寧鄉(xiāng)市幸福渠泵站排澇流量的確定

【摘要】設(shè)計排澇流量是確定治澇工程規(guī)模的重要參數(shù)。以湖南寧鄉(xiāng)幸福渠泵站為例，以降低幸福渠內(nèi)水位，使農(nóng)田澇水順利外排為目的?；诤鲜【C合經(jīng)驗單位線法、同頻率放大法分別推求內(nèi)外河設(shè)計洪水過程線;計算成果與實測數(shù)據(jù)較吻合。設(shè)計排澇流量取閉閘時內(nèi)河流量，基于水位流量關(guān)系曲線及內(nèi)外河設(shè)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(shè)計具有一定的參考價值。

【關(guān)鍵詞】內(nèi)澇治理;排澇流量;設(shè)計洪水過程線;防洪標(biāo)準(zhǔn)

1、概述

工程位于寧鄉(xiāng)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(qū)面積25.8km2，農(nóng)田區(qū)面積為7.1km2。

項目區(qū)洪水由暴雨產(chǎn)生，幸福渠堤防現(xiàn)狀防洪標(biāo)準(zhǔn)低，堤防承受能力有限，且跨河橋涵多，阻水嚴(yán)重，洪水下泄困難，往往造成漫堤的現(xiàn)象，給兩岸防洪安全造成極大威脅。因外河洪水頂托，內(nèi)河水位較高，農(nóng)田澇水無法順利排出，加之洪水漫堤，致使內(nèi)澇問題更加嚴(yán)重。幸福渠位于寧鄉(xiāng)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(xiàn)有效解決內(nèi)澇的目的。

2、防洪標(biāo)準(zhǔn)

幸福渠兩岸為鄉(xiāng)村防護(hù)區(qū)，根據(jù)《防洪標(biāo)準(zhǔn)》（GB50201-2014）[1]，防護(hù)等級根據(jù)人口或耕地面積確定。幸福渠的防洪標(biāo)準(zhǔn)確定為10年一遇。根據(jù)《寧鄉(xiāng)市城市防洪規(guī)劃》（修訂本）[2]，外河溈水防洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇。

3、設(shè)計洪水過程

溈水設(shè)計洪水過程利用實測洪水過程進(jìn)行同頻率法進(jìn)行推求[3]。通過調(diào)查寧鄉(xiāng)水文（三）站（位于項目區(qū)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(shù)，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(shè)計洪水利用石壩子雨量站（位于距項目區(qū)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(jīng)驗單位線法進(jìn)行推求。

內(nèi)外河洪水過程推求成果見表1和圖1。

根據(jù)圖1所示，溈水和幸福渠的設(shè)計洪水過程表現(xiàn)出：外河高水位時內(nèi)河洪水過程已基本結(jié)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(jié)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(wù)是排內(nèi)河洪峰后的洪水。幸福渠位于寧鄉(xiāng)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(shè)計標(biāo)準(zhǔn)下幸福渠河口堤防不漫堤，本設(shè)計排澇流量取閉閘時內(nèi)河的流量。

設(shè)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(nèi)河的流量作為設(shè)計排澇流量。具體為：根據(jù)河口外河水位流量關(guān)系可求得閉閘水位相應(yīng)的外河流量，由內(nèi)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(nèi)河流量。溈水幸福渠河口處水位流量關(guān)系如表2。

現(xiàn)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(yīng)流量為1066m3/s，根據(jù)表1，選取泵站的排澇流量為15.1m3/s，此時滿足排澇要求。

結(jié)論：

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

（1）選定內(nèi)、外河防洪標(biāo)準(zhǔn)，基于同頻率放大法、湖南省綜合經(jīng)驗單位線法分別推求外河、內(nèi)河設(shè)計洪水過程線;計算成果與2017年7·1洪水實測數(shù)據(jù)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(shè)計排澇流量取閉閘時內(nèi)河的流量，基于溈水幸福渠河口水位流量關(guān)系曲線及內(nèi)外河設(shè)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(shè)計具有一定的參考價值和指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局GB50201-2014防洪標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國計劃出版社，2014.

[2]湖南省水利水電勘測設(shè)計研究總院.《寧鄉(xiāng)市城市防洪規(guī)劃》（修訂本）[R].寧鄉(xiāng)，2018.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.SL44-2006水利水電工程設(shè)計洪水計算規(guī)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(shè)計。