寧鄉市幸福渠泵站排澇流量的確定

【摘要】設計排澇流量是確定治澇工程規模的重要參數。以湖南寧鄉幸福渠泵站為例，以降低幸福渠內水位，使農田澇水順利外排為目的。基于湖南省綜合經驗單位線法、同頻率放大法分別推求內外河設計洪水過程線;計算成果與實測數據較吻合。設計排澇流量取閉閘時內河流量，基于水位流量關系曲線及內外河設計洪水過程線，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計具有一定的參考價值。

【關鍵詞】內澇治理;排澇流量;設計洪水過程線;防洪標準

1、概述

工程位于寧鄉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，其中山丘區面積25.8km2，農田區面積為7.1km2。

項目區洪水由暴雨產生，幸福渠堤防現狀防洪標準低，堤防承受能力有限，且跨河橋涵多，阻水嚴重，洪水下泄困難，往往造成漫堤的現象，給兩岸防洪安全造成極大威脅。因外河洪水頂托，內河水位較高，農田澇水無法順利排出，加之洪水漫堤，致使內澇問題更加嚴重。幸福渠位于寧鄉市近郊，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，實現有效解決內澇的目的。

2、防洪標準

幸福渠兩岸為鄉村防護區，根據《防洪標準》（GB50201-2014）[1]，防護等級根據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《寧鄉市城市防洪規劃》（修訂本）[2]，外河溈水防洪標準為50年一遇。

3、設計洪水過程

溈水設計洪水過程利用實測洪水過程進行同頻率法進行推求[3]。通過調查寧鄉水文（三）站（位于項目區下游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，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，本次設計洪水利用石壩子雨量站（位于距項目區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，采用湖南省綜合經驗單位線法進行推求。

內外河洪水過程推求成果見表1和圖1。

根據圖1所示，溈水和幸福渠的設計洪水過程表現出：外河高水位時內河洪水過程已基本結束。

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

本泵站主要任務是排內河洪峰后的洪水。幸福渠位于寧鄉近郊，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。為保證在設計標準下幸福渠河口堤防不漫堤，本設計排澇流量取閉閘時內河的流量。

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

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

結論：

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

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

（2）以幸福渠河口堤防不漫堤作為控制條件，設計排澇流量取閉閘時內河的流量，基于溈水幸福渠河口水位流量關系曲線及內外河設計洪水過程線，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建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局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計研究總院.《寧鄉市城市防洪規劃》（修訂本）[R].寧鄉，2018.

[3]中華人民共和國住房和城鄉建設部.SL44-2006水利水電工程設計洪水計算規范[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計。