高新園區(qū)石坎子村塘壩工程水利計(jì)算分析

【摘要】為解決高新園區(qū)石坎子村果園灌溉需求，并提高農(nóng)民生活的水平，新建水源塘壩工程。本文調(diào)查統(tǒng)計(jì)了該壩址的水文和氣象資料，并對(duì)高新園區(qū)石坎子村塘壩工程的水文和水利計(jì)算進(jìn)行了分析，確定了該工程的各項(xiàng)水利指標(biāo)，為工程建設(shè)提供了前期設(shè)計(jì)依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】塘壩工程；水文計(jì)算；水利計(jì)算

1、工程概況

高新園區(qū)石坎子村是以果樹(shù)種植為主的鄉(xiāng)村，為滿足下游果樹(shù)灌溉要求，促進(jìn)綠色生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，決定新建塘壩工程。該項(xiàng)目實(shí)施后可提高農(nóng)民生活的水平，進(jìn)一步促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展。

2、水文氣象

2.1 流域特征

該工程位于大連高新園區(qū)龍頭街道大石坎子村。本工程以上流域面積為0.94km2，河道長(zhǎng)度1.485km，河道平均比降114.89‰。

2.2 氣候氣象

流域地處北半球中緯度地帶，屬亞熱帶海洋性的大陸季風(fēng)性氣候，降雨量多集中在7～9月，多年平均降水量600mm。多年平均年最大風(fēng)速22.78m/s。

3、洪水計(jì)算

3.1 洪水特性

本流域的洪水均為暴雨形成。洪水除具有暴雨的一般特性外，洪水匯流時(shí)間短，峰高量小。

3.2 洪水

本流域無(wú)水文資料，設(shè)計(jì)采用1998年遼寧省水文水資源勘測(cè)局編制的《遼寧省中小河流（無(wú)資料地區(qū)）設(shè)計(jì)暴雨洪水計(jì)算方法》中集水面積小于300km2設(shè)計(jì)洪水計(jì)算方法計(jì)算洪水。

流域范圍屬遼寧省水文分區(qū)的IV區(qū)，設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 設(shè)計(jì)暴雨參數(shù)

P1均=37mmCv1=0.52Cs=3.5Cv

P10均=15mmCv10=0.5Cs=3.5Cv

計(jì)算匯流時(shí)間公式為：

其中：L為河道長(zhǎng)度；J為河道平均坡度；x、y為地區(qū)參數(shù)，查附表3-1為0.78、0.71。

得到匯流時(shí)間，故由附圖1-12，查點(diǎn)面折減系數(shù)，由此計(jì)算：

根據(jù)P10P面/P1P面，查附表1-2，得到，由此計(jì)算τ歷時(shí)設(shè)計(jì)面雨量及面暴雨強(qiáng)度ip：

4、水利計(jì)算

4.1 死水位計(jì)算

式中：G為多年平均懸移質(zhì)年輸沙量； T為設(shè)計(jì)淤積年限；r為泥沙容重；E為推移質(zhì)占懸移質(zhì)的比重。

計(jì)算得墊底庫(kù)容為0.35萬(wàn)m3，查水位～庫(kù)容～面積曲線，死水位為126.24m。

4.2 興利庫(kù)容計(jì)算

4.2.1來(lái)水量

根據(jù)《遼寧省水資源》，由多年平均年徑流深等值線圖，查得流域多年平均年徑流深為150mm；由徑流系數(shù)等值線圖查得徑流系數(shù)為0.30，年徑流變差系數(shù)Cv=0.7，偏差系數(shù)Cs=2Cv，查皮爾遜III型曲線的模比系數(shù)值表得Kp=0.49。

計(jì)算多年平均來(lái)水量14.1萬(wàn)m3；75%保證率來(lái)水量為6.91萬(wàn)m3。

4.2.2用水量

塘壩主要為農(nóng)業(yè)灌溉供水，目前主要灌溉大櫻桃和其他果樹(shù)，灌溉定額為100m3/畝，大櫻桃灌溉面積375畝，其他果樹(shù)灌溉面積為200畝，年需水量為2萬(wàn)m3。

4.2.3損失水量

損失水量為蒸發(fā)損失和滲漏損失之和，流域內(nèi)無(wú)實(shí)測(cè)蒸發(fā)資料。

經(jīng)計(jì)算，損失水量按12個(gè)月平均分配為970 m3。

4.2.4水利調(diào)節(jié)

通過(guò)調(diào)節(jié)計(jì)算，75%來(lái)水情況下要滿足灌溉要求，塘壩興利庫(kù)容需達(dá)到3.24萬(wàn)m3。

4.3 正常蓄水位確定

塘壩正常庫(kù)容為死庫(kù)容與興利庫(kù)容之和，3.59萬(wàn)m3，對(duì)應(yīng)正常高水位為130.00m，又根據(jù)業(yè)主意見(jiàn)，考慮景觀水面要求，最終正常蓄水位取為131.00m，高于灌溉要求的水位，滿足要求。

4.4 洪水調(diào)節(jié)與防洪特征水位復(fù)核

本塘壩工程為開(kāi)敞式溢洪道，按寬頂堰進(jìn)行調(diào)洪，調(diào)洪起調(diào)水位即溢洪道壩頂高程131.00m，自由出流。經(jīng)調(diào)洪計(jì)算可知，每?jī)蓚€(gè)相鄰寬度之間同頻率水位相差不大，僅為20多cm，根據(jù)已建工程的經(jīng)驗(yàn)，本次選定溢洪道寬度為7.0m。

設(shè)計(jì)洪水位：設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為10年一遇洪水，為132.34m，相應(yīng)庫(kù)容為7.34萬(wàn)m3。

校核洪水位：校核標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水，為132.66m，相應(yīng)庫(kù)容為7.92萬(wàn)m3。

5、結(jié)語(yǔ)

本文利用新建塘壩工程所在地的水文資料，進(jìn)行了水文及水利計(jì)算，并進(jìn)行了校核，確定了塘壩工程的各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，確保塘壩安全穩(wěn)定并滿足使用需求。工程建成后，將提高水源的蓄水能力，增加興利庫(kù)容，使其發(fā)揮更大的效益，滿足下游果樹(shù)灌溉要求，同時(shí)形成水面，改善水域生態(tài)，美化當(dāng)?shù)丨h(huán)境，促進(jìn)綠色生態(tài)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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