分析大泵站排澇規模及設計水位

□周剛平（深圳市廣匯源水利勘測設計有限公司）

分析大泵站排澇規模及設計水位

□周剛平（深圳市廣匯源水利勘測設計有限公司）

針對大泵站排澇規模及設計水文的分析，首先要掌握工程概況，明確工程的實施地點，當地的匯水情況和排澇流量，然后對大泵站的排澇規模，通過實際調查確定泵站匯水區域范圍、下墊面條件、堤圍滲漏情況、匯水渠道長度、過流斷面型式、坡降、糙率，最后論述設計水位的具體情況，其內容分為兩個方面，一是電排站設計外江特征水位、電排站設計內江特征水位，通過這兩個方面的內容，使水位設計更加全面且完善，為大泵站的排澇工程實施奠定較好的基礎。

大泵站；排澇規模；排澇設計水位

0　引言

在經濟社會的不斷發展中，中國人口不斷增加，促使土地的使用越發緊張，很多地區的水文地質條件受到改變，相關水文設施要進行大規模的改造。在相關設計中，降雨的強度和時間，也受到了影響。為了增加地區的泵站的安全性能，需要對排水系統進行合理的設計，分析其排澇能力，更好的確定該區域排澇需要的規模以及水位的具體情況，減低當地發生洪澇災害的幾率。

1　工程概況

本次新建的苑塘電排站位于龍田鎮苑塘河河口處，地處興寧市龍田鎮苑塘村，主要承擔排除龍田鎮矮車壩、下村羅屋、永盛圍、王屋等諸多自然村和房屋、耕地的澇水任務，澇區匯水面積9.14 k㎡。針對該地的泵站排澇規模和水位進行分析，要結合萬分之一地形圖、業主的介紹以及設計人員現場踏勘走訪了解，確定苑塘電排站的匯水面積東至排水溝，西至苑塘村與崇安圍之間的村道，北至石壁河，南至苑塘河右堤外，掌握總匯水面積約為9.14 k㎡。具體內容如表1所示。

表1　匯水面積內各地類統計表

工作人員根據曲塘堤段進行的滲流穩定計算成果顯示，寧江左岸堤防在內澇區范圍內堤段每延米滲流量為0.37m3/d，但開率為理想土料通過標準碾壓后的滲流計算成果，為安全考慮滲流量按照1.85 m3/d（擴大5倍）進行計算，合計該段堤防總長為5120 m，因此合計滲流量為0.11 m3/s（1894.40 m3/d）；另外涵閘等滲流量按照0.10 m3/s；合計兩項滲流量為0.21 m3/s。因此本次設計采用平均排除法的計算成果作為本次設計的排澇設計流量：Qp=12.82 m3/s，其排澇流量設計，如表2所示。

表2　苑塘電排站設計排澇流量計算表

2　大泵站排澇規模

2.1模型構建

在大泵站的排澇規模規劃中，首先要明確排澇系統，其主要是由濕地、河道、匯水渠道以及排澇泵站組成。這個過程中，工作人員要合理選取泵站站址、合理布置匯水渠道（或管網）。然后分析河網的作用，在河渠底部和岸邊，河道會影響水流的速度與阻力，工作人員要做好記錄。最后是整合這些內容，使排澇系統更加合理。

2.2河道初始水位

工作人員要充分利用現代氣象預報的時效性和準確性，還要收集三防、水文站外江水位變化情況，綜合分析后合理確定外江特征水位，在設計當中，要重點參考運行效果和實際內外江水位變化情況，減小排澇泵站的裝機容量，加強防洪的能力。

在渠道的整個調節中，工作人員要合理利用初始水位與高水位之間的容積，然后利用時間換取空間的方法，調用更多經濟便捷的調蓄空間。在模型設計中，工作人員要把握多種影響因素，能夠計算不同水位下的最高水位，降低突發情況產生的影響。

2.3排澇泵站

在排澇泵站的設計規劃中，工作人員要將河道中的水提升到外江，促使排澇泵站的位置更加合理。這個過程需要考慮抽排水流可能帶來的影響，分析內流的流態影響。在泵站排澇當中，要降低局部涌水的形成，掌握河道過流能力的最合理數值。根據《興寧市曲塘堤加固工程初步設計》，河道水位流量關系曲線如表3所示：其中頻率為P=2%、P=3.33%、P=10%及多年平均洪峰流量及施工洪水水位均通過水力學公式計算該斷面的水位流量關系進行推算所得，并與已有水位信息進行比對校正。

表3　河道水位流量關系表

3　泵站設計水位擬定

工作人員需要通過對所收集的水文基礎資料進行分析，依據規范要求，合理確定內外江特征水位。

3.1電排站設計外水位

電排站的設計外水位，主要是防洪水位、設計運行水位、最高運行水位和最低運行水位等，其中防洪水位，主要是電排站所處堤段相應的堤防設計防洪水位，本次工程中，防洪標準得到重視，然后結合實際情況，進行防洪水位設計。

工作人員要在大泵站附近，勘測并記錄水文資料，然后計算洪水位適宜采用的推水面線的方法，通過這種方式，選取合理的代表站點。在不同的水位中，沿程個斷面的流量，要結合水位站的設計范圍，進行求值。例如在下游的流量控制中，要針對設計水位進行合理的分析，并經過多次核算，進行確認。整個過程，需要參考當地的水位設計與制定條例，利用基本的勘測點，推算出河段的綜合糙率，將此作為水面線的初始糙率值，然后對河床質構成進行合理的調整。

設計外江水位的特征水位，需要結合電排站水位變化，然后在外江排水期水位變化范圍內，工作人員要分析不同區域的水位情況，在上游掌握水位變化，在下游部分區域，分析并計算大泵站的外河水位特征［4］。在本次水位設計中，要分析記錄最高3日平均水位、最高水位和最低水位，并對各設計代表站最高3日平均水位與最高水位進行頻率分析計算，通過這種方式確定設計代表站的排水期各特征水位。

3.2電排站設計內水位

工作人員在進行電排站設計內水位的設計中，需要明確最高水位、最高運行水位、設計運行水位和最低運行水位等，通過這種方式，更好的掌握水位的變化，使排澇更加合理。在最高水位的設計中，其主要是指多年難遇的暴雨產生的個部徑流，在泵站無法進行妥善處理的情況下，產生的內澇最高水位，這個數據具有較好的參考價值，然后明確泵站的排澇規模設計。在最高運行水位中，主要是應用調蓄區正常蓄水位，對大泵站的站前水位進行計算，這個數值是泵站能夠得到的最大數值，運行最大功率，反映了泵站的實際情況。設計水位主要是采用調蓄區正常蓄水位與最低蓄水位的平均值，然后推算到站前的水位。通過這種方式，工作人員可以全面了解泵站的排澇情況。最后最低運行水位，是調蓄區最低蓄水位，推算到站前的水位。部分情況下，會出現平均水位，這個數值主要取設計運行水位相同的水位，從而保證大泵站得到較好的設計。

4　結語

大泵站內河網密布，水系容易受到人工的影響，在排澇規模的設計中，需要掌握具體的情況。設計運行中，要重點參考運行效果和水位情況，在泵站排澇運行中，要降低局部涌水的形成，掌握河道過流能力的最合理數值。可以充分利用調蓄區規模、合理布置站點，減小排澇泵站的裝機容量，加強防洪的能力。工作人員要在泵站附近，勘測并記錄水文資料，然后計算洪水位適宜采用的推水面線的方法，通過這種方式，選取合理的代表站點。整個過程，工作人員在進行電排站設計內外水位的設計中，需要明確最高水位、最高運行水位、設計運行水位和最低運行水位等，通過這種方式，更好的掌握水位的變化，使排澇更加合理。

［1］劉博靜，楊敏，宋小艷，申若竹.排澇泵站群規模和運行對圍填海區域環形河網排水影響研究［J］.水資源與水工程學報，2014，01：18-21.

［2］付艷杰.流湖大泵站排澇規模及設計水位擬定［J］.陜西水利，2014，02：122-124.

［3］劉博靜，楊敏，李會平.環形河網排澇泵站規模規劃設計研究［J］.南水北調與水利科技，2014，02：50-53.

［4］羅雷，廖小紅，黎昔春.洞庭湖區城西垸排澇泵站出水池設計運行水位確定方法商榷［J］.中國農村水利水電，2014，08：189 -192.

（責任編輯：張進平）

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1673-8853（2016）07-0148-02

周剛平（1983-），男，本科，工程師，水工結構。

2016-05-11