新版規(guī)范局部修訂編制組
1 規(guī)范修訂背景
近年來,全球極端氣候致使暴雨、特大暴雨頻發(fā),我國多個城市發(fā)生內澇災害,嚴重危及人民群眾的生命財產(chǎn)安全和城市的正常運行。城市內澇造成的危害和影響,暴露了我國在城市化水平不斷提高、城市規(guī)模不斷擴大的狀況下,市政基礎設施建設與安全保障不相適應的矛盾。與發(fā)達國家和地區(qū)相比,我國存在排水標準偏低、應對特大暴雨的內澇防治系統(tǒng)缺乏、相應的預警、應急措施不完善等問題,直接削弱了城市抵御暴雨災害的能力。
2013年3月25日,頒布了《國務院辦公廳關于做好城市排水防澇設施建設工作的通知》(國辦發(fā)〔2013〕23號,以下簡稱《通知》),明確提出:“各地區(qū)應根據(jù)本地降雨規(guī)律和暴雨內澇風險情況,合理確定城市排水防澇設施建設標準”,并對《室外排水設計規(guī)范》(GB 50014—2006,2011年版)提出了修訂要求。根據(jù)《通知》指示精神,住房和城鄉(xiāng)建設部下發(fā)“建標標函2013〔46〕號”文,要求編制單位對《室外排水設計規(guī)范》進行局部修訂,在住建部標準司、城建司的直接領導下,在各位專家的具體指導和各設計院的共同努力下,局部修訂在較短時間內得以完成。住建部于2014年2月10日以第311號公告批準局部修訂條文,并頒布實施。
本次局部修訂的重點是調整和補充與內澇防治相關的技術內容。包括調整雨水排水管渠設計重現(xiàn)期、增加內澇防治系統(tǒng)設計重現(xiàn)期、補充雨水設計流量相關計算、增加雨水利用和內澇防治工程設施等。
2 新版規(guī)范局部修訂內容詳細解讀
2.1關于排水工程設計應與相關專項規(guī)劃協(xié)調的規(guī)定
《室外排水設計規(guī)范》(GB 50014—2006,2014年版,以下簡稱新版規(guī)范)中增加了我國排水工程設計應與相關專項規(guī)劃相協(xié)調的補充規(guī)定,要求排水工程設計應依據(jù)城鎮(zhèn)排水與污水處理規(guī)劃,并與城市防洪、河道水系、道路交通、園林綠地、環(huán)境保護、環(huán)境衛(wèi)生等專項規(guī)劃和設計相協(xié)調。排水設施的設計應根據(jù)城鎮(zhèn)規(guī)劃藍線和水面率的要求,充分利用自然蓄排水設施,并應根據(jù)用地性質規(guī)定不同地區(qū)的高程布置,滿足不同地區(qū)的排水要求。
排水工程設施,包括內澇防治設施、雨水調蓄和利用設施,是維持城鎮(zhèn)正常運行和資源利用的重要基礎設施。在降雨頻繁、河網(wǎng)密集或易受內澇災害的地區(qū),排水工程設施尤為重要。排水工程應與城市防洪、道路交通、園林綠地、環(huán)境保護和環(huán)境衛(wèi)生等專項規(guī)劃和設計密切聯(lián)系。排水工程的設計應與這些相關專業(yè)規(guī)劃相協(xié)調。同時,排水工程設計應滿足城市平面和豎向規(guī)劃中的相關控制指標,從城市整體規(guī)劃角度考慮排水設施的建設。
2.2關于排水體制選擇原則的補充規(guī)定
新版規(guī)范明確了加大排水管網(wǎng)改造力度的要求:“現(xiàn)有合流制排水系統(tǒng),應按照城鎮(zhèn)排水規(guī)劃的要求,實施雨污分流;暫時不具備雨污分流條件的,應采取截流、調蓄和處理相結合的措施,提高截流倍數(shù),加強降雨初期的污染防治。”
根據(jù)我國目前排水管網(wǎng)建設情況,新版規(guī)范提出,應結合城鎮(zhèn)排水規(guī)劃的要求,加快城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)的改造,實施雨污分流。同時,應提高截流倍數(shù),采取截流、調蓄和處理相結合的措施減少合流污水和初期雨水的污染。
2.3關于采取綜合措施進行內澇防治的規(guī)定
新版規(guī)范增加了采取綜合措施防治內澇的規(guī)定:“城鎮(zhèn)內澇防治應采取工程性和非工程性相結合的綜合控制措施。”
城鎮(zhèn)內澇防治措施包括工程性措施和非工程性措施。通過源頭控制、排水管網(wǎng)完善、城鎮(zhèn)澇水行泄通道建設和優(yōu)化運行管理等綜合措施防治城鎮(zhèn)內澇。工程性措施,包括建設雨水滲透設施、調蓄設施、利用設施和雨水行泄通道,還包括對市政排水管網(wǎng)和泵站進行改造、對城市內河進行整治等。非工程性措施包括建立內澇防治設施的運行監(jiān)控體系、預警應急機制以及相應法律法規(guī)等。
2.4關于提高綜合生活污水量總變化系數(shù)的規(guī)定
新版規(guī)范規(guī)定:“新建分流制排水系統(tǒng),宜提高綜合生活污水量總變化系數(shù);既有地區(qū)可結合城區(qū)和排水系統(tǒng)改造,提高綜合生活污水量總變化系數(shù)。
我國現(xiàn)行綜合生活污水量總變化系數(shù)參考了全國各地51座污水處理廠總變化系數(shù)取值資料,按照污水平均日流量數(shù)值而制定。國外大多按照人口當量確定綜合生活污水量總變化系數(shù),并設定最小值。例如,日本采用Babbitt公式,即K=5/(P/1 000)0.2(P為人口總數(shù),0.2為冪),規(guī)定中等規(guī)模以上的城市,K值取1.3~1.8,小規(guī)模城市K值取1.5以上,也有超過2.0以上的情況。與發(fā)達國家相比較,我國目前的綜合生活污水量總變化系數(shù)取值偏低。本次修訂提出,為有效控制降雨初期的雨水污染,針對新建分流制地區(qū),應根據(jù)排水總體規(guī)劃,參照國外先進和有效的標準,適當提高綜合生活污水量總變化系數(shù)。
2.5關于雨水設計流量計算的補充規(guī)定
新版規(guī)范對雨水設計流量的計算方法和適用范圍做了補充規(guī)定,提出:“當匯水面積超過2 km2時,宜考慮降雨在時空分布的不均勻性和管網(wǎng)匯流過程,采用數(shù)學模型法計算雨水設計流量。”
推理公式適用于較小規(guī)模排水系統(tǒng)的計算,當應用于較大規(guī)模排水系統(tǒng)的計算時會產(chǎn)生較大誤差。所以,本次修訂參考了國外一些城市采用推理公式計算雨水設計流量的適用范圍。在總結國內外資料的基礎上,提出匯水面積超過2 km2的地區(qū),雨水設計流量宜采用數(shù)學模型進行計算。
2.6關于以徑流量作為區(qū)域開發(fā)控制指標的規(guī)定
新版規(guī)范增加了以徑流量作為區(qū)域開發(fā)控制指標的規(guī)定,并將本條列為強制性條文:“當?shù)貐^(qū)整體改建時,對于相同的設計重現(xiàn)期,改建后的徑流量不得超過原有徑流量。”
本條為強制性條文。本次修訂提出以徑流量作為地區(qū)開發(fā)改建控制指標的規(guī)定。地區(qū)開發(fā)應充分體現(xiàn)低影響開發(fā)理念,除應執(zhí)行規(guī)劃控制的綜合徑流系數(shù)指標外,還應執(zhí)行徑流量控制指標。規(guī)定整體改建地區(qū)應采取措施確保改建后的徑流量不超過原有徑流量?刹扇〉木C合措施包括建設下凹式綠地,設置植草溝、滲透池等,人行道、停車場、廣場和小區(qū)道路等可采用滲透性路面,促進雨水下滲,既達到雨水資源綜合利用的目的,又不增加徑流量。
2.7關于暴雨強度計算公式的規(guī)定
新版規(guī)范提出,應按年最大值法確定暴雨強度公式。具體規(guī)定如下:“具有20年以上的自動雨量記錄地區(qū)的排水系統(tǒng),設計暴雨強度公式應采用年最大值法。”
由于以前國內自記雨量資料不多,因此多采用年多個樣法,F(xiàn)在我國許多地區(qū)已具有40年以上的自記雨量資料,具備采用年最大值法的條件。所以,規(guī)定具有20年以上的自動雨量記錄地區(qū),應采用年最大值法。
2.8關于調整雨水管渠設計重現(xiàn)期的規(guī)定
新版規(guī)范對雨水管渠設計重現(xiàn)期進行了重新調整,這是本次局部修訂的重點內容,見表1,規(guī)定“1、經(jīng)濟條件較好,且人口密集、內澇易發(fā)的城鎮(zhèn),宜采用規(guī)定的上限;2、新建地區(qū)應按本規(guī)定執(zhí)行,原有地區(qū)應結合地區(qū)改建、道路建設等更新排水系統(tǒng),并按本規(guī)定執(zhí)行;3、同一排水系統(tǒng)可采用不同的設計重現(xiàn)期。”
本次修訂提出按照城鎮(zhèn)類型和城區(qū)類型,適當提高雨水管渠的設計重現(xiàn)期。其中,城鎮(zhèn)類型按人口數(shù)量劃分為“特大城市”、“大城市”和“中等城市和小城市”;城區(qū)類型分為“中心城區(qū)”、“非中心城區(qū)”、“中心城區(qū)重要地區(qū)”和“中心城區(qū)地下通道和下沉式廣場等”。中心城區(qū)重要地區(qū)主要指行政中心、交通樞紐、學校、醫(yī)院和商業(yè)聚集區(qū)等。
目前我國雨水管渠設計標準與國外發(fā)達國家相比整體偏低。以美國、日本為例,美國、日本等國在防治城鎮(zhèn)內澇的設施上投入較大,城鎮(zhèn)雨水管渠設計重現(xiàn)期一般采用5~10 a。日本將設計重現(xiàn)期不斷提高,《日本下水道設計指南》(2009年版)中規(guī)定,排水系統(tǒng)設計重現(xiàn)期在10 a內應提高到10~15 a。本次修訂的雨水排水管渠設計重現(xiàn)期與原規(guī)范相比有所提高,超過這一標準的安全措施不是僅僅靠雨水排水管渠能夠達到的,為保證城市安全,應建立城市內澇防治體系。
2.9關于內澇防治系統(tǒng)設計重現(xiàn)期的規(guī)定
本次局部修訂增加了內澇防治系統(tǒng)設計重現(xiàn)期的內容,見表2。規(guī)定:“內澇防治設計重現(xiàn)期,應根據(jù)城鎮(zhèn)類型、積水影響程度和內河水位變化等因素,經(jīng)技術經(jīng)濟比較后確定。1、經(jīng)濟條件較好,且人口密集、內澇易發(fā)的城市,宜采用規(guī)定的上限;2、目前不具備條件的地區(qū)可分期達到標準;3、當?shù)孛娣e水不滿足表2要求時,應采取滲透、調蓄、設置雨洪行泄通道和內河整治等措施;4、對超過內澇設計重現(xiàn)期的暴雨,應采取包括非工程性措施在內的綜合應對措施。”
城鎮(zhèn)內澇防治的主要目的是將降雨期間的地面積水控制在可接受的范圍。鑒于我國還沒有專門針對內澇防治的設計標準,本次修訂增加了內澇防治設計重現(xiàn)期和積水深度標準,用以規(guī)范和指導內澇防治設施的設計。
發(fā)達國家和地區(qū)均建有城市內澇防治系統(tǒng),主要包含雨水管渠、坡地、道路、河道和調蓄設施等所有雨水徑流可能流經(jīng)的區(qū)域。美國、日本、歐盟等國家和地區(qū)均對內澇設計重現(xiàn)期做了明確規(guī)定。參考國外相關標準,本次修訂增加了內澇防治系統(tǒng)設計重現(xiàn)期,用以指導我國城鎮(zhèn)內澇防治系統(tǒng)的建設。
2.10關于取消折減系數(shù)m的規(guī)定
新版規(guī)范取消了原規(guī)范降雨歷時計算公式中的折減系數(shù)m。折減系數(shù)m是根據(jù)我國對雨水空隙容量的理論研究成果提出的數(shù)據(jù)。近年來,我國許多地區(qū)發(fā)生嚴重內澇,給人民生活和生產(chǎn)造成了極不利影響。為防止或減少類似事件,有必要提高城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)設計標準,而采用折減系數(shù)降低了設計標準。發(fā)達國家一般不采用折減系數(shù)。為有效應對日益頻發(fā)的城鎮(zhèn)暴雨內澇災害,提高我國城鎮(zhèn)排水安全性,本次修訂取消折減系數(shù)m。
2.11關于提高截流倍數(shù)的規(guī)定
新版規(guī)范對截流倍數(shù)進行了調整,規(guī)定截流倍數(shù)n0“宜采用2~5”。
根據(jù)國外資料,英國截流倍數(shù)為5,德國為4,美國為1.5~30,日本為最大時污水量的3倍以上。我國的截流倍數(shù)選取與發(fā)達國家相比偏低,在實際運行的合流制中,有的城市截流倍數(shù)僅為0~0.5。本次修訂針對我國目前實際情況,為有效控制初期雨水污染,將截流倍數(shù)n0提高為2~5。
2.12關于檢查井的相關規(guī)定
新版規(guī)范增加了“排水系統(tǒng)檢查井應安裝防墜落裝置”的規(guī)定。為避免在檢查井蓋損壞或缺失時發(fā)生行人墜落檢查井的事故,規(guī)定污水、雨水和合流污水檢查井應安裝防墜落裝置。防墜落裝置應牢固可靠,具有一定的承重能力,并具備較大的過水能力,避免暴雨期間雨水從井底涌出時被沖走。
2.13關于雨水口設計的相關規(guī)定
新版規(guī)范對雨水口設計應考慮的因素、計算方法、高程設置等都進行了詳細規(guī)定:“立箅式雨水口的寬度和平箅式雨水口的開孔長度和開孔方向應根據(jù)設計流量、道路縱坡和橫坡等參數(shù)確定。”“合流制系統(tǒng)中的雨水口應采取防止臭氣外溢的措施。”“雨水口和雨水連通管流量應采用雨水管渠設計重現(xiàn)期所計算流量的1.5~3倍。”“道路邊溝橫坡坡度不應小于1.5%,平箅式雨水口的箅面標高應比附近路面標高低3 cm~5 cm,立箅式雨水口進水處路面標高應比周圍路面標高低5 cm。當設置于下凹式綠地中時,平箅式雨水口的箅面標高應根據(jù)雨水調蓄設計要求確定,且應高于周圍綠地平面標高。”
本次修訂增加了對雨水口設計的詳細規(guī)定。為暴雨發(fā)生時,雨水口能充分發(fā)揮排除道路積水功能提供了保障。
2.14關于立體交叉道路排水設計的相關規(guī)定
新版規(guī)范調整了立體交叉道路的排水設計重現(xiàn)期,規(guī)定:“立體交叉道路的雨水管渠設計重現(xiàn)期應不小于10年,位于中心城區(qū)的重要地區(qū),設計重現(xiàn)期應為20年~30年。”本次修訂對立體交叉地道的設計重現(xiàn)期要求有了較大提高。同時,還對立體交叉道路排水系統(tǒng)的匯水面積、泵站及調蓄設施的設計等都做了補充。
2.15關于分流制排水系統(tǒng)雨水調蓄池的計算規(guī)定
新版規(guī)范對合流制排水系統(tǒng)和分流制排水系統(tǒng)中調蓄池的設計進行了區(qū)分。在原規(guī)范基礎上,增加了分流制排水系統(tǒng)用于面源污染控制時,雨水調蓄池的計算方法。
同時,對調蓄池出水作了補充規(guī)定:“用于控制徑流污染的雨水調蓄池出水應接入污水管網(wǎng),當下游污水處理系統(tǒng)不能滿足雨水調蓄池放空要求時,應設置雨水調蓄池出水處理裝置。”
本次修訂提出,當調蓄池下游污水系統(tǒng)滿負荷運行或下游污水系統(tǒng)的容量不能滿足調蓄池放空速度的要求時,宜設置處理裝置對調蓄池的出水進行處理后排放。
2.16關于削減雨水徑流量的相關規(guī)定
在削減雨水徑流量方面,新版規(guī)范做了進一步補充規(guī)定:“新建城區(qū)硬化地面中可滲透地面面積所占比例不宜低于40%,有條件的既有地區(qū)應對現(xiàn)有硬化地面進行透水性改造;綠地標高宜低于周邊地面標高5 cm~25 m”。“當?shù)貐^(qū)開發(fā)和改建時,宜保留天然可滲透性地面。”
本次修訂補充規(guī)定新建城區(qū)硬化地面的可滲透地面面積所占比例不宜低于40%,有條件的建成區(qū)應對現(xiàn)有硬化地面進行透水性改造。區(qū)域開發(fā)和改造過程中,保留砂石地面、自然地面等天然可滲透性地面,體現(xiàn)了低影響開發(fā)的理念。
2.17關于雨水綜合利用的相關規(guī)定
本次修訂增加了“雨水綜合利用”一節(jié)。對雨水利用的原則、方式、匯水面的選擇、初期雨水棄流、雨水利用設施設計等做了一系列規(guī)定,關于雨水利用的主要原則規(guī)定如下:
“1、水資源缺乏、水質性缺水、地下水位下降嚴重、內澇風險較大的城市和新建開發(fā)區(qū)等宜進行雨水綜合利用;2、雨水經(jīng)收集、儲存、就地處理后可作為沖洗、灌溉、綠化和景觀用水等,也可經(jīng)過自然或人工滲透設施滲入地下,補充地下水資源;3、雨水利用設施的設計、運行和管理應與城鎮(zhèn)內澇防治相協(xié)調。”
隨著城市化和經(jīng)濟的高速發(fā)展,水資源不足的矛盾和城市生態(tài)安全問題在我國的許多地區(qū)愈顯突出,雨水資源的利用日益受到關注。我國城市應根據(jù)當?shù)氐乃Y源情況和經(jīng)濟發(fā)展水平,合理利用水資源。雨水利用包括雨水直接利用和雨水間接利用兩種類型。雨水直接利用是指雨水經(jīng)收集、儲存、就地處理等程序后用于沖洗、灌溉、綠化和景觀等;雨水間接利用一般指通過雨水滲透設施把雨水轉化為土壤水,其手段或設施主要有地面滲透、埋地滲透管渠、滲透池等。
城鎮(zhèn)雨水利用、污染控制和內澇防治是城鎮(zhèn)雨水綜合管理的有機組成部分。
2.18關于內澇防治工程措施的相關規(guī)定
新版規(guī)范新增“內澇防治設施”一節(jié)。對內澇防治設施的布置、規(guī)模、種類,以及采用公用設施進行雨水調蓄等都做了具體規(guī)定:“內澇防治設施應與城鎮(zhèn)平面規(guī)劃、豎向規(guī)劃和防洪規(guī)劃相協(xié)調,根據(jù)當?shù)氐匦翁攸c、水文條件、氣候特征、雨水管渠系統(tǒng)、防洪設施現(xiàn)狀和內澇防治要求等綜合分析后確定。”“內澇防治設施應包括源頭控制設施,雨水管渠設施和綜合防治設施。”
城鎮(zhèn)內澇防治設施是用來排除超過城鎮(zhèn)雨水管渠設施設計重現(xiàn)期暴雨、但不超過內澇設計重現(xiàn)期暴雨的雨水。目前國外發(fā)達國家普遍制定了完善的內澇災害風險管理策略,在編制內澇風險評估的基礎上,確定內澇防治設施的布置和規(guī)模。
為保障城市在內澇設計重現(xiàn)期標準下不受災,我國也應進行內澇風險評估,根據(jù)評估結果在排水能力較弱或徑流量較大的地方設置內澇防治設施。
本次修訂對內澇防治設施的種類做了基本規(guī)定,并對其功能做了詳細說明。對我國內澇防治系統(tǒng)的建設起了指導作用。
3 結語
與2011版《室外排水設計規(guī)范》相比較,新版規(guī)范的修訂內容主要體現(xiàn)在提高排水標準、完善內澇防治措施方面。本次修訂充分參考了發(fā)達國家和地區(qū),如美國、英國、德國、澳大利亞、日本等在內澇防治方面的先進理念和設計標準,并結合我國排水設施的實際建設發(fā)展,確定了適應我國國情的城鎮(zhèn)排水標準。為提高我國排水安全、建立完善的城鎮(zhèn)內澇防治系統(tǒng)、有效抵御暴雨自然災害,提供了保障。
城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)的發(fā)展有賴于對傳統(tǒng)設計理念和設計方法的更新,本次《室外排水設計規(guī)范》的局部修訂對更新我國排水系統(tǒng)設計理念、加快內澇防治技術研究和設施建設、促進我國城鎮(zhèn)排水和內澇防治系統(tǒng)標準體系的建立,將起到重要作用。
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