前言
随着城市化快速发展以及极端气候状况的频繁出现,城市内涝危害已经成为世界上许多城市亟待解决的严峻问题。一方面,城市的大量降水得不到有效利用,使得宝贵的自然资源浪费;另一方面,暴雨来袭时,城市雨水系统又无法及时有效地缓解内涝,造成巨大的经济损失。
城市雨水控制工程及雨水资源化利用是一项复杂艰巨的系统工程,是落实生态文明建设的重要举措,也是实现修复城市水生态、改善城市水环境、提高城市水安全等多重目标的有效手段。近年来由于城市内涝频繁发生,我国对城市雨水控制及雨水资源化利用工程建设高度重视。2013年国务院印发《关于加强城市基础设施建设的意见》,要求加强城市排水防涝防洪设施建设,解决城市积水内涝问题,用10年左右时间建成较完善的城市排水防涝、防洪工程体系。2014年住房和城乡建设部颁布《海绵城市建设技术指南》,提倡推广和应用低影响开发模式,加强雨水径流源头渗透减量和污染控制,建设生态排水设施,缓解城市内涝。在《室外排水设计规范GB 50014》(2016)修订稿中,补充规定推进海绵城市建设、提高超大城市的雨水管渠设计重现期和内涝防治设计重现期的标准等条文。这一切都体现了国家在政策法规方面对城市雨水控制工程建设的重视,为城市雨水控制工程绿色发展道路指明了方向。本书基于建设城市绿色雨水基础设施的理念,针对我国国情,就城市绿色雨水控制工程设计、雨水资源利用相关理论、模型应用、设计计算及工程案例进行系统阐述。
城市雨水工程方面已有多本教材和专著,本书不求全面,但力求有一定新意。书中重点介绍:城市绿色雨水控制工程的概念;暴雨强度公式的年最大值法编制方法;利用数学模型设计雨水管渠的方法,压力流雨水管道计算方法;利用道路排除大雨水的概念及道路的排水能力分析计算;不同类型雨水口的收水能力水力学计算方法;海绵城市建设中的滞渗设施及雨水处理与利用技术,重点论述雨水滞留池和生物滞留池的设计方法;城市内涝防治系统建设理论与设计要求;最后,结合编著者近年承担的科研课题,介绍了城市雨洪控制和合流制系统溢流控制的数学模拟案例。
本书可作为环境工程和市政工程专业本科生、研究生的教材,也可作为相关工程设计人员的参考书籍。
全书由天津大学季民教授、美国丹佛卡罗拉多大学郭纯园教授(James, C Y Guo)统稿,天津大学刘洪波、尤学一、王芬,天津城建设计院黎荣参与编著。季民教授从事城市排水工程教学科研35年,具有深厚的理论基础和丰富的工程经验。郭纯园教授是美国丹佛卡罗拉多大学土木工程系水文与水力学教授,他在低影响开发、城市水文学和暴雨径流模拟、城市洪涝防治等方面具有很高的学术造诣和工程咨询经验,取得的许多研究成果被美国多个州市政府采纳和推广应用。编写工作具体分工为:季民编写第1章、第2章、第7章,刘洪波编写第3章,黎荣编写第4章,郭纯园编写第5章,王芬编写第6章,尤学一编写第8章、第9章。研究生王越参加了部分章节编写工作并负责全书的文字校核,研究生翟思媛、张志成、张迦北、刘亚飞和王真真对本书的文字、图片整理付出了辛苦的劳动。
感谢国家水专项“海河干流水环境质量改善关键技术与综合示范(2014ZX07203-009)”对本书出版的资金支持。
面对雨水控制工程技术的快速发展,本书编著人员力求交出一份满意的答卷,但鉴于编著者水平有限,本书疏漏和不当之处在所难免,欢迎广大同行批评、指正。
编著者
2016年9月