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        寧鄉(xiāng)市幸福渠泵站排澇流量的確定

        2020-11-18 08:47:56胡家林

        【摘要】設(shè)計排澇流量是確定治澇工程規(guī)模的重要參數(shù)。以湖南寧鄉(xiāng)幸福渠泵站為例,以降低幸福渠內(nèi)水位,使農(nóng)田澇水順利外排為目的?;诤鲜【C合經(jīng)驗單位線法、同頻率放大法分別推求內(nèi)外河設(shè)計洪水過程線;計算成果與實測數(shù)據(jù)較吻合。設(shè)計排澇流量取閉閘時內(nèi)河流量,基于水位流量關(guān)系曲線及內(nèi)外河設(shè)計洪水過程線,確定泵站排澇流量為15.1m3/s,滿足排澇需求。計算方法對同類項目排澇設(shè)計具有一定的參考價值。

        【關(guān)鍵詞】內(nèi)澇治理;排澇流量;設(shè)計洪水過程線;防洪標準

        1、概述

        工程位于寧鄉(xiāng)市幸福渠入溈水河口處。幸福渠為溈水左岸一級支流,于珍洲左叉閘下游340m處匯入溈水。幸福渠集雨面積為32.9km2,其中山丘區(qū)面積25.8km2,農(nóng)田區(qū)面積為7.1km2。

        項目區(qū)洪水由暴雨產(chǎn)生,幸福渠堤防現(xiàn)狀防洪標準低,堤防承受能力有限,且跨河橋涵多,阻水嚴重,洪水下泄困難,往往造成漫堤的現(xiàn)象,給兩岸防洪安全造成極大威脅。因外河洪水頂托,內(nèi)河水位較高,農(nóng)田澇水無法順利排出,加之洪水漫堤,致使內(nèi)澇問題更加嚴重。幸福渠位于寧鄉(xiāng)市近郊,其防洪安全重要性不言而喻。

        在不對防洪堤采取加高加固措施前提下,本文以新建幸福渠泵站為例,實現(xiàn)有效解決內(nèi)澇的目的。

        2、防洪標準

        幸福渠兩岸為鄉(xiāng)村防護區(qū),根據(jù)《防洪標準》(GB50201-2014)[1],防護等級根據(jù)人口或耕地面積確定。幸福渠的防洪標準確定為10年一遇。根據(jù)《寧鄉(xiāng)市城市防洪規(guī)劃》(修訂本)[2],外河溈水防洪標準為50年一遇。

        3、設(shè)計洪水過程

        溈水設(shè)計洪水過程利用實測洪水過程進行同頻率法進行推求[3]。通過調(diào)查寧鄉(xiāng)水文(三)站(位于項目區(qū)下游12km的溈水干流上)的實測資料,以2017年7·1洪水作為典型洪水過程,通過峰值和洪水總量比值作為縮放系數(shù),推求溈水50年一遇洪水過程線。

        幸福渠無洪水過程實測資料,本次設(shè)計洪水利用石壩子雨量站(位于距項目區(qū)7km的溈水的一條支流上)雨量整編成果,以2017年7·1洪水期間石壩子雨量站最大24小時降雨為雨型,采用湖南省綜合經(jīng)驗單位線法進行推求。

        內(nèi)外河洪水過程推求成果見表1和圖1。

        根據(jù)圖1所示,溈水和幸福渠的設(shè)計洪水過程表現(xiàn)出:外河高水位時內(nèi)河洪水過程已基本結(jié)束。

        首先,溈水幸福渠河口50年一遇水位與2017年7·1洪水實測水位基本相同,溈水洪水過程推求成果較合理。

        其次,利用單位線以及石壩子2017年7·1洪水期間最大24小時降雨過程推算石壩子站測流斷面的洪水過程及洪峰流量,結(jié)果與實測值相差不大,單位線成果與實際情況較吻合。

        4、排澇流量

        本泵站主要任務(wù)是排內(nèi)河洪峰后的洪水。幸福渠位于寧鄉(xiāng)近郊,兩岸地形平坦,如果用平均排除法,則流量較小,但會造成大面積的淹沒,影響較大。為保證在設(shè)計標準下幸福渠河口堤防不漫堤,本設(shè)計排澇流量取閉閘時內(nèi)河的流量。

        設(shè)計以幸福渠河口堤防不漫堤工況下的水位作為閉閘水位,閉閘時內(nèi)河的流量作為設(shè)計排澇流量。具體為:根據(jù)河口外河水位流量關(guān)系可求得閉閘水位相應(yīng)的外河流量,由內(nèi)河10年一遇洪水過程遭遇外河50年一遇洪水過程成果,可得閉閘水位時內(nèi)河流量。溈水幸福渠河口處水位流量關(guān)系如表2。

        現(xiàn)狀幸福渠堤頂高程53.0m,考慮堤頂超高后,閉閘水位取52.0m,外河相應(yīng)流量為1066m3/s,根據(jù)表1,選取泵站的排澇流量為15.1m3/s,此時滿足排澇要求。

        結(jié)論:

        對于幸福渠堤防這種自身擋水能力不足、承泄區(qū)洪水頂托、內(nèi)河水位高且易造成內(nèi)澇的工程,研究和確定排澇流量具有非常重要的科學意義。

        (1)選定內(nèi)、外河防洪標準,基于同頻率放大法、湖南省綜合經(jīng)驗單位線法分別推求外河、內(nèi)河設(shè)計洪水過程線;計算成果與2017年7·1洪水實測數(shù)據(jù)基本吻合,成果較合理。

        (2)以幸福渠河口堤防不漫堤作為控制條件,設(shè)計排澇流量取閉閘時內(nèi)河的流量,基于溈水幸福渠河口水位流量關(guān)系曲線及內(nèi)外河設(shè)計洪水過程線,選取泵站的排澇流量為15.1m3/s,滿足排澇需求。計算方法對同類項目排澇設(shè)計具有一定的參考價值和指導意義。

        參考文獻:

        [1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部,中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局GB50201-2014防洪標準[S].北京:中國計劃出版社,2014.

        [2]湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院.《寧鄉(xiāng)市城市防洪規(guī)劃》(修訂本)[R].寧鄉(xiāng),2018.

        [3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.SL44-2006水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社,2006

        作者簡介:

        胡家林(1985-),男,漢族,湖南長沙,本科,工程師,從事水利水電工程設(shè)計。

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