北京市地方標準

編號：DB11/Txxxx—20xx

備案號：

城鎮排水防澇系統規劃水力模型

應用規范

Codeforapplicationofstormwaterfloodmodelinurbandrainage

andurbanfloodcontrolsystemplanninganddesign

（征求意見稿）

20xx-xx-xx發布20xx-xx-xx實施

北京市規劃和自然資源委員會

聯合發布

北京市市場監督管理局

1

1總則

1.0.1為提升北京市城鎮排水防澇系統規劃設計工作科技水平和成

果質量，指導和規范城鎮雨洪模型應用技術方法，制定本標準。

1.0.2本標準適用于北京市行政區域內新建、改建、擴建城鎮排水

防澇系統的規劃和設計，以及內澇積水過程模擬與分析。

1.0.3本標準規定了城鎮排水防澇系統規劃設計雨洪模型應用的基

本方法，提出了模型構建與測試、參數率定與模型驗證、模型應用以

及模型成果編制等相關工作的指導。

1.0.4城鎮排水防澇系統規劃設計雨洪模型除應符合本標準外，尚

應符合國家及北京市現行有關標準的規定。

1

2術語

2.0.1城鎮雨洪模型urbanstormwatermodel

用于城鎮排水（雨水）系統規劃、設計及應用的數學模型，包括

產流模型、匯流模型、管渠（河道）水動力模型及地表漫流模型等。

2.0.2產流模型flowgenerationmodel

模擬降雨通過地表下墊面下滲、填洼、截留、蒸發等降雨損失后

形成地表徑流過程的數學模型。

2.0.3匯流模型flowroutingmodel

模擬降雨產流后形成的凈雨，通過地表匯流至匯水區域出口斷面

過程的數學模型。

2.0.4管渠（河道）水動力模型channel/riverhydrodynamicmodel

模擬水流在管渠或河道中隨時間運動及演進過程的數學模型。

2.0.5地表漫溢模型overlandflowmodel

模擬雨水從管渠雨水口或河道漫溢出地表后，在地表坡面運動過

程的數學模型。

2.0.6雨量徑流系數volumetricrunoffcoefficient

設定歷時內降雨產生的徑流總量與總降雨量之比。

2.0.7洪峰流量徑流系數peakrunoffcoefficient

洪峰流量的徑流強度與形成洪峰流量歷時內平均降雨強度之比。

2.0.8模型測試modeltest

對排水防澇系統構成要素空間分布和連接性進行核實，及對模型

計算的穩定性進行評判的過程。

2.0.9參數率定parametercalibration

調整模型參數使模型模擬結果與監測數據相吻合的過程。

2.0.10模型驗證modelvalidation

根據獨立于參數率定選用的監測數據檢查模型準確性的過程。

2

3基本規定

3.0.1考慮城鎮范圍內不同匯水區域地表滲透性能的差異、降雨時

空分布的不均勻性、管網及地表非線性匯流過程等因素，在城鎮排水

防澇規劃設計工作中應構建城鎮雨洪模型，分析內澇風險、評估方案

實施效果，優化規劃設計方案。

3.0.2根據規劃設計不同階段和模型應用目的，城鎮排水防澇系統

規劃設計雨洪模型可分為三種類型：框架模型、概化模型和詳細模型。

1框架模型主要目的是識別低洼易澇區域，可輔助編制總體規劃

方案；

2概化模型主要目的是分析規劃區域內澇風險，評估主要排水防

澇設施能力，可輔助編制詳細規劃及排水防澇專項規劃方案；

3詳細模型主要目的是分析建設項目內澇風險，可輔助編制排水

防澇工程設計方案。

3.0.3模型的構建和應用應明確規劃設計工況、模型方法、參數選

取和邊界條件設置，并應開展模型的不確定性分析。

3

4模型構建與測試

4.1一般規定

4.1.1城鎮排水防澇系統規劃設計雨洪模型應符合下列一般性規定：

1模型工具通常宜具備輸入輸出、數值模擬和計算結果可視化的

功能；

2宜包括產流模型、匯流模型、管渠（河道）水動力模型和地表

漫溢模型，應根據應用目的選擇適宜模型；

3當考慮源頭海綿設施的影響時，宜包括源頭減排設施模型，模

型構建方法及參數應參照附錄B執行

4模型應具有良好的穩定性，在合理初始條件下模擬結果精度應

滿足城鎮排水防澇系統規劃設計需求。

4.1.2當模型資料范圍和精度不能滿足城鎮排水防澇系統規劃設計

雨洪模型構建要求時，需開展補充測量和測驗工作。

4.2資料收集

4.2.1模型基礎數據資料宜包括降雨資料、地面高程資料、下墊面

資料、排水管渠（設施）資料、城鎮河道（蓄澇區）資料、流量和水

位監測資料、設施運行資料和邊界條件等。

4.2.2模型應收集的降雨資料通常包括長序列歷史降雨資料、場次

監測降雨資料和合成設計降雨，并應符合下列規定：

1長序列歷史降雨資料主要用于分析降雨特征及演變規律，有效

時間段內數據間隔不宜大于1小時；

2場次監測降雨資料主要用于參數率定和模型驗證，應包括完整

的一次降雨發生過程，數據間隔宜采用5-10分鐘；

3合成設計降雨常用于分析一定重現期標準下的城市排水防澇

特征，輔助編制排水防澇規劃設計方案，數據間隔不應大于5分鐘，

并應參照附錄A執行。

4

4.2.3地面高程數據的精度應根據模型類型確定。詳細模型的地面

高程數據測圖比例尺不宜小于1:500，概化模型不宜小于1:5000，框

架模型不宜小于1:10000。

4.2.4排水管渠（設施）資料宜包括：

1排水流域范圍、邊界條件及相應排水體制；

2排水管渠、檢查井、雨水管渠排放口、合流制溢流排放口、污

水截流井、排水泵站等設施的空間布局、拓撲關系、結構物理屬性和

運行管理數據；

3限制系統整體轉輸、截流能力的管渠、附屬構筑物位置及其實

際轉輸或截流能力；

4排水管渠的混接錯接、入流入滲情況；

5項目范圍內排水防澇規劃、系統化實施方案、工程設計文件和

竣工資料等。

4.2.5城鎮河道（蓄澇區）資料宜包括：河道斷面高程數據、河道

斷面分區粗糙系數；蓄澇區底部地形、水深-容積關系曲線；水閘、

橋梁、涵洞、堰壩、泵站等設施結構尺寸和運行控制規則；水文站監

測斷面水位、流速和流量資料等。

4.2.6流量和水位監測資料應符合現行國家標準《城市排水防澇設

施數據采集與維護技術規范》GB/T51187的有關規定，并應符合下

列規定：

1監測數據時間段應覆蓋一場完整的降雨過程，包括降雨停止后

系統的退水過程，并宜記錄雨前無雨天數；

2降雨時段內，監測數據采樣時間間隔不宜大于5min；

3監測數據成果使用前，應進行數據質量評估、問題數據甄別及

修正，確保數據的準確性和時效性。

4.3模型構建

4.3.1模型數據整理與導入過程應包括數據導入模型軟件、拓撲結

構檢查、評估缺失數據和可疑數據、數據推斷、數據修改、數據標簽

設置等。

5

4.3.2模型中的設計降雨應根據城市氣象規律、匯水區域特征以及

規劃設計需求等綜合確定，并應符合下列規定：

1應用于排水管渠規劃設計時宜采用短歷時設計降雨，短歷時設

計降雨歷時宜取1~3h，并應覆蓋系統完整匯流時間，最小時間步長

宜為5min；

2應用于城鎮內澇防治系統規劃設計時應采用長歷時設計降雨，

長歷時設計降雨歷時宜取24h，并應覆蓋系統完整匯流時間，最小時

間步長宜為5min；

3應用于大排水系統、小排水系統銜接能力評估時，可采用長、

短歷時設計降雨相互校核。

4.3.3產流模型選擇及參數設置應符合下列規定：

1應根據模型使用目的以及可獲取的基礎資料實際情況，合理選

擇產流模型類型，并對模型的適用條件和參數做詳細分析和評估；

2根據以往經驗，可采用固定徑流系數法、降雨徑流相關圖法或

初損后損法進行凈雨過程計算，各種方法涉及主要參數詳見表4.3.3。

表產流模型方法及其參數選擇表

產流模型方法方法概述主要參數

4.3.3

洪峰流量徑流系數

固定徑流系數降雨落到地面后按照徑流系數進行凈雨量

雨量徑流系數

法折減

徑流系數修正系數

通過選取北京市中心城區次降雨70毫米

以上降雨，共13場，126站次降雨資料；不透水面積比例（%）

降雨徑流相關

共13個水文流量站，151站次流量資料，次降雨量（mm）

圖法

建立以不透水面積百分比為參數的降雨徑次徑流深（mm）

流相關圖

植物截留量（mm）

降雨產流以前的總損失水量稱為初損，通

初始填洼量（mm）

常包括植物截留、填洼及產流前下滲的水

下透速率（mm/h）：一般可

量；后損即流域產流后下滲的水量。通常

初損后損法采用下滲曲線描述（如霍頓

將流域分為透水區域和不透水區域，認為

下滲曲線），其中可能涉及

在透水區域前、后損過程都會發生，而在

參數包括：初始下滲率、穩

不透水區域則只會發生前損

定下滲率以及衰減常數

3宜運用實測資料對產流模型參數進行校正，并滿足參數率定與

模型驗證相關標準和要求。

4.3.4匯流模型選擇及參數設置應符合下列規定：

6

1應根據匯水區域的概化情況以及可獲取的基礎資料實際情況，

合理選擇匯流模型類型，并對模型的適用條件和參數做詳細分析和評

估；

2根據以往經驗，可采用等流時線法、非線性水庫法、、時段單

位線法等進行地表匯流模擬，方法涉及主要參數詳見表4.3.4-1。

表4.3.4匯流模型方法及其參數選擇表

匯流模型方法方法概述主要參數

將匯水區域劃分成為有限個等流時塊，每一

匯流速度（匯流時間）

等流時線法個等流時塊在匯流時段內的降雨徑流累加

匯流曲線類型

到達出口斷面

特征寬度

非線性水庫把地表匯流看作是非線性水庫的調蓄過程平均坡度

地表粗糙系數

單位時段均勻分布的單位凈雨量在出口斷

時段單位線法單位時段、單位凈雨

面形成的流量過程線

3宜運用實測資料對匯流模型參數進行校正，并滿足參數率定與

模型驗證相關標準和要求。

4.3.5管渠（河道）水動力模型構建及參數設置應符合下列規定：

1管渠內的水流運動模擬應采用基于一維圣維南方程組的數值

模擬計算，河道宜采用基于一維或二維圣維南方程組的數值模擬計算；

2管渠（河道）粗糙系數應依據實測數據確定，缺乏資料時可按

表4.3.5-1、2選取；

表4.3.5-1不同類型材質的管渠粗糙系數（曼寧粗糙系數n值）取值表

管渠類別曼寧粗糙系數n管渠類別曼寧粗糙系數n

混凝土管、鋼筋混凝土管、水泥砂土明渠

0.0130.0140.0250.030

漿抹面渠道~（包括帶草皮）~

水泥砂漿內襯球墨鑄鐵管0.011~0.012干砌塊石渠道0.020~0.025

石棉水泥管、鋼管0.012漿砌塊石渠道0.017

UPVC管、PE管、玻璃鋼管0.009~0.010漿砌磚渠道0.015

表4.3.5-2不同表面特征的河道粗糙系數（曼寧粗糙系數n值）取值表

河道表面特征曼寧粗糙系數n

抹光的水泥抹面0.012

光滑的護面0.015

粗糙的護面0.017

緊密黃土或細石樂土渠，有薄淤泥層0.018

7

河道表面特征曼寧粗糙系數n

緊密粘土、黃土、壤土的渠道，養護條件在中等以上

0.02

的渠道

緊密粘土、黃土、壤土的渠道，有薄淤泥層，開鑿的

0.0225

很好的巖石渠道

良好的干砌石渠道，養護條件中等的土渠0.025

養護條件低于一般標準的土渠0.0275

條件較差的土渠0.03

條件很惡劣的渠道（如斷面不規則等）0.035

條件異常惡劣的渠道（如有塌岸石塊等）0.04

3采用圣維南方程組模擬管渠（河道）水流運動過程，宜采用動

力波方法進行模擬；

4應根據實測數據和模型目的，合理設置管渠（河道）水動力模

型的出口水位邊界條件。

4.3.6地表漫溢模型構建宜符合下列規定：

1地表漫溢模型宜進行地表網格劃分，并采用二維水動力學方法

進行模擬；

2地表漫溢模型宜與管渠（河道）水動力模型相互耦合模擬。

4.4模型測試

4.4.1在模型應用前，應對模型中排水防澇系統構成要素空間分布

和連接性進行核實，可采用異常值檢查和拓撲關系抽查方法，并通過

現場勘查、人工經驗判斷方式對發現的問題進行處理。

4.4.2在模型應用前，應對模型運行的穩定性進行測試和修正，修

正后模型應符合下列規定：

1模型計算應能夠正常收斂，計算過程應基本穩定；

2除有調蓄功能的節點外，節點水量連續性誤差不應大于10%；

3系統總水量連續性誤差不宜大于5%；

4當模型中存在泵站、水閘、堰等附屬構筑物時，其運行調度方

式應符合實際情況或規劃設計工況。

8

5參數率定與模型驗證

5.1一般規定

5.1.1參數率定與模型驗證步驟應包括：

1評估實測數據可用性,確保用于參數率定和模型驗證的數據滿

足質量和數量要求；

2采用一套或多套獨立數據進行參數率定，對比模型結果與實測

數據，合理調整模型參數，使模型結果與實測數據滿足參數率定標準；

3采用另外一套或多套獨立數據進行模型驗證，評估模型結果與

實測數據的擬合程度是否滿足模型驗證標準。

5.1.2參數率定和模型驗證數據可來自現場實測數據、調研數據、

遙感數據等。

5.1.3參數率定和模型驗證前，應根據模型方法確定率定參數，并

開展參數靈敏度分析。

5.2率定與驗證標準

5.2.1基于實測數據進行參數率定和模型驗證時，應滿足至少兩場

獨立降雨事件的模擬結果與實測數據擬合程度符合相應標準。

5.2.2框架模型率定與驗證時應確保模型模擬的內澇積水點覆蓋常

見積水點和關鍵區域易澇點。

5.2.3概化模型率定與驗證時，對于管渠（河道）水動力模型應以

總流量相對誤差、峰值相對誤差、峰現時間絕對誤差和納什效率系數

為目標函數，滿足以下標準之一：

1總水量偏差不應大于20%，時間序列數據的峰現時間偏差不應

大于1h，峰值偏差不應大于25%；

2總水量偏差不應大于20%，且時間序列數據的納什效率系數不

應小于0.5。

5.2.4詳細模型率定與驗證時，對于管渠水動力模型除了滿足第

5.2.3條中的相關規定外，還應滿足如下要求：

9

1已超載的關鍵節點，超載深度差在＋0.5m至－0.1m范圍內。

2未超載的關鍵節點（比如在合流制溢流井處），深度差在±0.1m

以內。

5.2.5基于規劃設計數據構建城鎮雨洪模型時，模型參數應根據相

關規劃設計工況和當地氣候、地理、水文等條件合理確定。

10

6模型應用

6.0.1框架模型模擬對象包括地形等，模擬計算宜考慮排水防澇系

統的能力；計算模型包括產流模型、匯流模型、地表漫流模型等。應

用場景包括：

1輔助劃定匯水區域范圍，確定模型模擬邊界；

2快速識別低洼易澇區域，快速評估城鎮內澇風險；

3輔助編制總體規劃方案。

6.0.2概化模型模擬對象包括地形、河道、蓄澇區、主要雨水管渠、

雨水泵站、調蓄水池等，概化模型宜對模擬對象進行概化處理；計算

模型包括產流模型、匯流模型、管渠（河道）水動力模型、地表漫流

模型等。應用場景包括：

1評估河道、蓄澇區、主要雨水管渠、雨水泵站、調蓄水池等市

政排水防澇設施能力，開展區域內澇積水風險定量分析；

2輔助編制詳細規劃及排水防澇專項規劃方案；

6.0.3詳細模型模擬對象包括地形、河道、蓄澇區、雨水管渠、雨

水泵站、調蓄水池及其附屬設施等；模型應包括產流模型、匯流模型、

管渠（河道）水動力模型、地表漫流模型等。詳細模型除6.0.1、6.0.2

條的應用情景以外，還可用于：

1評估建筑小區等地塊內排水防澇設施能力，開展地塊內澇積水

風險定量分析；

2輔助編制建設項目排水防澇工程設計方案；

11

7模型成果編制

7.1一般規定

7.1.1模型成果應包括模型專題報告及模型附件兩部分。

7.1.2模型成果編制過程中應遵循“完整真實、簡潔高效”的原則。

7.2專題報告

7.2.1專題報告應包含項目概況、資料收集、模型構建與測試、參數率定與

模型驗證、模擬工況與模擬結果、模擬結果分析及應用結論等主要章節。

7.3模型附件

7.3.1模型附件應包括模型說明文件和模型工程文件，可附加模型數據記錄、

監測數據記錄和模型過程數據。

7.3.2模型說明文件內容應包括基礎數據說明、模型參數取值、模擬工況及

模擬結果。

7.3.3模型工程文件應包括模型空間及屬性數據、時間序列數據、模型運行結

果、其他模型文件。

7.3.4模型數據記錄宜包括系統原始數據記錄、修改增補數據記錄、模型參

數設置表、時間序列數據表、其他數據記錄。

7.3.5模型過程與結果數據宜包括參數率定、模型驗證、工況分析等各階段

結果數據圖表。

12

附錄A北京市設計降雨計算方法及附表

A.0.1北京市設計降雨計算方法應符合現行北京市地方標準《城鎮雨水

系統規劃設計暴雨徑流計算標準》DB11/T969的相關規定。

A.0.2短歷時設計降雨的總歷時應為3小時，時間步長應為5分鐘，依

據北京市現行2個暴雨分區，分別構建Ⅰ區和Ⅱ區的短歷時設計降雨不同時

段雨量分配表如下：

表A.1Ⅰ區短歷時設計降雨不同時段雨量分配表（%）

序號H180-H150H150-H120H120-H90H90-H60H60-H45H45-H30H30-H15H15-H5H5

113.64

217.88

316.06

422.12

516.67

613.63

713.93

814.84

919.24

1015.64

1121.78

1212.90

1310.99

1419.45

1525.73

1619.08

1720.23

1813.92

198.58

2012.46

2147.43

22100.00

2352.57

2438.54

2537.72

2623.74

2741.85

2826.69

2931.46

3038.50

3136.63

13

序號H180-H150H150-H120H120-H90H90-H60H60-H45H45-H30H30-H15H15-H5H5

3224.87

3314.61

3421.24

3519.63

3615.75

表Ⅱ區短歷時設計降雨不同時段雨量分配表（）

序號H180-H150H150-H120H120-H90H90-H60H60-H45H45-H30H30-H15H15-H5H5

A.2%

129.29

239.69

346.67

4100.00

553.33

634.55

725.76

849.88

920.82

1041.02

1130.79

1228.19

1317.52

1415.06

1519.12

1626.12

1710.93

1811.25

1916.02

2014.86

2116.80

2213.88

2319.74

2418.71

2525.23

2615.73

2712.46

2816.76

2913.63

3016.19

3120.90

3218.21

14

序號H180-H150H150-H120H120-H90H90-H60H60-H45H45-H30H30-H15H15-H5H5

3313.24

3412.88

3515.14

3619.64

A.0.3短歷時設計降雨各歷時雨量計算應根據現行北京市暴雨強度公

式計算確定。分別計算I區和Ⅱ區不同重現期的3小時歷時、5分鐘步長設計

降雨過程如下：

表Ⅰ區不同重現期小時歷時、分鐘步長設計降雨過程表單位：

時段A.310年一遇355年一遇3年一遇mm2年一遇

10.190.170.140.13

20.250.220.190.17

30.230.190.170.15

40.310.270.230.21

50.240.200.180.16

60.190.170.140.13

70.250.220.190.17

80.270.230.200.18

90.480.410.360.31

100.390.330.290.26

110.540.460.400.36

120.320.270.240.21

130.270.230.200.18

140.480.410.360.32

150.980.840.730.65

160.730.620.540.48

170.770.660.580.51

180.530.450.400.35

190.330.280.240.22

200.480.410.350.31

215.784.934.303.80

2212.6910.829.448.35

236.415.464.774.21

243.222.752.402.12

253.152.692.352.07

261.981.691.481.31

271.891.621.411.25

281.211.030.900.79

15

時段10年一遇5年一遇3年一遇2年一遇

291.421.211.060.94

301.140.970.850.75

311.090.930.810.71

320.740.630.550.49

330.270.230.200.17

340.390.330.290.25

350.360.300.270.23

360.290.240.210.19

累積雨量50.2842.8737.4033.07

表Ⅱ區不同重現期小時歷時、分鐘步長設計降雨過程摘錄表，單位：

時段A.410年一3遇55年一遇3年一遇m2m年一遇

12.942.492.161.89

25.935.024.353.82

37.936.725.825.11

414.4512.2410.619.31

59.067.676.655.84

65.164.373.793.32

73.853.262.822.48

85.004.243.673.22

92.091.771.531.35

103.152.672.312.03

112.362.001.731.52

122.161.831.591.39

132.041.731.501.32

141.761.491.291.13

152.231.891.641.44

163.052.582.231.96

171.271.080.940.82

181.311.110.960.84

191.431.211.050.92

201.331.120.970.86

211.501.271.100.97

221.241.050.910.80

231.761.491.291.14

241.671.421.231.08

251.861.571.361.20

261.160.980.850.75

270.920.780.670.59

16

時段10年一遇5年一遇3年一遇2年一遇

281.231.040.900.79

291.000.850.740.65

301.191.010.870.77

311.321.120.970.85

321.150.970.840.74

330.840.710.610.54

340.810.690.600.52

350.960.810.700.62

361.241.050.910.80

累積雨量98.3583.2872.1763.35

A.0.4長歷時設計降雨的總歷時應為24小時，時間步長應為5分鐘，

依據北京市現行2個暴雨分區，分別構建Ⅰ區和Ⅱ區的長歷時設計降雨不同

時段雨量分配表如下：

表Ⅰ區長歷時設計降雨不同時段雨量分配表（）

序H1440-H720-H360-H240-H180-H150-H120-H30-HH15-H

H90-H60H60-H45H45-H30H5

號H720H360H240A.5H180H150H120H90%155

10.33

20.23

30.39

40.36

50.44

60.49

70.36

80.16

90.23

100.42

110.29

120.16

130.26

140.36

150.21

160.31

170.93

181.69

191.43

201.32

211.61

221.95

231.01

17

序H1440-H720-H360-H240-H180-H150-H120-H30-HH15-H

H90-H60H60-H45H45-H30H5

號H720H360H240H180H150H120H90155

240.86

250.73

260.93

270.93

281.43

292.81

303.42

315.78

325.17

334.79

341.21

351.81

361.89

372.13

382.58

391.98

402.89

414.18

425.78

4310.26

445.93

457.22

464.79

475.93

486.23

494.33

508.06

517.64

529.03

539.44

5410

559.31

566.67

576.25

587.36

598.33

609.72

618.19

6213.64

6317.88

6416.06

6522.12

18

序H1440-H720-H360-H240-H180-H150-H120-H30-HH15-H

H90-H60H60-H45H45-H30H5

號H720H360H240H180H150H120H90155

6616.67

6713.63

6813.93

6914.84

7019.24

7115.64

7221.78

7312.9

7410.99

7519.45

76