綏濱泵站更新改造工程規(guī)模復核過程全分析

周瑞瑤

(鶴崗市水務局，黑龍江鶴崗 154101)

綏濱泵站更新改造工程規(guī)模復核過程全分析

周瑞瑤

(鶴崗市水務局，黑龍江鶴崗 154101)

通過綏濱泵站更新改造工程建設，分析灌溉泵站和排水泵站的規(guī)模復核計算過程，從而確定工程建設規(guī)模與主要建設目標。

綏濱泵站;規(guī)模復核;灌溉制度;排水模數(shù);設計暴雨;排水流量

1 工程概況

綏濱縣地處黑龍江省東北部松花江下游與黑龍江交匯的三角地帶，三面環(huán)水，中間綠洲。北以黑龍江主航道為界與俄羅斯隔江相望，東、南依松花江與同江市、富錦市帶水相連，西與蘿北縣接壤。全縣總面積3 335 km2。綏濱縣境內(nèi)無山、無丘陵，地勢低平，河溝縱橫，多灘地、多沼澤地、多泡塘。

綏濱縣綏濱泵站始建于20世紀70～80年代，目前工程機電設備老化失修嚴重，電機、水泵超齡運行，帶病作業(yè)，加之1998年有部分泵站被洪水淹沒，容易發(fā)生重大事故，事故一旦發(fā)生后果十分嚴重。因此綏濱縣綏濱泵站更新改造工程對綏濱縣農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展起到了舉足輕重的作用。綏濱縣綏濱泵站共有7座泵站組成，聯(lián)合發(fā)揮效益。分布在綏濱縣松花江左岸灘地的灌澇區(qū)內(nèi)，包括灌溉站3座，排水站4座，灌溉站為敖來灌溉站、興安灌溉站和永興灌溉站;排水站為蜿蜒河排水站、鳳鳴排水站、東升排水站和敖來河排水站。現(xiàn)狀總裝機功率4 220 kW，總流量51.05 m3/s，灌溉總面積1 733.2 hm2，總排水面積7.6萬hm2。

2 灌溉泵站規(guī)模復核

2.1 灌溉制度

采用時歷年法確定歷年灌溉制度，根據(jù)灌溉定額的頻率分析選出2～3個符合設計保證率的年份，以其中灌水分配過程不利的1 a為典型年，以該年的灌溉制度作為設計灌溉制度。

泡田定額為m1=87.4(m3/666.7 m2)。

生育期定額m2=293.5(m3/666.7 m2)

則凈灌溉定額M=m1+m2=380.9 m3/666.7 m2。

2.2 灌水率

灌水率是指單位面積上所需灌溉的凈灌溉流量q凈，通常又稱灌水模數(shù)，初步確定該工程灌水率為0.61m3/s/104×666.7 m2。

根據(jù)設計灌水率及有效綜合利用系數(shù)，由斗渠逐級向上推求流量及水位，確定灌溉泵站流量。見表1。

表1 灌溉泵站流量表

3 排水泵站規(guī)模復核

3.1 排水模數(shù)

本次主要依據(jù)《三江平原水利綜合規(guī)劃總報告》，分析計算了旱田排水模數(shù)和水田排水模數(shù)。

3.1.1 旱田排水模數(shù)

根據(jù)《灌溉與排水工程設計規(guī)范》(GB 50288-99)中的有關規(guī)定，結合黑龍江省三江平原地區(qū)的實際情況，考慮作物耐淹歷時，旱田排水模數(shù)計算，采用一日暴雨兩日排出。旱田排水模數(shù)計算公式為：

式中：Qp為旱田排水模數(shù)，m3/s/km2;R為設計徑流深，mm;t為排澇歷時，取2 d。

設計暴雨根據(jù)本次選擇的典型雨量站(1956～2000年)歷年5月1日～10月30日實測降雨量資料，逐日計算一日雨量加前期影響雨量Pa值，統(tǒng)計各站逐年最大一日暴雨加前期影響雨量之和，進行頻率計算，取Cs=2.0Cv。根據(jù)48個代表站設計P1+Pa成果，繪制5 a一遇(P1+Pa)m等值線圖。三江平原地區(qū)六大分區(qū)P1+Pa設計值，根據(jù)所在地理位置按等值線圖查得，凈雨深采用我省東部地區(qū)不同土壤的降雨徑流關系(P1+Pa～R)查算，P1+Pa～R關系曲線，然后根據(jù)排模計算公式計算設計排模。為了便于應用且避免不同頻率等值線出現(xiàn)交叉矛盾，本次只繪制了5 a一遇(P1+Pa)m等值線圖，以此為基礎給出10 a一遇、3 a一遇的換算系數(shù)，經(jīng)統(tǒng)計分析后采用k10%/k20%為 1.13，k33.3%/k20%為0.89。

表2 旱田排水模數(shù)計算成果表

3.1.2 水田排水模數(shù)

水田排水模數(shù)計算公式如下：

式中：qw為水田設計排水模數(shù)，m3/s/km2;P3為設計3 d暴雨，mm;h為水田滯蓄水深，取20 mm;e為田間蒸發(fā)損失，按試驗站資料取4.29 mm/d;t為排出歷時，取4 d;d為田間滲漏損失，按試驗站資料黏土取2.72 mm/d，黏壤土取3.59 mm/d，壤土取4.45 mm/d。

根據(jù)各雨量站1956～2000年歷年水稻生育期(6月～9月3日)逐日降雨資料，按連續(xù)3 d最大暴雨選樣，采用P-Ⅲ型理論頻率曲線適線，計算各單站設計3 d暴雨。

根據(jù)三江平原地區(qū)48個代表站3 d設計暴雨成果，繪制5 a一遇3 d暴雨等值線圖。三江平原地區(qū)六大分區(qū)3 d暴雨設計值，根據(jù)所在地理位置按等值線圖查得，水田排水模數(shù)計算采用3 d暴雨4 d排出，田間蒸騰與滲漏損失借用鄰近灌區(qū)試驗站資料分析選用，各單站3 d暴雨設計值及排水模數(shù)成果。蘿北地區(qū)3 d暴雨設計值及排水模數(shù)見表3。

依據(jù)5 a一遇3 d暴雨等值線圖，給出10 a一遇、3 a一遇的換算系數(shù)，經(jīng)統(tǒng)計分析后采用k10%/k20%為1.21，k33.3%/k20%為0.83。

表3 水田排水模數(shù)計算成果表

3.2 排水流量

在現(xiàn)狀排澇分區(qū)的基礎上，按照高水高排、低水低排、分片排水，相機自排等原則，根據(jù)排水區(qū)內(nèi)各種土地利用組成，考慮排水溝道的調(diào)蓄作用和洪水的遲緩系數(shù)，合理確定抽排規(guī)模。各排水泵站流量見表4。

表4 排水泵站流量表

綏濱縣綏濱泵站更新改造前設計流量51.05 m3/s，更新改造后設計流量115.77 m3/s，本期更新改造設計流量92.39 m3/s。由于蜿蜒河澇區(qū)現(xiàn)狀治澇工程標準低，工程不配套，影響蜿蜒河泵站的發(fā)揮，此次僅對現(xiàn)有泵站進行更新改造，擇期新建泵站1座。綏濱縣綏濱泵站更新改造規(guī)模對照詳表5。

表5 綏濱縣綏濱泵站更新改造規(guī)模對照表

通過黑龍江省大型泵站更新改造或拆除重建工程建設規(guī)模復核的分析，可確定項目實施改造的目標及規(guī)模。項目實施后可以極大的改善灌區(qū)灌溉條件和排水區(qū)排水條件，擴大灌區(qū)面積，提高灌區(qū)糧食的產(chǎn)量和灌溉保證率，有效的減少排水區(qū)澇災的發(fā)生，改善當?shù)丨h(huán)境，促進社會穩(wěn)定和新農(nóng)村的建設，對我省經(jīng)濟的發(fā)展將起到良好的推動作用，有利于我省商品糧基地的建設。

［1］黑龍江省水利水電勘測設計研究院.黑龍江省綏濱縣綏濱泵站更新改造工程可行性研究報告［R］.哈爾濱：黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2009.

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泵站更新改造工程中灌溉泵站和排水泵站的規(guī)模復核計算分析過程，確定了工程建設規(guī)模與主要建設目標，下面就綏濱泵站更新改造工程規(guī)模復核的過程進行分析。

1007-7596(2011)05-0042-02

2010-12-30

周瑞瑤(1978-)，女，黑龍江鶴崗人，工程師;趙桂芳(1974-)，女，黑龍江鶴崗人，工程師。