3.2 设计涝水

3.2.1 城市治涝工程设计涝水应根据设计要求分析计算设计涝水流量、涝水总量和涝水过程线。
3.2.2 城市治涝工程设计应按涝区下垫面条件和排水系统的组成情况进行分区，并应分别计算各分区的设计涝水。
3.2.3 分区设计涝水应根据当地或自然条件相似的邻近地区的实测涝水资料分析确定。
3.2.4 地势平坦、以农田为主分区的设计涝水，缺少实测资料时，可根据排涝区的自然经济条件和生产发展水平等，分别选用下列公式或其他经过验证的公式计算排涝模数。需要时，可采用概化法推算设计涝水过程线。
1 经验公式法，可按下式计算：

式中：
q——设计排涝模数（m³/s·km²）；
R——设计暴雨产生的径流深（mm）；
A——设计排涝区面积（km²）；
K——综合系数，反映降雨历时、涝水汇集区形状、排涝沟网密度及沟底比降等因素；应根据具体情况，经实地测验确定；
m——峰量指数，反映洪峰与洪量关系；应根据具体情况，经实地测验确定；
n——递减指数，反映排涝模数与面积关系；应根据具体情况，经实地测验确定。
2 平均排除法，可按下列公式计算：
1）旱地设计排涝模数按下式计算：

式中：
q_d——旱地设计排涝模数（m³/s·km²）；
R——旱地设计涝水深（mm）；
T——排涝历时（d）。
2）水田设计排涝模数按下式计算：

式中：
q_w——水田设计排涝模数（m³/s·km²）；
P——历时为T的设计暴雨量（mm）；
h₁——水田滞蓄水深（mm）；
ET′——历时为T的水田蒸发量（mm）；
F——历时为T的水田渗漏量（mm）。
3）旱地和水田综合设计排涝模数按下式计算：

式中：
q_p——旱地、水田兼有的综合设计排涝模数（m³/s·km²）；
A_d——旱地面积（km²）；
A_w——水田面积（km²）。
3.2.5 城市排水管网控制区分区的设计涝水，缺少实测资料时，可采用下列方法或其他经过验证的方法计算：
1 选取暴雨典型，计算设计面暴雨时程分配，并根据排水分区建筑密集程度，按表3.2.5确定综合径流系数，进行产流过程计算。

表3.2.5 综合径流系数

2 汇流可采用等流时线等方法计算，以分区雨水管设计流量为控制推算涝水过程线。当资料条件具备时，也可采用流域模型法进行计算。
3 对于城市的低洼区，按本规范第3.2.4条的平均排除法进行涝水计算，排水过程应计入泵站的排水能力。
3.2.6 市政雨水管设计流量可用下列方法和公式计算：
1 根据推理公式（3.2.6）计算：

式中：
Q——雨水流量（L/s）或（m³/s）；
q——设计暴雨强度[L/（s·hm²）]；
ψ——径流系数；
F——汇水面积（km²）。
2 暴雨强度应采用经分析的城市暴雨强度公式计算。当城市缺少该资料时，可采用地理环境及气候相似的邻近城市的暴雨强度公式。雨水计算的重现期可选用1年～3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，可选用3年～5年，并应与道路设计协调，特别重要地区可采用10年以上。
3 综合径流系数可按本规范表3.2.5确定。
3.2.7 对城市排涝和排污合用的排水河道，计算排涝河道的设计排涝流量时，应计算排涝期间的污水汇入量。
3.2.8 对利用河、湖、洼进行蓄水、滞洪的地区，计算排涝河道的设计排涝流量时，应分析河、湖、洼的蓄水、滞洪作用。
3.2.9 计算的设计涝水应与实测调查资料以及相似地区计算成果进行比较分析，检查其合理性。

条文说明

3.2.1 本条规定了城市涝水计算的基本方法。本规范所称的设计涝水是指城市及郊区平原区因暴雨而产生的指定标准的水量。根据城市防洪工程设计需要可分别计算设计涝水流量（或排涝模数）、涝水总量及涝水过程线。
3.2.2 按涝水形成地区下垫面情况的不同，涝区可分为农区（郊区）和城（市）区（市政排水管网覆盖区域）两部分。涝水的排水系统一般根据城市规划布局、地形条件，按照就近分散、自流排放的原则进行流域划分和系统布局。城区和郊区的下垫面情况不同，对暴雨产、汇流的影响也不同；不同分区涝水的排出口位置不同，承泄区也可能不同，因此应按下垫面条件和排水系统的组成情况进行分区，分别计算各分区的涝水。
3.2.3 郊区以农田为主的分区设计涝水，主要与设计暴雨历时、强度和频率，排水区形状，排涝面积，地面坡度，植被条件，农作物组成，土壤性质，地下水埋深，河网和湖泊的调蓄能力，排水沟网分布情况以及排水沟底比降等因素有关。市政排水管网覆盖区域分区设计涝水，主要与设计暴雨历时、强度和频率，分区面积，建筑密集程度和雨水管设计排水流量等因素有关。因此，设计涝水应根据当地或邻近地区的实测资料分析确定。
设计涝水计算的基本方法与设计洪水相同，只是设计涝水的标准比较低，其次平原区流域下垫面受人类活动影响较大，而且这些影响是渐变的，因此要特别注意实测资料系列的一致性。
3.2.4 本条采用了现行国家标准《灌溉与排水工程设计规范》GB50288—1999中第3.2.4条的内容。规定了地势平坦、以农田为主分区的地区缺少实测资料时，设计涝水的计算方法。
3.2.5 本条规定了城市排水管网控制区在缺少实测资料情况下分区设计涝水的计算方法。
1 暴雨时段根据设计要求确定，设计面暴雨按资料条件进行计算。各分区采用同一设计面暴雨量。典型暴雨过程在与时段设计面暴雨量接近的自记雨量资料中选取。
综合径流系数采用现行国家标准《室外排水设计规范》GB50014—2011中第3.2.2条的内容，根据排水分区建筑密集程度，按本规范表3.2.5确定。对于城区而言，流域下垫面大多为硬化的不透水面积，暴雨损失主要表现为暴雨初期的截留和填洼，下渗所占比重较小，因此可根据具体情况分析确定扣损方法，计算产流过程。
2 城市排水管网控制区汇流一般通过地面、众多雨水井和排水管渠汇集，出流受排水管渠规模的限制。汇流时间为地面集水时间和管渠内流行时间，汇流较快。当分区排水面积在2km²左右时，汇流时间一般在1h以内。针对城市化地区排水系统的管道集水范围小、流程短、集流快和整个市政管网的调蓄能力极为有限的特点，可忽略汇流过程中管网的调蓄作用，直接采用净雨过程作为涝水的汇集过程，即可按等流时线法将分区净雨过程概化为时段平均流量过程。然后再以分区雨水管的设计流量为控制推算排水过程。当流量小于或等于雨水管的设计流量时，即为本时段排水流量；当流量大于雨水管的设计流量时，即形成本区地面积水，本时段排水流量为雨水管的设计流量，形成的地面积水计入下一时段；依此类推计算排水过程。在资料较齐全的流域，可选用流域水文模型进行汇流计算。
关于分区雨水管的设计流量，若已有规划设计审批成果或管网已建成，可采用已有成果，否则按本规范第3.2.6条的规定进行计算。
3 对于城市的低洼区，可参照本规范第3.2.4条的平均排除法计算设计涝水。暴雨历时和排水历时等参数可根据设计要求分析确定。排水过程应考虑泵站的排水能力。
3.2.6 本条采用现行国家标准《室外排水设计规范》GB50014—2011中第3.2.1条和第3.2.4条的内容。
1 城区雨水量的估算，采用其推理公式。
2 城区暴雨强度公式，在城市雨水量估算中，宜采用规划城市近期编制的公式。当规划城市无上述资料时，可参考地理环境及气候相似的邻近城市暴雨强度公式。雨水计算的重现期一般选用1年～3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，一般选用3年～5年，并应与道路设计协调。特别重要地区可采用10年以上。这里所说的重现期与水利行业的重现期不同，为年选多个样法的计算结果。
3 径流系数，在城市雨水量估算中宜采用城市综合径流系数。全国不少城市都有自己城市在进行雨水径流计算中采用的不同情况下的径流系数。按建筑密度将城市用地分为城市中心区、一般规划区和不同绿地等，按不同的区域，分别确定不同的径流系数。城市人口密集，基础设施多且发展快，估算设计涝水流量，应考虑地面硬化涝水流量增大的因素。在选定综合径流系数时，应以城市规划期末的建筑密度为准，并考虑到其他少量污水量的进入，取值不可偏小，必要时应留有适当裕度。
3.2.7 对城市涝水和生产、生活污水合用的排水河道，排水河道的设计排水流量除考虑设计涝水流量外，污水汇入量也要计算在内，以保证排水河道规模。
3.2.8 城市的河、湖、洼地，在排涝期间有一定的调蓄能力。对利用河、湖、洼蓄水、滞洪的地区，排涝河道的设计排涝流量，应考虑排涝期间河、湖、洼地的蓄水、滞洪作用。

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