宣州区水务局宣州242000
摘要:正确计算排涝模数,对于确定排涝工程的适宜规模具有重要现实意义,本文以宣州区东大圩泵站为例,分析农田排涝泵站设计中排涝模数的计算,为同类型排涝工程设计提供参考。
关键词:排涝模数;东大圩泵站;平均排出法
1、工程概况
东大圩位于宣州区东北部,由水阳江、双桥河、南漪湖、北山河、浑水河环绕合抱而成,保护五星乡、朱桥乡和国营青草湖农场,保护面积102.2km2,辖12个村委会,耕地7.4万亩,人口5.41万。东大圩区域系水阳江中游平畈区,圩内地势低洼,地形平坦。一般年份5~10月内水无法自流外排,容易形成内涝。
2、排涝模数计算方法
为便于排灌工程管理,提高排涝效益,根据地形地势特点,将东大圩划分小港口、裕丰、杨家咀、杨滩、沙河口等五个排灌区,实行“高水高排,低水低排”,各排灌区间通过土堤和控制闸进行控制和协调,五个排灌区的面积分别为35.27km2、21.84km2、22.29km2、14.86km2和7.94km2。
由于五个排灌区排涝面积较小,不考虑经汇流后所形成的洪峰大小与洪水流量过程线的形状,而直接要求设计暴雨在作物允许的耐淹历时内排出,采用平均排出法计算排涝模数较为合适。
3、排涝标准
排涝标准一般包括设计暴雨重现期、暴雨历时和排涝时间,根据东大圩暴雨特性、农作物结构及其耐淹情况,东大圩排水标准采用10年一遇3d暴雨3d平均排除。
4、设计暴雨
根据东大圩附近雨量测站分布与资料情况,确定面雨量主要采用宣城、孙埠镇及新河庄降雨资料,并利用1995年编制的安徽省长短历时年最大暴雨等值线图成果进行复核。
根据实测资料统计分析,东大圩最大24h暴雨多年平均值为109mm,根据P-Ⅲ型曲线适线分析计算成果,Cv采用0.55,Cs/Cv为3.5,5年一遇最大24h暴雨为146mm,10年一遇为187mm,20年一遇为229mm;最大3d暴雨多年平均值为135mm,Cv采用0.55,Cs/Cv为3.5,5年一遇最大24h暴雨为181mm,10年一遇为232mm,20年一遇为284mm。
采用《安徽省长短历时年最大暴雨参数等值线图》查算,东大圩最大24h暴雨多年平均值为110mm,Cv采用0.55,Cs/Cv为3.5,5年一遇最大24h暴雨为147mm,10年一遇为189mm,20年一遇为231mm;最大3d暴雨多年平均值为137mm,Cv采用0.55,Cs/Cv为3.5,5年一遇最大24h暴雨为184mm,10年一遇为243mm,20年一遇为288mm。
两种方法最大24h及最大3d设计暴雨成果见表一,由计算成果可以看出,两种方法计算结果基本相同。等值线图对面上的各雨量站情况进行了平衡,成果较为合理,因此,本次排涝设计暴雨采用查等值线图计算成果。
表一东大圩最大24h及最大3d设计暴雨成果比较表
5、排涝流量
平均排除法的核心参数为设计洪量和排除时间,根据《灌溉与排水工程设计规范(GB50288-99)》,计算公式如下:
式中:q——设计排涝模数(m3/s/km2);
F——总面积(km2);
F水田——水田面积(km2);
F旱荒地——旱荒地面积(km2),包括旱地及非耕地;
F沟——沟塘面积(km2);
P——10年一遇3d设计暴雨量,243mm;
C——旱荒地径流系数,取0.60;
h水蓄——水田滞蓄水深,取50mm;
h沟蓄——沟塘调蓄水深,采用500mm;
T——排涝天数(d),为3d;
t——水泵日开机小时数(h),取22h/d。
小港口片汇水面积35.27km2,水田率64.8%,旱荒地率27.2%,沟塘率8%。带入排涝模数计算公式计算,得排片设计排涝模数为0.554m3/s/km2,设计排水流量为19.5m3/s。
裕丰片汇水面积21.84km2,水田率83%,旱荒地率14%,沟塘率3%。带入排涝模数计算公式计算,得本排片设计排涝模数为0.663m3/s/km2,设计排水流量为14.5m3/s。
沙河口片汇水面积22.29km2,水田率60%,旱荒地率34%,沟塘率6%。带入排涝模数计算公式计算,得本排片设计排涝模数为0.533m3/s/km2,设计排水流量为11.9m3/s。
杨滩片汇水面积14.86km2,水田率65%,旱荒地率26%,沟塘率9%。带入排涝模数计算公式计算,得本排片设计排涝模数为0.536m3/s/km2,设计排水流量为8.0m3/s。
杨家咀片汇水面积7.94km2,水田率65%,旱荒地率24%,沟塘率11%。带入排涝模数计算公式计算,得本排片设计排涝模数为0.501m3/s/km2,设计排水流量为4.0m3/s。
6、结束语
涝灾是导致农田低产的主要原因之一,随着农村经济社会的发展,同等程度受涝造成的损失显著增大,涝灾治理是农村当前及今后一个时期需要着力解决的重大问题,而排涝模数是确定排涝工程布局和规模的重要依据,合理确定排涝模数对有效控制涝灾损失、保障粮食安全具有重要的现实意义。
作者简介:
张淑媛(1990.11--);女,安徽省宣城人,本科,毕业于安徽农业大学;初级工程师;水利。