Page 39 - 2022年第53卷第7期
P. 39
于深圳市暴雨强度公式进行同频率的近似转换,上述设计标准相当于:非中心城区 “3年一遇” (降
雨强度为 60.1mm?h),中心城区 “5年一遇” (降雨强度为 68.0mm?h),特别重要地区 “ ≥10年一
遇” (降雨强度为 78.0mm?h)。需要说明的是,由于低影响开发减排设施与排水管渠实际运行过程中,
与设计状态可能存在一定的差异,在实际计算雨水管渠排水能力阈值时,为了保障安全,应在考虑城
市管网排水标准的基础上,根据设施运行情况、维护情况和使用年限等,综合选取 “安全系数”,使
计算得到雨水管渠排水能力阈值处于 “偏安全” 的范围内。
2.2 内涝防治系统应对能力阈值 内涝防治系统应对能力阈值是指城市大小排水系统合力能够消纳的
雨水量,对应着城市内涝防治标准。内涝防治标准一般采用 24h的长历时雨型,因此内涝防治系统应
对能力阈值宜采用含有峰值的 24h降雨量作为量化单位。例如北京的内涝防治系统应对能力阈值:一
般地区 “ 50年一遇”,重要地区 “100年一遇”。根据 《北京市城镇雨水系统规划设计暴雨径流计算
标准 DB11?T969—2016》,典型暴雨设计降雨过程计算方法主要有两种:(1)以暴雨强度公式计算时段
降雨量推求设计降雨过程的方法;(2)以北京市水文手册设计暴雨图集确定的时段降雨量推求设计降
雨过程。本文采用第一种方法计算北京内涝防治系统应对能力阈值,采用的暴雨强度公式如下:
9.612(1 + 1.037lgP)
q = (1)
( t + 11 .593) 0.681
式中:q为设计暴雨强度,mm?min;t为降雨历 时,5min ≤ t ≤1440min;P为降 雨 重 现期,P= 2~
100 年。
通过式(1)可以计算得到北京排水防涝设施建设达标后的内涝防治系统应对能力阈值:一般地区
为 “268.6mm?d” 或 “86.9mm?h”,重要地区为 “299.0mm?d” 或 “96.7mm?h”。根据张晓昕等的调
研结果 [27] ,日本东京内涝防治系统的应对能力阈值为 “75mm?h”。深圳市内涝防治系统设计重现期
为 50年,对应的雨量阈值为 “459.8mm?d” 或 “95.9mm?h”。内涝防治系统应对能力由 “蓄” “排”
两部分组成,二者相互配合,协同增效。对于调蓄能力强、雨水管渠排水能力相对较弱的城市,道路
行泄通道等规划的大排水系统可能会出现短时的淹水和行洪过程,城镇内涝防治技术规范 [21] 要求行泄
通道上的积水时间不大于 12h,并根据实际需要缩短;同时居民住宅和工商业建筑物的底层不进水,
非超标行泄通道的道路中一条车道的积水深度不超过 15cm。对于调蓄空间不足的高密度城区,要实
现内涝防治系统达标,就要提升雨水管渠的排水能力,或增加地下调蓄设施。
基于以上分析,“不内涝” 阈值并不是要求城市所有道路和低洼地都不出现积水,而是积水被控
制在一定的范围和深度内,不至于形成内涝灾害。需要说明的是,由于城市大小排水系统的实际运行
状态可能与设计能力存在差异,并且不同城市的工程调度措施差异较大,城市耐受积水的 “韧性” 有
所不同,在实际确定内涝防治系统应对能力阈值时,为了保障安全,应在考虑内涝防治标准的基础
上,结合城市的具体情况,综合考虑大小排水系统运维状况、调度措施和城市韧性等多种因素,综合
选取 “安全系数”,使计算得到内涝防治系统应对能力阈值处于 “偏安全” 的范围内。
2.3 应急设施防御上限阈值 应急设施防御上限阈值是指城市大小排水系统加超标应急设施合力能够
应对的降雨的上限,降雨超过此阈值,就面临 “失防” 的危险,需要紧急转移人员和重要财产,并承
受无法避免的财产损失。国家防办要求各地要坚持 “宁可十防九空、不可失防万一” 的原则,做好暴
雨洪涝灾害的防范工作。为避免 “失防”,降低城市特大暴雨洪涝灾害的损失,必须对城市应急设施
防御上限阈值 “心中有数”。相比前面的 “不积水” 阈值、 “不内涝” 阈值而言,一个城市的 “不失
防” 阈值是最难测算的,也没有明确的标准和规范可以遵循。日本东京政府 2007年制定了三个防御
级别 [27] ,其中第三个防御级别 “144mm?h” 基本可以看作是东京的 “不失防” 阈值,在此阈值以下
要确保人员生命安全。我国的绝大多数城市 “不失防” 阈值是缺失的,城市防汛排涝部门无法准确知
道排水防涝基础设施和应急能力到底可以应对什么量级的暴雨,应急预案中也没有明确降雨超过 “不
失防” 阈值后,应急策略该如何调整,这也是 “ 7·20” 特大暴雨灾害 “应急处置不当” 的原因之一。
一个城市 “不失防” 阈值是由排水防涝基础设施、智慧运行调度能力、应急处置装备和应急组织能力
等多种因素决定的,它就像一个人的极限忍耐力一样,是一个很难精确测算的值,具有模糊性。本研
— 7 9 1 —