水利工程論文-佛山市九江基泵站排澇流量的確定.doc

水利工程論文-佛山市九江基泵站排澇流量的確定摘要：在佛山市建設(shè)廣東省第三大城市的過(guò)程中，水利作為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)必須要先行。地處珠江、西江河網(wǎng)交匯區(qū)的佛山市，必須大力建設(shè)排澇泵站，提高防澇減災(zāi)能力。筆者結(jié)合工程實(shí)例，提出如何確定城市排澇泵站的排澇流量，供大家參考。關(guān)鍵詞：泵站排澇流量確定1引言在佛山市建設(shè)廣東省第三大城市的過(guò)程中，隨著城市化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，特別是佛山新城區(qū)和全市10個(gè)工業(yè)園區(qū)的建設(shè)，必將導(dǎo)致原有的泵站排澇能力不足，因此，必須通過(guò)重建和新建排澇泵站，增加排澇流量，提高防澇減災(zāi)能力。筆者結(jié)合佛山市九江基泵站工程實(shí)例，提出如何確定城市排澇泵站的排澇流量，同時(shí)，論述廣東省現(xiàn)有排澇標(biāo)準(zhǔn)已不能滿足城市排澇要求，宜適當(dāng)提高。2工程概況佛山市禪城區(qū)九江基泵站為80年代初建成的排澇泵站，地處禪城區(qū)西部（以下簡(jiǎn)稱城西區(qū)），原設(shè)計(jì)排澇流量8.6m3/s，裝設(shè)3臺(tái)ZLB900軸流泵，按城市管網(wǎng)及河涌分布，分?jǐn)偟募昝娣e為8km2。城西區(qū)集雨面積28.90km2，現(xiàn)有泵站5座，設(shè)計(jì)排澇流量46.94m3/s。隨著城市化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，城西區(qū)相當(dāng)部分的農(nóng)田已開(kāi)發(fā)成新城區(qū)。城市下墊面變化使地表徑流加大，原有的農(nóng)田排澇標(biāo)準(zhǔn)已不適應(yīng)城市排澇的要求。據(jù)調(diào)查，在發(fā)生大暴雨時(shí)，部分低洼街區(qū)受淹水深曾達(dá)0.5m。城西區(qū)中原有的泵站急需技改、擴(kuò)建和重建。按照佛山市政府的安排，2003年對(duì)九江基泵站進(jìn)行重建。泵站的排澇流量如何確定，關(guān)鍵是確定泵站的排澇標(biāo)準(zhǔn)。3泵站排澇標(biāo)準(zhǔn)目前，廣東省水利廳的排澇標(biāo)準(zhǔn)，即為省水利廳粵水電總字19954號(hào)文中規(guī)定的治澇標(biāo)準(zhǔn)：治澇設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)按澇區(qū)十年一遇24小時(shí)暴雨所產(chǎn)生的逕流量，城鎮(zhèn)及菜地按一天排干設(shè)計(jì)；農(nóng)田按三天排干設(shè)計(jì)。佛山市建設(shè)局要求：當(dāng)區(qū)域內(nèi)發(fā)生一年一遇24小時(shí)時(shí)，區(qū)內(nèi)涌、涵水位在2.00m以下，即一年一遇不浸，發(fā)生十年一遇24小時(shí)時(shí)，允許局部低洼地短暫受淹。因此，泵站排澇標(biāo)準(zhǔn)需分別按上述標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算后再確定。4排澇流量計(jì)算4.1降雨資料及設(shè)計(jì)雨型根據(jù)氣象站的統(tǒng)計(jì)及河流規(guī)劃成果：該區(qū)域多年平均降雨為1625.4mm，最大降雨年2257mm（1961年），最小降雨年1076mm（1991年），最大24小時(shí)降雨量270.66mm，十年一遇24小時(shí)暴雨為190mm。根據(jù)氣象站的雨量記錄，按日雨量大于80mm的逐時(shí)降雨分配進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，選用典型年的日雨量分配，典型年以1975年5月11日的雨量(121.0mm)計(jì)算表明，最大1小時(shí)降雨69mm，最不利降雨集中于2小時(shí)內(nèi)，占87.9%。同時(shí)，根據(jù)佛山市暴雨公式可查算出一年一遇與十年一遇短歷時(shí)暴雨，并根據(jù)24小時(shí)雨量插補(bǔ)五年一遇短歷時(shí)暴雨，計(jì)算成果見(jiàn)表1。短歷時(shí)暴雨量計(jì)算成果表表1頻率短歷時(shí)暴雨（mm）24小時(shí)最大降雨量（mm）60min120min180min一年一遇51.465.073.4H24=128五年一遇67.290.2106.1H24=163十年一遇79.4109.6131.4H24=1904.2市政公式估算洪峰流量市政排水采用的降雨量是一年一遇暴雨短歷時(shí)的暴雨平均值。降雨資料分析表明，最不利降雨集中于2小時(shí)內(nèi)。根據(jù)現(xiàn)有城市排水管網(wǎng)規(guī)劃，九江基片的集雨面積約為8km2，綜合徑流系數(shù)取0.75。根據(jù)城市水文學(xué)公式可估算九江基片的最大雨水流量：（1）式中：Q雨水設(shè)計(jì)流量；徑流系數(shù)；q設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度；F匯流面積。根據(jù)公式（1），查佛山市暴雨公式圖表，可分別估算出各頻率的最大流量，計(jì)算成果見(jiàn)表2。2小時(shí)降雨最大流量表表2頻率一年一遇五年一遇十年一遇最大流量(m3/s)54.1875.1791.384.3排澇流量計(jì)算九江基片現(xiàn)有排水涵及渠系中，經(jīng)估算，在低水位與高水位之間的調(diào)蓄涌容約為16萬(wàn)m3。最長(zhǎng)的主河涌距九江基站約5km。我們假定將排水管網(wǎng)簡(jiǎn)化為一個(gè)大型調(diào)節(jié)水池，池內(nèi)水位大致持平（經(jīng)計(jì)算最大相差約0.20m），這種簡(jiǎn)化導(dǎo)致的誤差是可以接受的（本片區(qū)控制水位2.00m）。由于本區(qū)域無(wú)實(shí)測(cè)洪水過(guò)程線，亦無(wú)實(shí)測(cè)的匯流時(shí)間，因而按市政排水公式方法估算匯流時(shí)間。匯流時(shí)間由地面徑流時(shí)間和管段（暗涵、河涌）內(nèi)流水時(shí)間組成。經(jīng)計(jì)算，匯流時(shí)間約為1.5小時(shí)。由于最不利降雨集中于2小時(shí)內(nèi)，因此，從控制泵站投資規(guī)模考慮，泵站排水時(shí)間確定為3.5小時(shí)。泵站排水流量可按下式計(jì)算：(2)式中：Q排泵站排水流量，m3/s；W2小時(shí)澇區(qū)總來(lái)水，m3；V河涌調(diào)蓄容積，m3；t排水時(shí)間，小時(shí)。根據(jù)上式可分別計(jì)算各頻率短歷時(shí)降雨的排水流量，計(jì)算成果見(jiàn)表3。九江基片（8km2）2小時(shí)降雨排澇分析成果表表3頻率2小時(shí)雨量(mm)洪峰流量(m3/s)調(diào)蓄涌容(萬(wàn)m3)總來(lái)水量(萬(wàn)m3)排澇流量(m3/s)一年一遇65.054.181639.0018.25五年一遇90.275.171654.1230.30十年一遇109.691.381665.7639.50按省水利廳粵水電總字19954號(hào)文中規(guī)定的治澇標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算泵站排水流量，即澇區(qū)十年一遇24小時(shí)暴雨190mm排干設(shè)計(jì)，則：顯然，按省水利廳排澇標(biāo)準(zhǔn)低于短歷時(shí)降雨不受浸標(biāo)準(zhǔn)。5排澇標(biāo)準(zhǔn)的比較根據(jù)上述兩種排澇標(biāo)準(zhǔn)的排澇流量計(jì)算結(jié)果，初擬排澇流量，即省廳標(biāo)準(zhǔn)為14.5m3/s，短歷時(shí)排干標(biāo)準(zhǔn)為30.5m3/s，對(duì)九江基片（8km2）五年一遇2小時(shí)降雨3.5小時(shí)排澇的情況進(jìn)行比較分析，兩種排澇標(biāo)準(zhǔn)的排澇比較詳見(jiàn)表4。排澇比較表表4排澇標(biāo)準(zhǔn)五年一遇2小時(shí)降雨量(萬(wàn)m3)排澇流量(m3/s)3.5小時(shí)排水量(萬(wàn)m3)調(diào)蓄涌容(萬(wàn)m3)剩余水量(萬(wàn)m3)淹沒(méi)情況省廳標(biāo)準(zhǔn)54.1214.518.2716.019.85嚴(yán)重短歷時(shí)排干標(biāo)準(zhǔn)54.1230.538.4316.00沒(méi)有6排澇標(biāo)準(zhǔn)的選定綜合上述分析計(jì)算，結(jié)合城市發(fā)展對(duì)排澇提出的新要求，我們認(rèn)為九江基泵站按五年一遇2小時(shí)暴雨不受浸的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)比較適合，泵站排澇流量為30.5m3/s。此項(xiàng)計(jì)算成果已經(jīng)佛山市主管部門審批同意。目前，九江基泵站正進(jìn)行緊張施工，預(yù)計(jì)于2004年4月建成使用。7結(jié)語(yǔ)通過(guò)上述工程實(shí)例介紹，說(shuō)明隨著佛山市及珠三角城市化、城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，原有泵站的排澇能力已越來(lái)越滿足不了城市排澇的要求，急需擴(kuò)建、新建一批排澇泵站，以提高城市的排澇減災(zāi)能力。但是，在省水利廳沒(méi)頒布