùn)行的能力,減少洪澇災(zāi)害。關(guān)鍵詞雨水排除系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度公式徑流系數(shù)降雨雨型設(shè)計(jì)重現(xiàn)期R e

2、 s e a r c h s u m m a r y o f p l a n n i n g a n d d e s i g n s t a n d a r d s f o r s t o r m w a t e r s y s t e m i n B e i j i n g C i t y W a n g Q i a n g 1,Z h a n g X i a o x i n 1,W e i M i n g j i e 1,Z h o u Y u w e n 2,L i P i n g 3,B a i G u o y i n g 4(1.B e i j i n g M u n i c i p

3、 a l I n s t i t u t e o f C i t y P l a n n i n g &D e s i g n ,B e i j i n g 100045,C h i n a ;2.T h e C o l l e g e o f A r c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g ,B e i j i n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,B e i j i n g 100124,C h i n a ;3.B e i j i n g G e

4、 n e r a l M u n i c i p a l E n g i n e e r i n g D e s i gn &R e s e a r c h I n s t i t u t e ,B e i j i n g 100082,C h i n a ;4.B e i j i n g h y d r o l o g i c a l s t a t i o n ,B e i j i n g 100039,C h i n a A b s t r a c t :A c c o r d i n g t o t h e r e q u i r e m e n t s o f B e i j

5、 i n g e c o n o m i c d e v e l o p m e n t a n d s t a n d a r d s o f f l o o d c o n t r o l ,b a s e d o n t h e a n a l y s i s o f p l a n n i n g a n d d e s i g n v e r i f i c a t i o n m e t h o d ,e v a l u a t i o n m e t h o d a n d r a i n f a l l t r e n d ,s e r i e s o f p l a n n

6、i n g a n d d e s i g n c r i t e r i a s u c h a s s t o r m i n t e n s i t y f o r m u l a ,r u n o f f c o -e f f i c i e n t ,r a i n f a l l p a t t e r n a n d d e s i gn r a i n f a l l r e t u r n p e r i o d w e r e s t u d i e d a n d r e v i s e d ,w h i c h w e r e i m -p o r t a n t f

7、o r i m p r o v i n g u r b a n d r a i n a g e s y s t e m ,e n s u r i n g u r b a n s a f e o p e r a t i o n a n d r e d u c i n g f l o o d i n g .K e y w o r d s :D r a i n a g e s y s t e m ;P l a n n i n g a n d d e s i g n ;S t o r m i n t e n s i t y f o r m u l a ;R u n o f f c o e f f i

8、-c i e n t ;R a i n f a l l p a t t e r n ;D e s ig n r a i n f a l l r e t u r n p e r i o d 1研究背景與目標(biāo)北京市位于華北大平原的北端,地形西北高、東南低,西部和北部為山區(qū),多屬中低山地形,由西向東、由北向南形成中山、低山、丘陵過(guò)渡到洪沖積臺(tái)坡地和平原。北京屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候,四季分明,19562000年多年平均降水量為585m m ,降水主要集中在69月。近年來(lái),北京市經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展,城市化進(jìn)程較快,土地硬化面積越來(lái)越大,城市“熱島效應(yīng)”突顯,加上全球氣候變暖等原因,造成極端天氣事件明顯增多,汛期

9、區(qū)域環(huán)境惡化、交通阻塞,財(cái)產(chǎn)受損現(xiàn)象頻繁發(fā)生。當(dāng)前,人們對(duì)城市積水或內(nèi)澇十分敏感,對(duì)雨水系統(tǒng)重要性的認(rèn)識(shí)不斷提高,對(duì)雨水系統(tǒng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)和管理提出了更高要求。在這樣的背景下,由北京市城市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院會(huì)同北京市氣象、水文、設(shè)計(jì)、高校等單位對(duì)北京市城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了研究、校核與修訂,見(jiàn)圖1。1.1研究目標(biāo)按照北京市防洪排澇要求,與規(guī)劃設(shè)計(jì)方法體系相適應(yīng),研究適合北京氣候特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要的城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),提高城市雨水基礎(chǔ) 給水排水V o l .37N o .10201135圖1北京城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究思路設(shè)施保障城市安全運(yùn)行的能力,減少洪澇災(zāi)害。1.2研究?jī)?nèi)容

10、北京市城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法研究、北京市降雨變化趨勢(shì)研究、北京市暴雨強(qiáng)度公式修訂及研究、北京市徑流系數(shù)研究、北京市中心城降雨雨型研究、北京市城市雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期研究。1.3研究思路首先,在國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)方法比較的基礎(chǔ)上,研究適合北京市的雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法、校核方法和評(píng)價(jià)方法,分析各個(gè)階段對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),以指導(dǎo)后續(xù)各項(xiàng)研究工作;同時(shí)分析北京市降雨時(shí)空變化趨勢(shì),為后續(xù)研究工作奠定基礎(chǔ);在上述工作指導(dǎo)下,重點(diǎn)開(kāi)展北京市暴雨強(qiáng)度公式、降雨雨型、徑流系數(shù)和設(shè)計(jì)重現(xiàn)期等研究工作;將各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的研究成果綜合分析,與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系相比較,推薦新的雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2規(guī)劃設(shè)計(jì)方法長(zhǎng)期以來(lái)我國(guó)雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)

11、算方法一直采用推理公式法,該方法是基于歷史降雨資料的一種經(jīng)驗(yàn)方法,對(duì)于一定流域雨水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是可以滿足要求的。近十幾年,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家在經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和數(shù)理分析基礎(chǔ)上,普遍引入計(jì)算機(jī)模擬技術(shù),對(duì)雨水管渠的水力狀況描述更為細(xì)致,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)算方法更加科學(xué)合理。本課題首先對(duì)國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)理論基礎(chǔ)、設(shè)計(jì)流量計(jì)算方法和規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)三方面進(jìn)行了調(diào)查和比較,并結(jié)合我國(guó)現(xiàn)有國(guó)家規(guī)范、行業(yè)規(guī)定和技術(shù)條件,提出引入水力模擬技術(shù),研究適合北京的城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃計(jì)算、校核與評(píng)價(jià)方法。如圖2所示,仍然遵循國(guó)家現(xiàn)行法律法規(guī),采用推理公式法進(jìn)行雨水系統(tǒng)方案的規(guī)劃設(shè)計(jì),對(duì)于重點(diǎn)地區(qū)和復(fù)雜情況的雨水系統(tǒng)需采用水力模擬技術(shù)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)方案

12、的校核與抗洪能力評(píng)價(jià),即在現(xiàn)行傳統(tǒng)規(guī)劃計(jì)算基礎(chǔ)上,增加了模擬校核與評(píng)價(jià)的環(huán)節(jié)。圖2北京城市雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、校核與評(píng)價(jià)方法從圖2中可知,在規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié),需要采用暴雨強(qiáng)度公式、徑流系數(shù)和設(shè)計(jì)重現(xiàn)期等主要標(biāo)準(zhǔn);在方案校核和抗洪評(píng)價(jià)環(huán)節(jié),除上述各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)以外,還需要采用降雨雨型。圍繞規(guī)劃設(shè)計(jì)的計(jì)算、校核和評(píng)價(jià)方法,后續(xù)開(kāi)展了各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的研究。3降雨變化趨勢(shì)3.1降雨時(shí)間變化趨勢(shì)利用北京市南郊觀象臺(tái)(18412008年、三家店水文站(19202008年和盧溝橋水文站(19192008年長(zhǎng)序列的降雨資料分析得到北京地區(qū)年、日降雨變化趨勢(shì)。 36給水排水V o l .37N o .102011年降雨存在10年

13、左右的波動(dòng)變化規(guī)律,近30年以來(lái),年降雨量呈下降趨勢(shì),東部地區(qū)下降最為明顯。近50年以來(lái),降雨日數(shù)呈減少趨勢(shì),極端降雨發(fā)生的頻次減小,但日降雨強(qiáng)度有增大的趨勢(shì),暴雨集中度增加,小雨和中雨呈增加趨勢(shì),而大雨、暴雨和大暴雨以上量級(jí)降雨則呈減小趨勢(shì)。利用觀象臺(tái)、海淀、密云、延慶、大興等氣象代表站短歷時(shí)(5m i n 、10m i n 、60m i n 、120m i n 等降雨資料分析得到北京地區(qū)短歷時(shí)降雨變化趨勢(shì)。近30年,全市短歷時(shí)平均最大降雨量在20世紀(jì)80年代最高,90年代最小,20012008年比90年代增大,尤其是20062008年,全市1小時(shí)平均最大降雨量為近50年來(lái)最高值。3.2降雨

14、空間變化規(guī)律由于氣候和地理原因,北京地區(qū)降雨在空間上分布是不均勻的。很有必要對(duì)北京市降雨空間變化規(guī)律進(jìn)行分析,為不同地區(qū)雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)研究奠定基礎(chǔ)。本課題采用主成分分析法、等值線圖分析法和距平百分率法分別進(jìn)行研究,各種研究方法相互驗(yàn)證,將北京地區(qū)分為4個(gè)降雨區(qū)域,如圖3所示:區(qū)為山后區(qū),區(qū)為山前區(qū)南部區(qū),區(qū)為山前區(qū)北部區(qū),區(qū)為南部平原區(qū)。圖3北京市降雨分區(qū)示意然后根據(jù)各降雨分區(qū)詳細(xì)的邊界區(qū)劃,由氣象部門(mén)最終確定將延慶站、海淀站(或觀象臺(tái)站、密云站和大興站作為降雨分區(qū)的氣象代表站。4暴雨強(qiáng)度公式暴雨強(qiáng)度公式是根據(jù)代表站的歷史氣象資料,采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法推導(dǎo)而得,它用于計(jì)算某一時(shí)段內(nèi)平均降雨量

15、,即暴雨強(qiáng)度,是雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一。從1949年以來(lái),北京市暴雨強(qiáng)度公式經(jīng)歷了1949年“施氏公式”、1951年“衛(wèi)工公式”、1955年“北京市公式”、1959年“北京市政公式”(1961修訂和1980年“80版公式”的歷史沿革。現(xiàn)行使用的“80版公式”是根據(jù)當(dāng)時(shí)中央氣象局提供的觀象臺(tái)19411980年共40年的自記雨量計(jì)記錄資料進(jìn)行整理、分析和推導(dǎo)所得。至今,該公式已經(jīng)使用了30年而沒(méi)有進(jìn)行過(guò)修訂,從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度看,該公式應(yīng)該增加新的氣象資料進(jìn)行修編。另外,“80版公式”編制年代,北京市各郊區(qū)縣降雨監(jiān)測(cè)資料缺乏,無(wú)法進(jìn)行北京市降雨空間分區(qū)特征研究,整個(gè)北京地區(qū)均采用由代表站觀象臺(tái)站

16、推導(dǎo)的暴雨強(qiáng)度公式。隨著北京各地區(qū)氣象和水文代表站監(jiān)測(cè)資料的增加,本次研究有條件進(jìn)行北京市域暴雨分區(qū)的研究,并在此基礎(chǔ)上,推導(dǎo)各分區(qū)對(duì)應(yīng)的暴雨強(qiáng)度公式。暴雨強(qiáng)度公式按樣本選取方法不同,一般分為年多個(gè)樣法公式和年最大值法公式。年多個(gè)樣法公式是指在氣象資料年數(shù)有限(<20a 時(shí),每個(gè)歷時(shí)每年取68個(gè)最大樣本值作為統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而推導(dǎo)的暴雨強(qiáng)度公式(可以得到<1a 的重現(xiàn)期雨強(qiáng),國(guó)內(nèi)城市市政部門(mén)以往均采用年多個(gè)樣法公式,如上述北京的“80版公式”。年最大值法公式是指在氣象資料年數(shù)充足(20a 時(shí),每個(gè)歷時(shí)每年取1個(gè)最大樣本值作為統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而推導(dǎo)的暴雨強(qiáng)度公式,很多發(fā)達(dá)國(guó)家和國(guó)內(nèi)水利部門(mén)樣

17、本數(shù)據(jù)充足,一般多采用該公式。年最大值法取樣和統(tǒng)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)便,理論上對(duì)應(yīng)的是年頻率,比較直觀;年多個(gè)樣法取值復(fù)雜,理論上對(duì)應(yīng)的是次頻率。在選取的小重現(xiàn)期雨樣上,年最大值法由于忽略了年次大值而明顯小于年多個(gè)樣法。但在選取的大重現(xiàn)期雨樣上,兩種方法基本上是一致的。隨著城市發(fā)展,大城市的自記雨量資料積累較多,城市排水設(shè)計(jì)重現(xiàn)期也有較大提高(1a ,年最大值法已具備了適用條件,而且由此法推導(dǎo)的公式及其重現(xiàn)期與國(guó)外和水利部門(mén)的公式標(biāo)準(zhǔn)便于銜接,比較符合未來(lái)發(fā)展的要求。本次研究考慮對(duì)歷史多個(gè)樣法公式延續(xù),有利于比較分析,又考慮為年 給水排水V o l .37N o .10201137最大值法公式今后正式

18、使用作前期研究,因此對(duì)兩種取樣方法的暴雨強(qiáng)度公式均作了推導(dǎo)。暴雨強(qiáng)度公式的推求包括樣本選取、頻率分析、參數(shù)求解三個(gè)主要環(huán)節(jié)。(1樣本取樣,本課題同時(shí)采用了年多個(gè)樣法(年次大值法和年最大值法。其中年多個(gè)樣法降雨歷時(shí)取5m i n 、10m i n 、15m i n 、20m i n 、30m i n 、45m i n 、60m i n 、90m i n 、120m i n 、150m i n 、180m i n ,每個(gè)歷時(shí)每年取8個(gè)最大降雨強(qiáng)度值。年最大值法降雨歷時(shí)取5m i n 、10m i n 、15m i n 、20m i n 、30m i n 、45m i n 、60m i n 、90m

19、 i n 、120m i n 、150m i n 、180m i n、240m i n 、360m i n 、720m i n 、1440m i n ,其中每個(gè)歷時(shí)每年取其最大降雨強(qiáng)度值。(2頻率分析,常用的擬合曲線分布包括皮爾遜(P -型分布、指數(shù)分布和耿貝爾(G u m b e l 分布等。本課題首先選取北京市代表氣象站觀象臺(tái)站,對(duì)其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分別采用上述各種分布曲線進(jìn)行頻度分析。最終通過(guò)分析樣本和理論頻率曲線的擬合程度,確定北京市暴雨強(qiáng)度頻率分析采用P -型曲線來(lái)適線是比較合理的。繼而,本課題對(duì)其他暴雨分區(qū)分別采用P -型曲線進(jìn)行頻度分析,得到了對(duì)應(yīng)的P -i -t 數(shù)據(jù)表。(3參數(shù)求解,

20、即利用頻率分析得到的P -i -t 數(shù)據(jù),采用多種數(shù)學(xué)方法,如北京法、北京簡(jiǎn)化法、南京法、曲面最小二乘法、同濟(jì)大學(xué)法和直接擬合法等求解暴雨強(qiáng)度公式的各項(xiàng)參數(shù)。本課題對(duì)延慶站、海淀站、觀象臺(tái)站、密云站和大興站按年多個(gè)樣法和年最大值法兩種取樣方法推導(dǎo)暴雨強(qiáng)度公式。經(jīng)比較分析,認(rèn)為第區(qū)、第區(qū)代表站海淀站、觀象臺(tái)站、大興站的暴雨強(qiáng)度公式數(shù)值較為接近,故選取觀象臺(tái)站暴雨強(qiáng)度公式作為第區(qū)、第區(qū)的代表公式。如表1所示。表1各降雨分區(qū)年多個(gè)樣和年最大值取樣法的暴雨強(qiáng)度公式氣象站年多個(gè)樣法公式年最大值法公式降雨區(qū)域延慶站i =18.35(1+0.74l g P (t +11.350.912i =14.423(1

21、+0.84l g P (t +10.270.882代表區(qū),即山后背風(fēng)區(qū)觀象臺(tái)站i =14.075(1+0.765l g P (t +13.40.73i =12.267(1+0.913l g P (t +13.40.725代表區(qū)、區(qū),即平原區(qū)密云站i =8.779(1+0.687l g P (t +8.140.619i =11.13(1+0.67l g P (t +12.760.67代表區(qū),即東部山前區(qū)5降雨雨型降雨雨型包括降雨時(shí)間變化雨型和降雨空間變化雨型。本課題推求的是前者,即降雨過(guò)程線或降雨強(qiáng)度隨時(shí)間的分配曲線,目的是用于雨水系統(tǒng)的模擬計(jì)算,進(jìn)行方案校核、抗洪澇評(píng)價(jià)及抗風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。本課題基于

22、北京市中心城代表站(觀象臺(tái)站、松林閘站、東直門(mén)站的長(zhǎng)系列高精度降雨資料,采用同頻率分析方法和P i l g r i m &C o r d e r y 法分別推求了1440m i n 長(zhǎng)歷時(shí)降雨雨型和180m i n 、120m i n 、60m i n 短歷時(shí)降雨雨型,如圖4圖7所示。圖45m i n 間隔歷時(shí)1440m i n 降雨雨型(P =5a 圖55m i n 間隔歷時(shí)60m i n 的降雨雨型圖65m i n 間隔歷時(shí)120m i n 的降雨雨型研究認(rèn)為,同頻率方法選取降雨樣本全面,推求的設(shè)計(jì)暴雨雨型具有在雨峰各時(shí)段的平均雨強(qiáng)與暴 38給水排水V o l .37N o .10

23、2011圖75m i n 間隔歷時(shí)180m i n 的降雨雨型雨公式計(jì)算的平均雨強(qiáng)相等的特性,其雨峰前后的短歷時(shí)部分適用于城市雨水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì),其長(zhǎng)歷時(shí)部分適用于與水文河道的耦合計(jì)算;P i l -gr i m &C o r d e r y 方法推求的短歷時(shí)降雨雨型能夠反映北京中心城實(shí)際降雨過(guò)程,可以作為場(chǎng)降雨通用情景對(duì)城市雨水系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)方案校核和超標(biāo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。6徑流系數(shù)徑流系數(shù)是雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的重要參數(shù),由地面流域狀況決定。單位時(shí)間的降雨量與徑流系數(shù)的乘積就是雨水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)流量。本課題主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:(1通過(guò)資料調(diào)研和試驗(yàn)研究,得到單材質(zhì)的徑流系數(shù)為00.94,其中

24、,不透水材質(zhì)下墊面2年一遇徑流系數(shù)為0.50.8,150年一遇徑流系數(shù)修正系數(shù)為0.81.175;透水材質(zhì)下墊面5年一遇徑流系數(shù)為0.10.2,150年一遇徑流系數(shù)修正系數(shù)為02。(2采用統(tǒng)計(jì)分析法,通過(guò)典型調(diào)查,計(jì)算得平房區(qū)、老居住區(qū)、新居住區(qū)、學(xué)校體育區(qū)、公園區(qū)、商業(yè)區(qū)和工業(yè)區(qū)的綜合徑流系數(shù)分別為0.9、0.68、0.65、0.62、0.35、0.65、0.65,推薦規(guī)劃建設(shè)區(qū)綜合徑流系數(shù)為0.65。(3采用實(shí)測(cè)法,研究了雨水控制和利用措施對(duì)綜合徑流系數(shù)的影響。研究認(rèn)為,在一定重現(xiàn)期降雨條件下,大面積透水鋪裝和下凹式綠地等雨洪控制措施對(duì)城市小區(qū)綜合徑流具有明顯的削減作用。7設(shè)計(jì)重現(xiàn)期重現(xiàn)期

25、是指等于或超過(guò)一定數(shù)值的暴雨強(qiáng)度出現(xiàn)一次的平均間隔時(shí)間,單位用年表示。設(shè)計(jì)重現(xiàn)期是暴雨強(qiáng)度公式的一個(gè)重要參數(shù),它的大小決定了規(guī)劃設(shè)計(jì)中采用的單位時(shí)間降雨量,即單位時(shí)間內(nèi)雨水系統(tǒng)能夠排除的降雨量。因此,設(shè)計(jì)重現(xiàn)期通常被作為城市市政雨水系統(tǒng)排水的設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)之一。本課題采用了兩種研究方法:研究方法一為國(guó)內(nèi)外資料對(duì)比分析法。通過(guò)綜合比較城市的政治地位、人口、經(jīng)濟(jì)、自然條件等各類(lèi)因素,認(rèn)為北京市一般地區(qū)雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期宜采用3a ,重點(diǎn)地區(qū)宜適當(dāng)提高至510a 。該重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)內(nèi)城市對(duì)比處于較高水平,與主要世界城市對(duì)比屬于中等水平。研究方法二為社會(huì)總投入最低分析法。將社會(huì)總投入分為建設(shè)投資和經(jīng)濟(jì)損失兩

26、部分,考慮經(jīng)濟(jì)損失的復(fù)雜性,又將積水帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失簡(jiǎn)化為交通影響損失,將車(chē)速隨積水深度變化的衰減模型(雙曲正切函數(shù)模型與直接和間接經(jīng)濟(jì)損耗模型相耦合來(lái)計(jì)算積水損失。結(jié)合若干典型案例,得到了一系列社會(huì)總投入隨設(shè)計(jì)重現(xiàn)期的變化曲線,通過(guò)拐點(diǎn)分析,研究認(rèn)為北京市一般地區(qū)雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期宜采用3a,重點(diǎn)地區(qū)宜采用5a 。綜合認(rèn)為,北京市域一般地區(qū)雨水系統(tǒng)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期宜采用13a,重點(diǎn)地區(qū)宜采用35a 。其中,北京市中心城區(qū)雨水系統(tǒng)宜采用重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)上限,即一般地區(qū)采用3a ,重點(diǎn)地區(qū)及主要道路采用5a ,特別重要地區(qū)宜采用10a ,新城、鎮(zhèn)中心區(qū)及遠(yuǎn)郊縣城應(yīng)酌情確定。8綜合分析針對(duì)常規(guī)雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)計(jì)

27、算方法,本課題最后將暴雨強(qiáng)度公式、徑流系數(shù)和設(shè)計(jì)重現(xiàn)期進(jìn)行綜合分析,將新研究標(biāo)準(zhǔn)體系與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系作了對(duì)比分析。兩套標(biāo)準(zhǔn)體系具體內(nèi)容如表2所示。經(jīng)比較,新標(biāo)準(zhǔn)體系中綜合徑流系數(shù)和設(shè)計(jì)重現(xiàn)期標(biāo)準(zhǔn)均高于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系中相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。新標(biāo)準(zhǔn)體系中由觀象臺(tái)站、密云站和延慶站氣象數(shù)據(jù)推導(dǎo)的暴雨強(qiáng)度公式在短歷時(shí)(<60m i n 部分的雨強(qiáng)計(jì)算值均小于現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系中“80版公式”計(jì)算值。需要說(shuō)明的是,延慶站代表區(qū)域處于山后區(qū),氣候條件與山前區(qū)差異較大,雖然延慶站暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算值偏小,但它比較符合當(dāng)?shù)貧夂蛱卣?。因?考慮區(qū)域特征和排水安全性,推薦北京市表 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系與新研究標(biāo)準(zhǔn)體系主要標(biāo)準(zhǔn)匯總 版本 年

28、多個(gè)樣法暴雨強(qiáng)度公式 （ 式中 為歷時(shí)， ； 為設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，） “ 版公式” ， ） （ （ ） （ ） （ ） ） （ （ ） ） （ （ ） ） （ （ ） （ ） （ ） （ ） （ ） 綜合徑流系數(shù) 設(shè)計(jì)重現(xiàn)期 現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系 ， ， ， 觀象臺(tái)站 建設(shè)區(qū)綜合徑流 系數(shù)采用 城 依 據(jù) 總 體 規(guī) 劃： 市 一 般 地 區(qū) 重 現(xiàn) 期 采 ； 用 重要干道、 要 地 區(qū) 或 短 期 積 水 重 能引起嚴(yán)重后 果 的 地 區(qū) 重 現(xiàn) 期 宜 采 用 。在工程規(guī) 劃 中， 薦 一 般 地 區(qū) 設(shè) 計(jì) 重 推 ； 現(xiàn)期采用 重點(diǎn)地區(qū)及主要干道采用 新研究標(biāo)準(zhǔn)體系 密云站 延慶站 建設(shè)區(qū)綜合徑流

29、 系數(shù)采用 。 與 依據(jù)總體規(guī)劃（ 以 上 相 同） 在 工 程 規(guī) ， 推薦一般地區(qū)設(shè)計(jì)重現(xiàn)期采用 劃中上， ， 重點(diǎn)地區(qū)及主要道路 采 用 特 別 重 要 地 區(qū)宜采用 雨水排除系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)采用新研究的綜合徑流系數(shù) 和重現(xiàn)期標(biāo) 準(zhǔn)， 延 慶 站 代 表 的 第 分 區(qū)， 山 后 由 即 采用新研究的暴雨強(qiáng)度公式， 北京市其他地區(qū)仍 區(qū)， 。 采用現(xiàn)行 的 “ 版 公 式” 對(duì) 于 重 點(diǎn) 地 區(qū) 的 雨 水 排 除系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì) 方 案， 議 結(jié) 合 北 京 市 防 洪 排 澇 要 建 求， 采用水力模擬方法進(jìn)行校核。 結(jié)論和建議 在北京市雨水系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)方法和降雨變化趨 勢(shì)研究的基礎(chǔ)上， 究 并 修 訂 了 北 京 市 分 區(qū) 暴 雨 強(qiáng) 研 降雨雨型、 徑流系數(shù)和設(shè)計(jì)重現(xiàn)期。經(jīng)專(zhuān)家 度公式、 評(píng)審， 認(rèn)為