東部提水灌區渠首泵站進水池特征水位推求

邢 爽

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱 150080)

1 工程概況

東部提水灌區位于通河縣中部，松花江左岸，毗鄰通河縣城東部，由原依山灌區擴建而成，灌區范圍南起松花江左岸灘地，北至山腳處120m等高線，西起通河縣城東的太平崗，東至西北河，總面積3.04×104hm2，耕地面積2.58×104hm2，設計灌溉面積2.26×104hm2，其中，原依山泵站設計流量7.15m3/s，設計灌溉面積4000hm2；新建東部提水泵站設計灌溉面積1.86×104hm2。提水泵站設計流量為24.51m3/s，加大流量29.41m3/s，最小流量9.89m3/s。渠首泵站提松花江水經一級輸水渡槽、一級輸水明渠、二級提水泵站、二級輸水渡槽等工程輸水至灌區各干渠為灌區供水。本次主要討論泵站進水池特征水位推求[1]。

2 泵站進水池特征水位推求

泵站的特征水位有4個，即進水池的防洪水位、最高運行水位、設計水位、最低運行水位。

2.1 外江洪水位及最高運行水位

本次設計泵站的外江洪水校核標準為100a一遇洪水，因此，泵站的洪水位采用100a一遇洪水位，并直接采用2008年由國務院批復的《松花江流域防洪規劃》成果。

本次泵站最高運行水位，根據《泵站設計規范》(GB50265-2010)要求，取5-10a一遇洪水日平均水位。本次采用5a一遇洪水日平均水位。最高運行水位直接采用2008年由國務院批復的《松花江流域防洪規劃》成果。

工程所在江段《松花江流域防洪規劃》水面線成果見表1。

提水泵站斷面外江洪水位及最高運行水位由各松花江干流斷面洪水位內插推求。水文站及泵站斷面防洪水位及最高運行水位成果見表2。

表1 工程所在江段設計水面線成果表 m

續表1 工程所在江段設計水面線成果表 m

表2 外江洪水位及最高運行水位成果表 m

2.2 設計水位

根據《泵站設計規范》(GBT50265-2010)，灌溉泵站設計水位應按歷年灌溉期水源保證率為80%的日平均水位進行排頻推求，由于泵站附近沒有水文測站，故本次按上述統計的各水文站灌溉期(5月-8月)日平均流量排頻成果，根據泵站規模取P=80%保證率的設計流量，據此按水面線方法推求外江設計水位。根據統計的依蘭水文站和通河水文站灌溉期(5月-8月)日平均流量資料進行頻率分析，采用經驗頻率計算得到單站設計流量，按各站實測H-Q曲線的低水部分查取外江設計水位。按水面線方法推求提水泵站所在位置設計水位，成果見表3[2]。

2.3 最低運行水位

根據《泵站設計規范》(GBT50265-2010)，灌溉泵站設計水位應按歷年灌溉期水源保證率為97%的日最低水位進行排頻推求，由于泵站附近沒有水文測站，根據統計的依蘭水文站和通河水文站灌溉期(5月-8月)最小日平均流量資料進行頻率分析，采用PⅢ型理論曲線，按矩法初估統計參數，適線確定CV值。按各站實測低水H-Q曲線查取最低運行水位。按水面線方法推求提水泵站所在位置最低運行水位，成果見表4[3]。

表3 設計水位成果表 m

表4 最低運行水位成果表 m

為了驗證水面線法的精確度，采用比降法進行比較。根據通河水文站和依蘭水文站同期實測枯水期外江水位成果，推求工程所在江段枯水期水面比降。兩站水位平均相差10.12m，枯水期水位平均相差10.25m，最大相差12.29m。按此比降將通河水文站各設計頻率水位退求至泵站處。成果見表5。

表5 泵站設計水位成果表 m

將本次將按水面線推求方法求得的設計水位，與比降法推求的泵站設計成果進行比較，成果見表6。

表6 外江設計水位成果比較表 m

從表6中可以看出，采用水面線推求的方法與比降法成果相比較，日最小97%水位相差0.02m，出于工程安全有利角度，推薦采用水面線法成果。

3 結 論

本次泵站工程位置下游約77km處為擬建的松花江干流依蘭航電樞紐工程，根據黑龍江省水利水電勘測設計研究院于2009年編制完成的《松花江干流依蘭航電樞紐工程工程可行性研究報告》，依蘭航電樞紐建成后將在壩前產生一定的壅水，根據依蘭航電樞紐回水計算分析，其洪水期回水對本次泵站設計基本無影響，但其常遇流量對泵站影響相對較大。考慮到依蘭航電樞紐目前仍處在工程設計階段，工程具體實施時間尚未確定，因此建議泵站設計的各特征水位仍采用本次設計成果。

通河東部灌區提水泵站進水池設計洪水位為105.74m(P=1%)，最高運行水位為103.48m(P=20%)。設計水位為99.27m(P=80%)，最低運行水位為98.47m(P=97%)。