城市暴雨强度公式修订对城市排水系统影响研究

暴雨强度公式是反映降雨规律和计算城市雨水排水设计流量的主要依据，是指导城市排水防涝系统规划、工程设计和建设的基础。随着气候变化和城镇化影响，我国各城市短历时降雨 规律已发生改变，原有暴雨强度公式已不能客观反映当前降雨的实际情况，基于此，我国部分城市已重新编制了暴雨强度公式，以辅助科学规划设计城市排水管网及设施、提高城市排水防涝能力。

发达国家自 20 世纪 60 年代就开始 采用年最大值法、年超大值法进行暴雨强度公式选样，我国暴雨强度公式选样方法经历了最初的年多 个样法、随后的年多个样法和年最大值法并存，到 2016 年版《室外排水设计规范》(GB 50014-2006) 推荐具有 20 年以上自记雨量记录地区应采用年最大值法推求排水系统设计暴雨强度公式，不同选样方法 推导的暴雨强度公式相同重现期所对应的降雨强度存在差异。因此，在汉斯出版社《环境保护前沿》期刊中，有学者以深圳市和成都市为例，对比暴雨强度公式修订前后计算暴雨强度的差异性以及分析这种差异性对城市排水系统的潜在影响。

城市排水系统是指城市中排水的收集、输送、处理和利用以及排放等设施以一定方式组合成的总体。城市排水管网是城市排水系统最基础的设施，其建设标准是针对产生于城市内较小汇水面积上较短历时 的雨水径流进行排除，排水管网设计主要依据暴雨强度公式计算城市设计暴雨，由设计暴雨推求设计径流，基于设计径流设计排水管网的相关参数。

由此可以看出，能够客观反映城市降雨特征与规律的暴雨强度公式是城市排水系统基础设施建设的重要前提。深圳市和成都市均于 2015 年完成了暴雨强度公式的修订。本次选择深圳和成都市修正后的暴 雨强度公式与原暴雨强度公式进行对比分析，发现修订后的新暴雨强度公式计算不同重现期暴雨强度值较旧公式存在偏小、随降雨历时从偏大到偏小的动态变化。这种由于暴雨强度公式修订带来的暴雨强度 值的差异，将会给城市已建排水系统带来一定的影响。

修订后的新暴雨强度公式计算的暴雨强度值大于旧公式计算的暴雨强度时，此时对于已经建立完成的城市排水管网，存在原设计排水能力按照新暴雨强度公式计算的暴雨强度，排水能力会降低，说明基于旧暴雨强度公式计算建成的城市排水系统对城市现状暴雨特征来说是偏低的，对已建的城市排水系统是不利的影响。

修订后暴雨强度公式计算的暴雨强度值小于旧暴雨强度公式计算的暴雨强度时，此时相同重现期下旧暴雨强度公式计算的暴雨强度大于新暴雨强度公式计算暴雨强度值，说明基于旧暴雨强度公式设计的 城市排水系统对城市现状暴雨特征来说是偏安全的，对现状城市排水系统是有利的。修订后暴雨强度公式计算的暴雨强度较旧公式计算的暴雨强度随降雨历时从偏大到偏小动态变化的情况，对城市已建排水 系统依然存在不稳定的影响因素。

综上，1) 我国城市已建排水系统设计所采用的暴雨强度公式大部分是上世纪 70~80 年代编制，在全球气候 变化与快速城镇化的双重影响下，城市短历时暴雨特征发生了变化，原暴雨强度公式已不能准确反映城市暴雨特征。 2) 深圳市和成都市修订后的暴雨强度公式利用时间序列更长的最新降水资料，依据最新技术规范采 用年最大值法选取暴雨样本，修订前后暴雨强度公式形式保持不变，但相应参数发生了显著变化。 3) 修订后暴雨强度公式计算暴雨强度值相较于原公式存在偏小和随降水历时从偏大到偏小的动态 变化，对城市已建排水系统运行存在不稳定的影响因素。

文章链接：https://doi.org/10.12677/AEP.2021.113047