城市雨水系统规划设计暴雨径流计算标准.docx
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城市雨水系统规划设计暴雨径流计算标准
北京市地方标准
编号:
备案号:
DB
城市雨水系统规划设计暴雨径流计算标准
Standardofstormwaterrunoffcalculation
forurbanstormdrainagesystemplanninganddesign
(征求意见稿)
2012年5月
x-x-x发布x-x-x实施
北京市规划委员会联合发布
北京市质量技术监督局
北京市地方标准
城市雨水系统规划设计暴雨径流计算标准
Standardofstormwaterrunoffcalculation
forurbanstormdrainagesystemplanninganddesign
DB11/TXXXH2012
主编单位:
北京市城市规划设计研究院批准部门:
北京市规划委员会北京市质量技术监督局
实施日期:
2012年XX月XX日
2012北京
、八
前言
本标准是根据北京市规划委员会标准化工作规划及北京市质量技术监督局《京质监标发[2012]第XX号》立项计划,由北京市城市规划设计研究院等单位编制。
编制组经广泛调查研究,总结实践经验,参考有关国内外标准,并在广泛征求意见的基础上制定了本标准。
本标准的主要技术内容是:
适用于雨水管道、排水明渠及雨水泵站规划设计的流量计算方法、暴雨
强度公式、径流系数、重现期以及设计降雨雨型。
分为1.总则;2.术语;3.技术内容等章节。
本标准由北京市规划委员会归口管理,北京市城市规划设计研究院负责具体技术内容解释工作,日常管理机构为北京市城乡规划标准化办公室。
各单位在执行本规范的过程中,如发现需要修改与补充之处,请将意见和建议反馈给北京市城市规划设计研究院(北京市西城区南礼士路60号,邮编:
100045,联系电话:
88073685,邮箱:
wei3@)北京市城乡规划标准化办公室联系电话:
68017520,邮箱:
bjbb3000@。
本标准主编单位:
北京市城市规划设计研究院本标准参编单位:
北京市市政工程设计研究总院
北京市水文总站北京市水利科学研究所北京工业大学北京市气象局
本标准主要起草人:
张晓昕、韦明杰、曹志农、李萍、白国营、王理许、周玉文、马京津汪子棚、潘艳艳、许可、王强、马洪涛、郭磊、苏东彬、陈建刚梁灵君、杨舒媛、付征垚、翁窈瑶
本标准主要审查人员:
王军、李艺、张书函、杨忠山、郭文利
目次
1.总则5
2.术语和定义5
3.技术内容6
3.1暴雨径流量计算方法6
3.2暴雨强度公式6
3.3重现期7
3.4径流系数7
3.5设计雨型8
本标准用词说明10
引用标准名录11
附:
条文说明12
1.总则
1.0.1为规范北京市城市雨水系统规划设计工作,提高雨水规划设计质量和水平,确保城市雨水系统
的安全可靠,减少城市涝水灾害,编制本标准。
1.0.2本标准规定了城市雨水系统规划设计中暴雨径流计算的基本方法和参数。
1.0.3本标准适用于北京市范围内的城镇雨水系统的规划和设计。
2.术语和定义
2.0.1降雨历时durationofrainfall
降雨过程中的任意连续时段。
2.0.2暴雨强度rainfallintensity
在某一历时内的平均降雨量,即单位时间内的降雨深度,工程上常用单位时间单位面积内的降雨体积表示。
2.0.3暴雨分区rainfallpartition
将某一地区划分为若干具有相同暴雨特征的区域。
2.0.4重现期recurreneeinterval
在一定长的统计期间内,等于或大于某暴雨强度的降雨出现一次的平均间隔时间。
2.0.5年多个样法annualmultisamplingmethod
从每年的降雨资料系列中均选取若干个降雨量最大值作为样本系列,进行频率计算的选样方法。
2.0.6径流系数runoffeoeffieient
一定汇水面积内,地面径流水深与降雨量的比值。
2.0.7综合径流系数integratedrunoffeoeffieient
在总汇水面积上各种不同性质地面的径流系数的面积加权平均数值。
2.0.8汇水面积eatehmentarea
雨水管渠汇集降雨的流域面积。
2.0.9雨水控制与利用设施stormwaterharvestingandutilizationfaeilities
对一定区域内的雨水进行滞蓄、入渗、回用、调控排放,以削减区域外排径流峰值或总量的设施。
2.0.10雨水泵站stormwaterpumpingstation
分流制排水系统中,抽送雨水的泵站。
2.0.11低洼地区low-lyingarea
无法通过重力流方式正常排水的地形低洼的规划城市建设区。
2.0.12设计雨型designedrainfallrattern
设计所采用的反映降雨强度随时间变化的典型降雨过程。
2.0.13折减系数reductioncoefficient
考虑排水管道流速调节和管道空间利用的参数。
3.技术内容
3.0
3.1暴雨径流量计算方法
3.1.1采用推理公式计算雨水系统设计流量,应按下列公式计算。
有条件的地区,雨水设计流量也可采用数学模型法计算。
Qs=qYF(3.1.1)
式中:
Qs雨水系统设计流量(升/秒);
q――设计暴雨强度[升/(秒•公顷)];
屮一一径流系数;
F――汇水面积(公顷)。
注:
当有其他水流排入雨水管道时,应将其水量计算在内。
3.1.2区域性雨水干线(一般指汇水面积大于5平方公里的雨水管渠及泵站)的流量计算,除应按雨
水管道流量计算方法计算外,还应采用其他小流域流量计算等方法复核。
3.2暴雨强度公式
3.2.1
本标准给出了选样方法为年多个样法的暴雨强度公式。
3.2.2北京市分为2个暴雨分区。
以镇级行政区作为划分基础单元。
房
山区的史家营镇、大安山镇、佛子庄乡,门头沟区的清水镇、斋堂镇、雁翅镇、妙峰山镇、大台街道、王平地区、潭柘寺镇,昌平区的流村镇、阳坊镇、马池口镇、南口镇,海淀区的上庄镇,延庆县的八达岭镇、康庄镇、大榆树镇、井庄镇、延庆镇、沈家营镇、张山营镇、旧县镇、永宁镇、香营乡、刘斌堡乡、四海镇、大庄科乡、千家店镇、珍珠泉乡,怀柔区的宝山镇、九渡河镇、
汤河口镇、长哨营满族乡、喇叭沟门满族乡等乡镇划为第I区;其余地区划为第n区。
3.2.3第I区设计暴雨强度应按公式(3.2.1)计算。
3064(1+0.74lgP)q「(t11.35严
(3.2.1)
式中:
q
-设计暴雨强度[升/(秒•公顷);
t——
-降雨历时(分钟);
P--
-设计重现期(年)。
适用范围为:
tw180分钟,p=0.25年〜100年。
3.2.4第n区设计暴雨强度根据汇流时间和重现期的不冋应分别按下列公式计算。
2001(10.811lgP)
q「(t8)0.711
(3.2.2)
适用范围为:
t<120分钟,pw10年。
(324)
适用范围为:
360>t>120min,p>10年。
3.2.5雨水管渠的汇水时间t应按公式(3.2.6)计算。
t=t1+mt2(3.2.6)
式中:
t1――地面集水时间(分钟),视距离长短、地形坡度和地面铺装情况而定,一般可采
用5分钟〜15分钟(下凹桥区泵站除外)。
t2――管渠内雨水流行时间(分钟);
m折减系数,宜采用1。
3.2.6对于跨越暴雨分区的雨水管渠,下游管渠采用的设计暴雨强度不应低于上游。
3.3重现期
3.3.1雨水管渠设计重现期应根据汇水范围内用地性质、地形特点和气候特征等因素确定。
同一雨水系统可采用同一重现期或不同重现期。
3.3.2雨水管渠及泵站的设计重现期,应按表3-3-1的规定选取。
表3-3-1雨水管渠及泵站设计重现期表
雨水管渠位置
一般地区
重要地区
特别重要地区
一般道路
重要道路
特别重要道路
设计重现期(年)
3
5
10
3
5
10
3.3.3地铁、重要地下设施出入口等重要基础设施必须单独设防,其设防标准应结合具体情况依据相关规范确定。
3.3.4下游雨水管渠设计重现期不应低于上游管渠。
参加下游雨水管渠流量计算的全部汇水面积所对应的设计重现期应与下游管渠的设计重现期一致。
3.3.5计算承担重要道路及城市主干道雨水排除任务的雨水管渠流量时,其全部汇水面积所对应的设计重现期均应采用该道路的设计雨水重现期。
3.4径流系数
3.4.1绿地、屋面和路面等不同种类地面的径流系数应依据实测数据确定,缺乏资料时可按表3-4-1
选取。
表3-4-1不同地面种类径流系数表
地面种类
径流系数
绿地
0.15〜0.3
屋面
0.85〜0.95
混凝土或沥青路面及广场
0.93
大块石铺砌路面及广场
0.7
沥青表面处理的碎石路面及广场
0.55~0.65
级配碎石路面及广场
0.40~0.50
干砌砖石或碎石路面及广场
0.35〜0.40
非铺砌土路面
0.25〜0.35
342汇水范围内的综合径流系数应根据不同地面种类的径流系数,按照其各自面积占汇水面积的比
例,采用加权平均的方法计算得到。
3.4.3对于规划建设区,不同用地类型的规划综合径流系数参考值可按表3-4-2选取。
表3-4-2已建成区综合径流系数表
用地类型
综合径流系数
公园绿地区
0.35
工业及集中居住区
0.60〜0.70
集中办公及集中商业区
0.64〜0.85
校园区
0.62
注:
水面应控制雨水不外排。
344应依据相关规范和标准加强雨水控制与利用设施建设。
3.5设计雨型
3.5.1本标准给出的设计雨型可用于雨水管渠和泵站的模拟计算,也可用于小流域设计洪水计算等。
最小时间段为5分钟的重现期为3年、5年、10年、20年、50年、100年一遇的最大时间段为1440分钟的设计雨型分配过程详见附录A.1,其适用于1440分钟以内不同时间段的雨型推求。
3.5.2不同重现期的历时分别为5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟、90
分钟、120分钟、150分钟、180分钟、240分钟、360分钟、720分钟、1440分钟的设计降雨量推求,有按上述暴雨强度公式计算和按年最大值法统计分析的暴雨强度公式计算两种方法,
其计算结果详见表3-5.1和表3-5-2.
重现期历时
I区
U区
3
5
10
20
50
100
3
5
10
20
50
100
5分钟
9.7
10.9
12.5
14.1
16.2
17.8
13.4
15.2
17.5
18.8
22.1
24.6
10分钟
15.2
17.1
19.6
22.1
25.4
27.9
21.3
24.1
27.8
30.5
35.9
40.0
15分钟
18.8
21.1
24.2
27.3
31.4
34.5
26.9
30.3
35.1
39.1
46.0
51.2
20分钟
21.4
24.1
27.6
31.1
35.8
39.3
31.1
35.2
40.7
46.0
54.1
60.2
30分钟
25.0
28.0
32.1
36.3
41.7
45.8
37.6
42.5
49.1
56.7
66.7
74.2
45分钟
28.3
31.7
36.4
41.0
47.2
51.8
44.5
50.3
58.1
68.7
80.8
89.9
60分钟
30.4
34.1
39.1
44.1
50.7
55.7
49.7
56.2
64.9
78.0
91.8
102.2
表3-5-1北京市不同地区不同重现期不同历时的降雨量表
单位:
毫米
90分钟
33.1
37.1
42.6
48.0
55.2
60.7
57.5
65.0
75.1
92.6
108.9
121.2
120分钟
34.8
39.1
44.8
50.5
58.1
63.9
63.4
71.6
82.8
104.0
122.3
136.2
150分钟
36.1
40.5
46.4
52.4
60.2
66.2
67.2
77.9
92.4
107.3
128.0
143.7
180分钟
37.1
41.6
47.7
53.8
61.9
68.0
70.8
82.1
97.4
113.3
135.2
151.7
240分钟
76.6
88.8
105.4
123.1
147.0
165.0
360分钟
85.4
99.0
117.4
138.0
164.7
184.8
注:
表3-5-1采用的年多个样法暴雨强度公式适用于降雨历时为360分钟以内的情况,不应外
延。
表3-5-2北京市不同地区不同重现期不同历时的降雨量表单位:
毫米
重现期
历时
I区
U区
3
5
10
20
50
100
3
5
10
20
50
100
5分钟
9.1
10.3
12.0
13.6
15.8
17.5
10.7
12.2
14.2
16.2
18.9
21.0
10分钟
14.2
16.1
18.7
21.2
24.6
27.2
17.9
20.4
23.9
27.3
31.8
35.3
15分钟
17.6
19.9
23.1
26.2
30.4
33.6
23.3
26.6
31.1
35.6
41.5
46.0
20分钟
20.0
22.6
26.2
29.8
34.6
38.2
27.7
31.6
36.9
42.2
49.2
54.5
30分钟
23.3
26.4
30.6
34.8
40.3
44.5
34.3
39.2
45.8
52.3
61.0
67.6
45分钟
26.4
29.9
34.7
39.5
45.8
50.5
41.5
47.4
55.3
63.3
73.8
81.7
60分钟
28.5
32.3
37.4
42.6
49.4
54.5
46.9
53.5
62.5
71.5
83.4
92.3
90分钟
31.2
35.4
41.0
46.7
54.1
59.8
54.9
62.6
73.1
83.7
97.5
108.1
120分钟
33.1
37.5
43.4
49.4
57.3
63.3
60.8
69.4
81.1
92.7
108.1
119.8
150分钟
34.4
39.0
45.2
51.4
59.6
65.9
65.7
74.9
87.5
100.1
116.7
129.2
180分钟
35.5
40.2
46.6
53.0
61.5
67.9
69.7
79.6
92.9
106.3
123.9
137.2
240分钟
37.2
42.1
48.8
55.5
64.4
71.1
76.4
87.2
101.8
116.5
135.8
150.4
360分钟
39.5
44.7
51.8
59.0
68.4
75.5
86.5
98.8
115.3
131.9
153.8
170.4
720分钟
43.4
49.1
57.0
64.8
75.1
83.0
106.1
121.1
141.4
161.7
188.6
208.9
1440分
钟
47.4
53.7
62.2
70.8
82.1
90.6
129.2
147.5
172.2
197.0
229.7
254.4
注:
表3-5-2采用的暴雨强度公式是依据《北京市城市雨水系统规划设计标准研究》的研究成果,其采用的年最大值法暴雨强度公式适用于降雨历时为1440分钟以内的情况,不应外延。
公式尚未在工程实践中应用,按其计算的降雨量可供参考使用。
4.本标准用词说明
1为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”。
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用“应”;反面词采用“不应”或“严禁”。
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”;表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2本规范中指明应按其他有关规范执行的写法为“应符合,,的规定”或“应按,,执行”。
5.引用标准名录
1、GB50014-2006室外排水设计规范(2011年版)
2、《北京市城市雨水系统规划设计标准研究》
3、GB50318-2000城市排水工程规划规范
4、GB50015-2003建筑给水排水设计规范
5、JTJ018-97公路排水设计规范
城市雨水系统规划设计暴雨径流计算标准
DBxxx-2012
条文说明
目次
1.总则13
3.技术内容13
3.1暴雨径流量计算方法13
3.2暴雨强度公式13
3.3重现期14
3.4径流系数15
3.5设计雨型16
1.总则
1.0.1近些年,因暴雨积水灾害频发,政府和市民对城市雨水系统规划设计工作提出了更
高的要求。
为提高雨水系统规划设计的质量和水平,要求广大规划设计人员按规定的暴雨径流计算标准进行规划设计。
1.0.2本标准规定的流量计算方法、暴雨强度公式、径流系数、重现期以及设计降雨雨型,
适用于雨水管道、排水明渠及雨水泵站的规划和设计。
1.0.3本标准适用于城镇建设区的雨水系统规划和设计,不适用于农田、林地、山地、荒
地、鱼塘等的雨水系统规划和设计。
村庄的雨水系统规划和设计可参考本标准,并需根据具体情况适当调整相关参数。
2.规范里不对术语和定义做说明,我们也不说明了
3.技术内容
3.0
3.1暴雨径流量计算方法
3.1.1GB50014-2006室外排水设计规范(2011年版)给出了目前我国普遍采用的恒定均
匀流推理公式法流量计算公式。
鉴于目前发达国家已把排水管渠作为一个系统考虑,并采用数学模型模拟降雨产汇流过程,对管网进行管理。
因此,本标准也提出雨水设计流量的计算可采用数学模型法,其计算步骤可详见GB50014-2006室外排水设
计规范(2011年版)。
3.1.2为方便具体规划设计工作,减少工作量,本标准根据相关单位多年的工作经验,结合北京市的具体情况,对雨水干线的汇水面积作出了基本规定。
3.2暴雨强度公式
3.2.1本标准给出的暴雨强度公式是跟据历史降雨资料,采用年多个样法的选样方法进行统计分析得到的。
3.2.2结合北京市地形特征,通过对全市最大1小时降雨量分布特征的研究,表明北京市
西北部降雨强度小于全市平均值,则以最大1小时降雨量等值线将北京市划分为I区、n区两个暴雨分区。
考虑实际应用的可操作性,每个暴雨分区以镇级行政区作
为基础划分单元,对于跨暴雨分区的乡镇,以乡镇政府所在地的具体位置确定乡镇所属暴雨分区。
3.2.3第I区暴雨强度公式是代表山后背风区,是采用延庆站1965年〜2008年共计44年
的降雨资料,数理统计分析采用的降雨样本选样方法是年多个样法,共选取了11
个降雨历时(5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟、90分钟、120分钟、150分钟、180分钟),每个历时每年选取8个样本,44年共有3872个样本。
按照不同历时分别对样本系列进行排序,并取每个历时的前172个(4
倍的实测年数)样本,合计共1936个样本组成暴雨资料系列,分别进行经验频率计
算。
采用皮尔逊III型曲线适线,暴雨强度公式推求分别采用了北京法、北京简化
法、南京法、同济大学法、曲面最小二乘法、直接拟合法。
暴雨强度公式的基本形式是:
167^(1ClgP)
(tb)n
第I区暴雨强度公式是采用上述6种方法推导的公式中误差最小的公式。
3.2.4第II区暴雨强度公式是北京市除山后背风区以外的其他地区的代表公式。
该公式是采用观象台站的降雨数据推导的公式。
目前北京市使用的公式(简称原公式)是北京市市政工程设计研究总院(原北京市市政设计院)于1983年推导完成的。
采用的是1941年〜1980年共计40年的降雨资料,降雨样本选样方法是年多个样法,共选取了9个降雨历时,(5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟、90分钟、120分钟),每个历时每年分别选取8个样本,40年共2880个样本,按照历时分别进行排序,并取每个历时的前160个(4倍的实测年数)样本,合计共1440个样本组成暴雨资料系列,计算每个历时的暴雨强度,并同时统计经验频率。
采用皮尔逊III型曲线适线,推求公式采用了图解法加最小二乘法。
1984年又对该公式进行了延续研究,完成了降雨历时120〜360分钟的公式,方法同上。
2010年,《北京市城市雨水排除规划设计标准研究》课题对北京市市政工程设计研究总院编制的观象台站的暴雨强度公式进行了修编,完成了新的公式(简称新公式),将降雨数据从1980年延至2008年,共计68年的降雨资料,降雨样本取样方法是年多个样法,共选取了11个降雨历时,(5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、45分钟、60分钟、90分钟、120分钟、150分钟、180分钟),每个历时每年选取8个样本,68年共5984个样本,按照不同历时分别进行排序,并取每个历时的前272个(4倍的实测年数)样本,合计共2992个样本组成暴雨资料系列,计算每
个历时的暴雨强度,并同时统计经验频率。
采用皮尔逊III型曲线适线,公式推求分别采用了北京法、北京简化法、南京法、同济大学法、曲面最小二乘法、直接拟合法。
在课题的研究中对原公式和新公式进行多种工况的对比分析,发现在短历时(5
分钟〜45分钟)、低重现期(3年〜10年)情况下,新公式的降雨强度小于原公式,而该范围是雨水管渠规
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