[“暴雨公式”的理想] 暴雨强度公式

　　新一代暴雨强度公式为合理的城市排水设施带来了理论依据，从而有了实现预防城市水灾害的可能性。 　　 　　夏季来了，暴雨也来了。一场瓢泼大雨，然后全城四处水浸――几乎在北京、武汉、广州等全国许多城市每年都会上演这出情景剧，因为暴雨积水带来的经济损失，甚至生命威胁，让城市居民对暴雨季节心生忧虑。
　　经历了一次又一次的暴雨考验，全国各城市的排水体系依然漏洞百出。杭州市规划局教授级高工程师邵尧明指出，造成这种内涝“水浸街”现象的重要原因之一，就是城市雨水排水规划设计标准偏低、短历时高强度的暴雨无法及时排除。那么，一座城市某个区域要布置多少雨水口，埋多粗的排水管才算合理？邵尧明给出的答案是，这得由新一代暴雨强度公式说了算。
　　何为暴雨强度公式？邵尧明告诉本刊记者，暴雨公式就是用来计算降水量的公式。一座城市排水系统的规划设计、工程建设首先必须分析当地的水文情况，就是暴雨强度公式的分析工作，公式的准确性是确定雨水工程设计规模的重要依据，直接关系到城市雨水排水设施建设的投资合理性和运行的安全性。
　　据了解，目前我国采用的城市暴雨强度公式大多是上世纪80年代初期编制的，当时仅涵盖几十座城市，虽然这些公式在当时为我国城市化建设发挥了重要作用，但现已突显出精度低、误差大，不能全面真实反映降水变化规律等诸多问题。目前我国的《室外排水设计规范》就是根据传统暴雨强度公式制定的，已大大落后于城市发展现状的要求。同时，在我国其他大部分城市甚至没有暴雨强度公式，其城市排水规划设计并未将暴雨强度作为考虑因素。
　　邵尧明告诉记者，1995年，在宁波余姚市参与制定模具城的规划中，他第一次接触到暴雨强度公式的研究工作，感觉这个工作与老百姓生活联系十分紧密，便坚持了下来。余姚规划局领导也很支持他的研究工作。当时，由于杭州城市化进程的快速推进，规划面积已达到3068平方公里，地跨南北两个热量带，气候有明显的地带性差异，地形也更加复杂，城市水文特性也发生了显著变化，暴雨强度的梯度变化大，传统公式在准确性、适用性等方面存在不足。从1995年开始，身处余姚市的邵尧明便开始对杭州市进行暴雨强度公式的研究。在水文、气象等部门的支持下，邵尧明2000年完成了浙江各城市暴雨强度公式的研究工作，并于2005年建立了杭州市暴雨强度信息管理系统。
　　事实上，邵尧明所研究的是一种暴雨强度公式的计算方法，每个地方将自己历年的降水资料等数据整理、计算后，就会得出一个符合当地降雨情况的暴雨强度公式。每个公式的形式是相同的，只是参数不同。可以说，新一代暴雨强度公式为合理设置城市排水设施带来了理论依据，从而有了实现预防城市水灾害的可能性。
　　2007年，建设部下达了“我国现行规范中暴雨强度公式设计计算技术研究”的重要课题，邵尧明收集筛选了中国31个省份606座城市的雨量资料，建立了符合当地实际的606座城市的新一代暴雨强度公式。2008年，国家建设部发函，要求该技术在全国验证推广。
　　邵尧明曾经这样设想，气象部门预告将有台风暴雨来袭，我们只要在杭州地图上的研究区域任意点一下，就能知道该处所能承受的最大设计暴雨强度；输入预计雨量值，屏幕中就会出现不同颜色显示出水淹范围，而用鼠标右键点到杭州八区图中任何一个位置，就能知道这个地方可能的积水深度。这样，管理部门就可以从容应对各种突发状况了。
　　但到目前为止，必须面对的一个现实是，全国已能推导得出暴雨强度数据组的仅有几十座城市。2004年2月，建设部再次提出传统暴雨公式已不能适应工程建设和设计工作的需要，亟需修改、补充和调整，通过修编，入编《给水排水设计手册》的只有上海、济南，浙江、福建省补充复核修编了70余座城镇的暴雨强度公式，这还远不能满足当前广大地区，特别是农村或城市边缘地区的生产生活需要。
　　值得邵尧明欣慰的是，2008年4月18日，浙江省建设厅发文公布全省各城市暴雨强度公式，在全省推广。公式正式刊布后，杭州市建委明确要求在杭州市范围内的工程项目均采用新编暴雨强度公式，并将重现期由1年提高至2年一遇。在杭州东湖快速路、秋涛快速路等一大批市政工程规划设计中，发现新公式暴雨强度能更好地反映真实暴雨变化趋势，应用新暴雨强度公式计算出的雨水管道也更符合实际的汇流情况。
　　邵尧明告诉记者，今年年底，《中国城市新一代暴雨强度公式》就要出版了，这可以看作是建设部要求将新一代暴雨强度公式进一步推广的标志。而他自己，最近计划提前退休，完成全国所有城市的暴雨强度公式以及为《室外排水设计规范》（报批稿，2011年修订版）提出的校核积水配套的深入研究工作，希望能为城市安全建设再出一份力。
　　
　　应加强推广
　　新一代城市暴雨强度公式
　　――专访杭州市规划局教授级高工程师邵尧明
　　《中国报道》：新一代城市暴雨强度公式有何创新？在对城市排水设计的指导意义上有何进步？
　　邵尧明：新一代城市暴雨强度公式最大的技术创新在于提出年最大值选样法构建各指定历时的雨量系列，这样可以充分满足样本的独立性要求和统计规律。
　　暴雨强度公式是城市计算暴雨地面径流量和确定雨水工程设计规模的重要依据，它的正确性直接关系到城市雨水排水设施建设的投资合理性和运行的安全性。新一代暴雨强度公式具有适用性强、精度高、计算成果更为安全可靠、经济合理，对优化排水系统的规划设计、提高城市防洪减灾能力等方面起到了十分重要的作用，取得了很好的经济、社会和环境效益。
　　
　　《中国报道》：在研究过程中，您认为最大的困难在哪里？
　　邵尧明：主要是收集数据难。暴雨强度公式是建立在长系列雨量观数据的基础上，必须在水文、气象部门的积极支持下才能完成的一项基础性工作。而许多城市建设管理部门没有专门的水文机构，且现行的《室外排水设计规范》编制暴雨公式的样本选取方法为年最多个样法，而水利、气象部门所构建的信息库均是以各指定历时年最大值的数据库，数据资源不能实现完全共享，这是我们面临的最大困难。
　　其次，暴雨强度公式是城市规划设计、建设管理的基础性工作，往往不易于为政府的领导所认识，管理部门的专业人士及领导对此也不太了解，这导致研究工作得不到充分支持，故致十余年才完成全国606座城市的暴雨强度公式。而在推广中规划管理部门提出了“暴雨公式与规划设计并无直接关系”的说法，这也成为推广应用中的一大阻力。
　　
　　《中国报道》：胡锦涛在2011年中央水利工作会议上指出，洪涝灾害频繁仍然是中华民族的心腹大患。您认为作为城市建设者，应当如何充分发挥暴雨强度公式的作用，让暴雨不再是灾难？
　　邵尧明：城市暴雨强度公式是城市雨水径流预测的基础工作。我建议以城市暴雨强度公式为基础，从以下几方面发挥作用：
　　首先，目前国内只有70余座城镇有其城市暴雨强度公式，基于目前已取得606座城市暴雨强度公式，应加强推广力度，发挥作用。第二，为防范城市内涝，国外城市排水标准普遍比国内高。结合国际先进理念和国内实际情况，《室外排水设计规范》（报批稿，2011年修订版）对暴雨强度公式进行了创新，并将排水标准提高至2～5年，下一阶段要结合地方特点予以落实，特别是对现有城市雨水管渠的提标改造要明确相应的工程措施。第三，目前我国雨水径流预测仍采用推理公式法，该方法无法获取流量过程线，难以满足大面积排水系统和地面积水预测的需要。暴雨强度公式是数学模型法的基础条件，同时要在此基础上落实雨型（降水的一般规律）等地方条件。新一代暴雨强度公式提出可采用数学模型法计算雨水设计流量，但落实国内各地的雨型、下垫面等条件还有大量的工作。

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