[“暴雨公式”的理想] 暴雨強(qiáng)度公式
發(fā)布時間:2020-03-23 來源: 感恩親情 點(diǎn)擊:
新一代暴雨強(qiáng)度公式為合理的城市排水設(shè)施帶來了理論依據(jù),從而有了實(shí)現(xiàn)預(yù)防城市水災(zāi)害的可能性。 夏季來了,暴雨也來了。一場瓢潑大雨,然后全城四處水浸――幾乎在北京、武漢、廣州等全國許多城市每年都會上演這出情景劇,因?yàn)楸┯攴e水帶來的經(jīng)濟(jì)損失,甚至生命威脅,讓城市居民對暴雨季節(jié)心生憂慮。
經(jīng)歷了一次又一次的暴雨考驗(yàn),全國各城市的排水體系依然漏洞百出。杭州市規(guī)劃局教授級高工程師邵堯明指出,造成這種內(nèi)澇“水浸街”現(xiàn)象的重要原因之一,就是城市雨水排水規(guī)劃設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低、短歷時高強(qiáng)度的暴雨無法及時排除。那么,一座城市某個區(qū)域要布置多少雨水口,埋多粗的排水管才算合理?邵堯明給出的答案是,這得由新一代暴雨強(qiáng)度公式說了算。
何為暴雨強(qiáng)度公式?邵堯明告訴本刊記者,暴雨公式就是用來計(jì)算降水量的公式。一座城市排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、工程建設(shè)首先必須分析當(dāng)?shù)氐乃那闆r,就是暴雨強(qiáng)度公式的分析工作,公式的準(zhǔn)確性是確定雨水工程設(shè)計(jì)規(guī)模的重要依據(jù),直接關(guān)系到城市雨水排水設(shè)施建設(shè)的投資合理性和運(yùn)行的安全性。
據(jù)了解,目前我國采用的城市暴雨強(qiáng)度公式大多是上世紀(jì)80年代初期編制的,當(dāng)時僅涵蓋幾十座城市,雖然這些公式在當(dāng)時為我國城市化建設(shè)發(fā)揮了重要作用,但現(xiàn)已突顯出精度低、誤差大,不能全面真實(shí)反映降水變化規(guī)律等諸多問題。目前我國的《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》就是根據(jù)傳統(tǒng)暴雨強(qiáng)度公式制定的,已大大落后于城市發(fā)展現(xiàn)狀的要求。同時,在我國其他大部分城市甚至沒有暴雨強(qiáng)度公式,其城市排水規(guī)劃設(shè)計(jì)并未將暴雨強(qiáng)度作為考慮因素。
邵堯明告訴記者,1995年,在寧波余姚市參與制定模具城的規(guī)劃中,他第一次接觸到暴雨強(qiáng)度公式的研究工作,感覺這個工作與老百姓生活聯(lián)系十分緊密,便堅(jiān)持了下來。余姚規(guī)劃局領(lǐng)導(dǎo)也很支持他的研究工作。當(dāng)時,由于杭州城市化進(jìn)程的快速推進(jìn),規(guī)劃面積已達(dá)到3068平方公里,地跨南北兩個熱量帶,氣候有明顯的地帶性差異,地形也更加復(fù)雜,城市水文特性也發(fā)生了顯著變化,暴雨強(qiáng)度的梯度變化大,傳統(tǒng)公式在準(zhǔn)確性、適用性等方面存在不足。從1995年開始,身處余姚市的邵堯明便開始對杭州市進(jìn)行暴雨強(qiáng)度公式的研究。在水文、氣象等部門的支持下,邵堯明2000年完成了浙江各城市暴雨強(qiáng)度公式的研究工作,并于2005年建立了杭州市暴雨強(qiáng)度信息管理系統(tǒng)。
事實(shí)上,邵堯明所研究的是一種暴雨強(qiáng)度公式的計(jì)算方法,每個地方將自己歷年的降水資料等數(shù)據(jù)整理、計(jì)算后,就會得出一個符合當(dāng)?shù)亟涤昵闆r的暴雨強(qiáng)度公式。每個公式的形式是相同的,只是參數(shù)不同?梢哉f,新一代暴雨強(qiáng)度公式為合理設(shè)置城市排水設(shè)施帶來了理論依據(jù),從而有了實(shí)現(xiàn)預(yù)防城市水災(zāi)害的可能性。
2007年,建設(shè)部下達(dá)了“我國現(xiàn)行規(guī)范中暴雨強(qiáng)度公式設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)研究”的重要課題,邵堯明收集篩選了中國31個省份606座城市的雨量資料,建立了符合當(dāng)?shù)貙?shí)際的606座城市的新一代暴雨強(qiáng)度公式。2008年,國家建設(shè)部發(fā)函,要求該技術(shù)在全國驗(yàn)證推廣。
邵堯明曾經(jīng)這樣設(shè)想,氣象部門預(yù)告將有臺風(fēng)暴雨來襲,我們只要在杭州地圖上的研究區(qū)域任意點(diǎn)一下,就能知道該處所能承受的最大設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度;輸入預(yù)計(jì)雨量值,屏幕中就會出現(xiàn)不同顏色顯示出水淹范圍,而用鼠標(biāo)右鍵點(diǎn)到杭州八區(qū)圖中任何一個位置,就能知道這個地方可能的積水深度。這樣,管理部門就可以從容應(yīng)對各種突發(fā)狀況了。
但到目前為止,必須面對的一個現(xiàn)實(shí)是,全國已能推導(dǎo)得出暴雨強(qiáng)度數(shù)據(jù)組的僅有幾十座城市。2004年2月,建設(shè)部再次提出傳統(tǒng)暴雨公式已不能適應(yīng)工程建設(shè)和設(shè)計(jì)工作的需要,亟需修改、補(bǔ)充和調(diào)整,通過修編,入編《給水排水設(shè)計(jì)手冊》的只有上海、濟(jì)南,浙江、福建省補(bǔ)充復(fù)核修編了70余座城鎮(zhèn)的暴雨強(qiáng)度公式,這還遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前廣大地區(qū),特別是農(nóng)村或城市邊緣地區(qū)的生產(chǎn)生活需要。
值得邵堯明欣慰的是,2008年4月18日,浙江省建設(shè)廳發(fā)文公布全省各城市暴雨強(qiáng)度公式,在全省推廣。公式正式刊布后,杭州市建委明確要求在杭州市范圍內(nèi)的工程項(xiàng)目均采用新編暴雨強(qiáng)度公式,并將重現(xiàn)期由1年提高至2年一遇。在杭州東湖快速路、秋濤快速路等一大批市政工程規(guī)劃設(shè)計(jì)中,發(fā)現(xiàn)新公式暴雨強(qiáng)度能更好地反映真實(shí)暴雨變化趨勢,應(yīng)用新暴雨強(qiáng)度公式計(jì)算出的雨水管道也更符合實(shí)際的匯流情況。
邵堯明告訴記者,今年年底,《中國城市新一代暴雨強(qiáng)度公式》就要出版了,這可以看作是建設(shè)部要求將新一代暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)一步推廣的標(biāo)志。而他自己,最近計(jì)劃提前退休,完成全國所有城市的暴雨強(qiáng)度公式以及為《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(報(bào)批稿,2011年修訂版)提出的校核積水配套的深入研究工作,希望能為城市安全建設(shè)再出一份力。
應(yīng)加強(qiáng)推廣
新一代城市暴雨強(qiáng)度公式
――專訪杭州市規(guī)劃局教授級高工程師邵堯明
《中國報(bào)道》:新一代城市暴雨強(qiáng)度公式有何創(chuàng)新?在對城市排水設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意義上有何進(jìn)步?
邵堯明:新一代城市暴雨強(qiáng)度公式最大的技術(shù)創(chuàng)新在于提出年最大值選樣法構(gòu)建各指定歷時的雨量系列,這樣可以充分滿足樣本的獨(dú)立性要求和統(tǒng)計(jì)規(guī)律。
暴雨強(qiáng)度公式是城市計(jì)算暴雨地面徑流量和確定雨水工程設(shè)計(jì)規(guī)模的重要依據(jù),它的正確性直接關(guān)系到城市雨水排水設(shè)施建設(shè)的投資合理性和運(yùn)行的安全性。新一代暴雨強(qiáng)度公式具有適用性強(qiáng)、精度高、計(jì)算成果更為安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理,對優(yōu)化排水系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、提高城市防洪減災(zāi)能力等方面起到了十分重要的作用,取得了很好的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益。
《中國報(bào)道》:在研究過程中,您認(rèn)為最大的困難在哪里?
邵堯明:主要是收集數(shù)據(jù)難。暴雨強(qiáng)度公式是建立在長系列雨量觀數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,必須在水文、氣象部門的積極支持下才能完成的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作。而許多城市建設(shè)管理部門沒有專門的水文機(jī)構(gòu),且現(xiàn)行的《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》編制暴雨公式的樣本選取方法為年最多個樣法,而水利、氣象部門所構(gòu)建的信息庫均是以各指定歷時年最大值的數(shù)據(jù)庫,數(shù)據(jù)資源不能實(shí)現(xiàn)完全共享,這是我們面臨的最大困難。
其次,暴雨強(qiáng)度公式是城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)管理的基礎(chǔ)性工作,往往不易于為政府的領(lǐng)導(dǎo)所認(rèn)識,管理部門的專業(yè)人士及領(lǐng)導(dǎo)對此也不太了解,這導(dǎo)致研究工作得不到充分支持,故致十余年才完成全國606座城市的暴雨強(qiáng)度公式。而在推廣中規(guī)劃管理部門提出了“暴雨公式與規(guī)劃設(shè)計(jì)并無直接關(guān)系”的說法,這也成為推廣應(yīng)用中的一大阻力。
《中國報(bào)道》:胡錦濤在2011年中央水利工作會議上指出,洪澇災(zāi)害頻繁仍然是中華民族的心腹大患。您認(rèn)為作為城市建設(shè)者,應(yīng)當(dāng)如何充分發(fā)揮暴雨強(qiáng)度公式的作用,讓暴雨不再是災(zāi)難?
邵堯明:城市暴雨強(qiáng)度公式是城市雨水徑流預(yù)測的基礎(chǔ)工作。我建議以城市暴雨強(qiáng)度公式為基礎(chǔ),從以下幾方面發(fā)揮作用:
首先,目前國內(nèi)只有70余座城鎮(zhèn)有其城市暴雨強(qiáng)度公式,基于目前已取得606座城市暴雨強(qiáng)度公式,應(yīng)加強(qiáng)推廣力度,發(fā)揮作用。第二,為防范城市內(nèi)澇,國外城市排水標(biāo)準(zhǔn)普遍比國內(nèi)高。結(jié)合國際先進(jìn)理念和國內(nèi)實(shí)際情況,《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(報(bào)批稿,2011年修訂版)對暴雨強(qiáng)度公式進(jìn)行了創(chuàng)新,并將排水標(biāo)準(zhǔn)提高至2~5年,下一階段要結(jié)合地方特點(diǎn)予以落實(shí),特別是對現(xiàn)有城市雨水管渠的提標(biāo)改造要明確相應(yīng)的工程措施。第三,目前我國雨水徑流預(yù)測仍采用推理公式法,該方法無法獲取流量過程線,難以滿足大面積排水系統(tǒng)和地面積水預(yù)測的需要。暴雨強(qiáng)度公式是數(shù)學(xué)模型法的基礎(chǔ)條件,同時要在此基礎(chǔ)上落實(shí)雨型(降水的一般規(guī)律)等地方條件。新一代暴雨強(qiáng)度公式提出可采用數(shù)學(xué)模型法計(jì)算雨水設(shè)計(jì)流量,但落實(shí)國內(nèi)各地的雨型、下墊面等條件還有大量的工作。
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