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根据数据分析结果,可以得出以下3个结论:
(1)基于杭州市近10年小时降雨资料分析,75%年径流总量控制率=81%年降雨场次控制率(美国)=79%年降雨场次控制率(隔2h)=62%年降雨场次控制率(隔24h)。
(2)美国WQv、间隔2h以上、间隔24h以上3种年降雨场次控制率计算方法下,杭州市2015年降雨场次分别为121场、112场、59场,杭州市75%年径流总量控制率下对应可分别可控制98场、88场、37场降雨,未控制23场、24场、22场降雨,未控制降雨场次接近。
(3)美国WQv年降雨场次控制率计算方法与间隔2h以上不降雨视为一场雨的结束对应的年降雨场次控制率计算方法得出的对应设计降雨量结果较为接近,同一控制率下相差仅0~2.5mm,且这2种方法计算出的2015年降雨场次也接近,分别为121场、112场;而间隔24h以上不降雨视为一场雨的结束对应的年降雨场次控制率计算方法得出的对应设计降雨量与前两者相比偏大,75%降雨场次控制率下偏大约1.7倍,且计算出的2015年降雨场次仅为59场。
3.4其他思考
(1)从计算方法来看,年径流总量控制率可控每场雨的前期降雨,偏重于控质;年降雨场次控制率可控部分完整的场雨,偏重于控量。
(2)以控制初雨污染为主要目标的前提下,每场雨的前期雨水均为初雨,均需控制,故采用年径流总量控制率指标较为合适;以减少合流制溢流污染次数为主要目标的前提下,需要控制场雨溢流次数,故采用年降雨场次控制率更合适。
(3)美国WQv年降雨场次控制率计算结果与间隔2h以上不降雨视为一场雨的结束对应的年降雨场次控制率计算结果较为接近。间隔2h以上不降雨视为一场雨的结束与浙江省气象部门场雨定义相对应,当有近20~30年每日小时降雨数据时,建议采用间隔2h以上不降雨视为一场雨的结束对应的年降雨场次控制率计算方法;当无法获得小时降雨数据时,采用美国WQv年降雨场次控制率计算方法。
4年径流总量控制率对合流制溢流污染控制效果
合流制系统的溢流次数亦为海绵城市考核指标之一,目前国内暂无相关经验数据支撑溢流次数的规划目标如何确定,亦无相关规范提出相关具体标准,同时较难考核、管理,一般按传统的截流倍数界定。年径流总量控制率对合流制溢流污染有一定控制效果,简易计算其控制效果如下。
以杭州市为例,基于杭州市2015年日降雨数据分析(共121场雨),简易计算低影响开发设施建设后对合流制溢流污染控制情况。杭州市现状人口360万人,建设用地330k㎡,估算污水量115万m³/d,现状合流管截留倍数取1,平均到面积上约可控制3.5mm雨水。75%年径流总量控制率对应设计降雨量为21.1mm,海绵城市建成后,地块实际可控制21.1+3.5=24.6(mm)雨水,其他溢流。
基于杭州市2015年日降雨数据排频分析,结合美国WQv年降雨场次控制率计算方法,经计算,按75%年径流总量控制率建成海绵城市后,1k㎡杭州地块的截流管(截流倍数取1)溢流次数可从102次减少至19次,减少约81%,合流制溢流污染控制效果明显。
浙江省“五水共治”经验告诉我们,合流制溢流污染控制是提升河道水环境的重要措施,加之雨污分流工作困难重重,故部分县市出现采用封堵雨水出水口来控制合流制溢流污染的不科学做法,而海绵城市建设、低影响开发设施建设可有效缓解城市合流制溢流污染问题,助力浙江省“五水共治”工作。
5结语
年径流总量控制率作为海绵城市建设重要指标,直接影响海绵城市建设效果,笔者针对不同暴雨类型地区及数据年限对年径流总量控制率的影响、年径流总量控制率与年降雨场次控制率比较分析、年径流总量控制率对合流制溢流污染控制效果等3个内容展开相关探讨,形成以下主要结论,供其他工程规划参考。
(1)统计数据年限的不同对年径流总量控制率对应设计降雨值有一定影响,不同类型暴雨典型城市数据年限对计算结果的影响趋同,为减少数据年限对结果的影响,建议数据年限至少取近20年及20年以上。
(2)浙江省典型城市75%年径流总量控制率对应年降雨场次控制率(计算方法与美国WQv同)在79%~87%。
(3)建议采用与浙江省气象部门场雨定义方法一样的,间隔2h以上不降雨视为一场雨的结束对应的年降雨场次控制率计算方法来计算对应设计降雨值,当无法获得小时降雨数据时,采用美国WQv年降雨场次控制率计算方法。
(4)从计算方法来看,年径流总量控制率偏重于控质,年降雨场次控制率偏重于控量。建议以控制初雨污染为主要目标的,采用年径流总量控制率指标;以减少合流制溢流污染次数为主要目标的,采用年降雨场次控制率指标。
微信对原文有删减。原文标题“海绵城市年径流总量控制率的若干问题探讨”;作者:周凌;作者单位:浙江省城乡规划设计研究院。刊登于《给水排水》2018年第8期。
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