我国市政排水标准中的城镇排水除涝标准与电力工程防洪标准的重现期因何差距那么大？两者如何匹配或衔接？城镇化地区的雨涝特性与其它地区有何不同？如何进行位于城镇化范围内的电力工程的水文勘测进而确定工程设计防洪防涝水位？这些都是水货曾经预计还可能继续面临业内同仁和业外人士咨询的问题。说实话，这些问题一两句话还真难解释清楚，且看水货慢慢捋捋来，性子急的可略过本篇，直接看下篇文末结论。

1.城市排水除涝系统的工作过程及引起城市内涝积水主要原因

城市排水主要通过区域内数量众多的雨水排水管网、河网两部分共同来完成。雨水首先是由各自独立的小区排水管网收集并汇集到市政管网出口，然后再通过自排或泵站提升就近排入片内河道（紧贴外围大水体的城市小区可直接排到外围），经过区内河网的调蓄、输送，再通过与外围水体的连通或控制水闸、水泵逐步排出。总体而言，市政管网和河道分别承担着将雨水汇集和调蓄输运的不同任务，在时间上处于先后的不同阶段。

城市市政管网的规模大小直接影响地面排水快慢和受淹程度，因而除暴雨雨量及其强度外，市政管网的排水能力是决定城市地面的受淹程度与受淹时间的直接因素。城市河道主要是承接市政管网排出的雨水，经水池、河道等水体调蓄传输后再将此部分雨水排向外围水体，它的标准和规模将取决于市政管网一定历时排出来的雨水总量和进一步外排的速率，因此城市河道是影响城市地表的排水能力的间接因素。

只有在以下两种极端情况下，城市河道对城市排水能力才会产生明显的影响：①城市河道规模明显偏小，河网规模及其调蓄传输能力达不到要求，以致河道水位壅高，不能保证市政管网下口的畅通，间接影响市政管网的排水能力；②是较长历时的地表排水引起河道水位壅高，以致河道漫溢。

对城市排水的一般要求是：当城市遭遇暴雨时，地面无积水或者积水深、积水历时不超过一定的允许值。因此，如果地面产生积水或积水深、积水历时超过允许值，就认为发生了排水不及时而致灾事件。令集水区的管网和内河的综合排水能力为q，暴雨形成的某时刻洪水流量为Q。如果发生了事件{Q≥q}，那么就遭遇排水不及时带来的灾害；反之，就不会出现由于排水不及时造成的灾害（图1-1）。

图1-1    城市雨洪过程中的地面积水过程

2 城市防洪、（内河）排涝及（管网）排水标准的关系

一个完整的城市防洪排涝体系包括防洪系统和排涝系统。防洪系统是指为了防御外来客水而设置的堤防、泄洪区等工程设施以及非工程防洪措施，建设的标准是城市防洪设计标准；而排涝系统包括城市雨水管网、排涝泵站、排涝河道（又称内河）、湖泊以及低洼承泄区等。

目前，在我国大部分城市，城市防洪、排涝与市政管网排水分别属于水务和市政两个行业。在学术研究上，三者分属于水利学科和城市给水排水学科。城市防洪一般采用水务部门的城市防洪标准，排涝河道、湖泊等一般采用水务部门的城市排涝设计标准，城市管网、排涝泵站的设计标准一般采用的是市政部门的排水标准。

2.1 城市防洪设计标准与内河排涝设计标准

城市防洪设计标准及排涝设计标准的制定，是一项涉及面很广的综合性系统工程，与城市总体规划，市政建设以及江河流域防洪规划等联系密切，城市防洪标准分级只采用“设计标准”一个级别。现行《城市防洪工程设计规范》GB/T 50805-2012将我国城市防洪工程分为4个等别，各等别不同灾害类型的防洪设计标准按GB/T 50805-2012表2.1.2确定。

由上表对比可见，城市排涝设计标准整体上低于外洪防范标准（狭义的防洪标准）。现实情况是，在以往我国城市规划建设中，重洪而轻涝，城市排涝并未受到应有的重视，许多城市排涝实际能力一般低于上表要求。

有关资料显示，目前，我国一些城市的治涝设计标准基本在5年～20年一遇，北京市和南京市的治涝设计标准为20年一遇；上海市治涝设计标准为20年一遇24h的200mm雨量随时排除；杭州市建成区20年一遇24h暴雨当天排干；宁波市市内排涝20年一遇24h暴雨1日排干；广东地级市治涝设计暴雨重现期10年～20年一遇，县级市10年一遇，城市及菜地排水标准24h暴雨1日路、地面水排干；天津市规划治涝设计标准为20年一遇；福州市治涝设计标准5年一遇内涝洪水内河不漫溢；武汉市的治涝设计标准为3年～5年一遇。

2.2 城市管网排水设计标准

在规划设计上，排水管网是以用暴雨强度公式计算的一定重现期的流量作为设计标准，这个重现期是指相等或更大的降雨强度发生的时间间隔的平均值，一般以年为单位。按照《城市防洪工程设计规范》GB/T 50805-2012第3.2.6条文说明，“雨水计算的重现期一般选用1年～3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用3年～5年”，更重要的地区还可以更高，如北京天安门广场的雨水管道，是按照特别重要的排水标准采用设计重现期等于10年进行设计的。

2.3城市内河排涝及管网排水标准的区别

在城市排涝过程中，管网排水与城市内河排涝是上、下游关系，两者防范的重现期对象均为暴雨，但暴雨资料的选样方法及基于各自选样方法提出的重现期标准存在明显区别。

城市排涝设计标准中的暴雨资料采用年最大选样法，即在n年资料中选取每年最大的一场暴雨的雨量组成n个年最大值来进行统计分析。由于每年只取一次最大的暴雨资料，可能会遗漏每年排位第二、第三的暴雨资料，这样就使得这种方法推求高重现期时比较准确，而对于小重现期其结果就会明显偏小；而城市排水设计中的暴雨强度公式基于的样本大多采用年多个样法、超大值法、超定量法，即每年从各个历时的降雨资料中选择6～8个最大值，取资料年数3～4倍的最大值进行统计分析，该法在小重现期时可以比较真实地反映暴雨的统计规律（图2-1）。就此而言，市政管网排水标准以“年”来定义重现期的单位并不十分严格与规范，但也确实难以找到更合适的单位来准确表达。

既然管网排水与城市内河排涝的防范对象均为暴雨，这两部分的排水规模（标准）是否匹配与协调呢。不少专家学者对此作了研究，研究的内容主要是从数量上分析市政部门采用超定量取样法推算的设计暴雨与水利部门按年最大取样法推算的设计暴雨重现期之间的转换关系，其目的是想回答两种标准的匹配与衔接的问题。

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《城市暴雨两种选样方法的概率关系与应用评述》（同济大学 邓培德）、《城市化地区市政排水与区域排涝关系研究》（武汉大学 谢华等）通过二项几率原理和其概率内涵，虽然得到相互之间的衔接“理论”关系，但也只在“样本中各水文年每年均只出现1次的大暴雨”的特例下，才能得出两者间确定性的定量关系。

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《城市管道排水与河道排涝设计标准的关系》以南京市的雨量资料为研究对象，在不同选样方法及不同设计历时条件下，对管道和河道设计标准的衔接方法进行了研究，得出了不同选样方法与设计暴雨重现期之间的定量关系——对南京市的雨量资料分析表明，当管道设计暴雨重现期为1年时，河道相应的排涝设计暴雨重现期为7～18年；当管道设计暴雨重现期为2年时，河道相应的排涝设计暴雨重现期为16～29年；当管道设计暴雨重现期为3年时，河道相应的排涝设计暴雨重现期为17～31年。需要指出的是，这一宽泛的定量关系仅仅适用于南京市，由于各城市河道调蓄能力及设计降雨历时不同，管道和河道排水设计标准的关系也会有所不同。

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河海大学在江苏省水利厅支持下利用了南京、无锡、南通、淮阴和盐城五个城市的实测暴雨资料，对年最大值法、年多个样法、超定量法和超大值法四种不同的取值方法，尤其是对于水利和市政部门习惯使用的年最大值法和年多次法选择分析成果作了分析对比，结果表明两者并没有较好的转换关系，仅认为“当管道排水设计暴雨重现期为1年时，河道设计暴雨重现期取10～20年为宜”。

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《市政排水与水利排涝标准衔接研究》（华南理工大学 曾娇娇，2015年4月）以广州市为例研究指出：虽然两种选样方法会导致同一暴雨强度值对应的暴雨重现期不一致，但不同选样方法并不是导致市政排水与水利排涝标准间较大差异的主要原因。研究了市政排水与水利排涝的设计暴雨相关结构。采用实测降雨资料对长短设计降雨历时内的雨量重现期构建衔接对比关系，分析表明市政排水与水利排涝的汇流历时长短不同是导致两者重现期相差较大的主要原因。提出了市政排水与水利排涝在设计暴雨雨峰和设计流量两方面的衔接对比关系、，即：水利排涝设计与市政排水的设计暴雨存在一个约5倍的重现期衔接对比关系；水利排涝与市政排水的设计流量存在一个约10倍的重现期衔接对比关系。

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鉴于中国东部城市近年来内涝问题频现，已经显著影响经济社会的安定和发展，《中国东部城市排涝标准研究》（河海大学水务工程系 刘俊）以厦门市为例，深入分析了引发城市内涝的排水、防涝及地面积水标准存在的问题。主要结论为：

① 城市雨水管网排水设计标准

建议一般地区新建管道设计标准提高至3年一遇；汇水面积1平方公里以上雨水干管采用5年一遇；封闭洼地、重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区采用5年一遇；特别重要地区采用10年一遇或以上。

② 城市河道排涝标准

基于管网排水与河道排涝的衔接，汇水时间为60min的城市雨水管网设计标准为3、5、10年时，对应的河道排涝标准分别为20、25、30年；汇水时间为30min的城市雨水管网对应的河道排涝标准均为30年。

③ 城市地面积水标准

取压力流条件下管道汇水能力与设计能力比值为1.2，根据城市雨水管网设计标准，一般地区积水标准为10年一遇；封闭洼地、重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区为15年一遇；特别重要地区为30年一遇。

需要指出的是，我国《室外排水设计规范》GB50014-2006（2011年版）中的管网排水标准为：雨水计算的重现期一般选用1年～3年，重要干道、重要地区或短期积水即能引起较严重后果的地区，一般选用3年～5年，并应与道路设计协调。特别重要地区可采用10年以上。这里所说的重现期与水利行业的重现期不同，为年选多个样法的计算结果。《中国东部城市排涝标准研究》研究得出的上述结论是基于此并作适当提高后得出的。

由此可见，即便对厦门市的排水标准在《室外排水设计规范》GB50014-2006（2011年版）作适当提高，城市地区的积水标准按分区重要性为10年～30年一遇不等，标准仍属偏低，当发生超过20年一遇的暴雨，城市积水仍然不可完全避免，积水深度与历时取决于各区管网及河道排水能力。

实际上，即便存在城市管网排水标准与内河排涝标准之间的关系，也会因各地的暴雨天气特性、暴雨数量级的不同而变化，最明显的例子是华北地区的暴雨次数少但年际变化大，而南方的暴雨次数多而相对变差小，由此两个地区年最大取样法与超定量取样法所得到的两种设计暴雨之间的关系必然不会一样。

此外，城市管网排水标准与内河排涝标准在汇流计算的方法及其参数选择等亦存在一些不同，但这些不同不是造成两个排水系统的衔接是否匹配的主要原因，本文不赘述。