水利排涝与市政排水重现期的转换关系论文_赵大鹏

天津市排水管理处第一排水管理所 天津市 300020

摘要:现当今,随着我国经济的快速发展,水利工程也发展的十分迅速。水利工程的发展不仅带动了我国经济的发展,在一定程度上还保障了人们的财产安全。水利工程中水利排涝工程是施工的重点,而水利排涝设施又是水利排涝工程的要点,

关键词:水利排涝;市政排水重现期;转换关系

引言

众所周知,水是生命之源,人类的生存离不开水资源的供给。在水利工程建设的内容中,河道起着运输、发电、农业灌溉等多个方面的作用。其中,排涝引水的内容对于以上几个方面具有极大的影响,如果处理不当,还会对人民群众的生产生活造成极大的危害,所以,对河道排涝引水内容进行整治是一项势在必行的内容。本着“以人为本,生态优先”的设计理念,河道排涝引水的整治人员要突出人与自然的和谐性,这样一方面能保障生态的平衡发展,另一方面还可以使周围居民的生活更贴近自然。

1洪涝水流量的计算方式

1.1水利排涝的计算方式

水利排涝的计算一般需要应用多种方法,在进行系统化的综合分析之后确定洪水高峰流量以及洪水发展的过程线。水利排涝计算所应用的方法有很多,包括了公式推理法、经验公式法、综合分析法等,具体分析如下所示:(1)该市综合单位线法。该城市的综合单位线法是在原有纳希瞬时单位线方法的基础上发展起来的,并充分吸收、借鉴国内外经验总结出来的一种能够体现地方洪涝水量情况的综合单位线法。具体的产流分析应用的是初损后的算法,汇流分析应用的是线性系统识别最小二乘法来对危险进行解算,最后综合分析得到以无因次单位线表达的经验线型,具体的计算公式表现如(1)所示:在公式中,ui代表h是无因次单位线的横坐标,xi代表h是无因次单位线的纵坐标。qi、tp分别代表的是时间段单位线的横纵坐标,纵坐标的单位是m3、/(sxmm),横坐标的单位是h。Tp是单位线上涨的时候所经历的时间(h),代表1mm的径流深度的水量(W=F/3.6,F代表的是集水面积),Δt时段内单位线的包围面积W=ΣqixΔt(104m3)。(2)推理公式法。相关的推理公式表示如(2)所示。在公式(2)中,Qm代表的是设计洪峰流量,F代表的是集雨面积,Sp代表的是暴雨设计的雨力,np代表的是暴雨的递减指数,f代表的是平均损率,τ代表的是汇流经历的时间,m代表的是汇流的参数。这些数值的取得一般从工程集水区域特征参数暴雨图集中汇流参数图上获取。

1.2市政排水

城市排水主要针对城市小排水系统,目标是排除雨水管渠汇水范围内的雨水。依据《室外排水设计规范》,雨水设计流量根据设计暴雨强度进行计算。设计暴雨强度计算公式如下:

式中:q为设计暴雨强度(L/(s·hm2));P为设计暴雨重现期(年);t为设计暴雨历时(min);A1为雨力参数,海口市地区为14mm;C为无量纲参数,海口市地区为0.4;b为历时附加参数,海口市地区为9min;n为暴雨衰减指数,无量纲,海口市地区为0.65。雨水设计流量按公式(6)计算。

2水利排涝与市政排水重现期之间的对应关系

2.1暴雨雨峰比较

由于水利排涝设计暴雨过程不能计算得出逐分的暴雨时程分配,故对市政排水设计暴雨过程线进行处理,对历时为180min的暴雨过程线,以每30min历时累加其雨量,与水利设计暴雨过程线进行雨峰对比,结果见图1-2。

2.2城市排水与排涝设计暴雨重现期衔接关系分析思路

文章在对A城市雨量站将近20年降雨资料收集分析整理的基础上,按照规定好的思路和方法来确定排水与排涝设计暴雨重现期衔接对应关系。如果排水的合计阶段是一小时的时间,根据一定的排水数量和排水标准要求能够计算出在一个小时以内设计的雨量值X1p,其中p代表的是重现期,根据排水设计的相关要求,在一天范围内的一小时以内实际降雨量不能超过设定的降雨量,在这种情况下管道内部的雨水才能完整地流入到相关的河道中。在经过相关的设计统计之后可以发现在满足了以上几种降雨要求之后,可以在此基础上分析在这场降雨场次一天范围内各个时间段最大雨量,尤其是三小时、六小时、十二小时、二十四小时的重现期。其中,一小时以内的排水设计分析步骤表现如下:第一,假定取排水的设计时段是一小时,分别设定1年、2年、3年、5年或者10年的重现期,那么1h设计雨量为X1p(p=1、2、3、4、5、6、7、8、9、10)。第二,选定处20年逐年实际测量资料中一小时以内最大降雨量小于X1p的第n次降雨过程,在第n次降雨的过程中分别统计出三小时、六小时、十二小时、二十四小时的最大降雨量,根据上表的信息分析其重现期。

(a)排水2年一遇与水利5、10年一遇

(b)排水3年一遇与水利5、10年一遇

(c)排水5年一遇与水利20、30年一遇

(d)排水10年一遇与水利20、30年一遇

图1-2 市政排水与水利排涝设计暴雨雨峰衔接对比图

图3 A城市水利排涝与市政排水重现期转换关系

3水利排涝施工工程的技术要点

3.1选取合理的水利排涝标准

在发生内涝灾害情况时,如果缺少合理的水利排涝工程,或者由于水利排涝能力有限,将会导致排涝工程建设并不能达到预计的效果,进而造成严重的社会经济效益的损失,对人们的生命财产安全也构成一定的威胁。在对水利排涝施工工程建设时,应该考虑当地地区的实际情况,选取合理的水利排涝标准,进而保障水利排涝工程具有良好的排涝能力。抽排和自排是水利排涝工程的两个重要部分,所谓的抽排就是指水利排涝工程提防外的水位升高时,排涝闸就会自动关闭,进而对提防内的洪水只能采用抽排的方式完成;自排是指出现暴雨或者洪水状况时,由于提防外的水低于提防内的水,因此不能够使用抽排的方式,只能是水自然的排出。

3.2对河口以及河道加以整治

虽然河口以及河道作为水利排涝工程的重点内容,但是在建设水利排涝工程时极其容易被忽视。在对河口以及河道整治时,应该考虑到河道周边的建筑位置、地形和水文地质等问题,并结合河流演变发展的规律,设计一套科学合理的整治方案,加大对水利排涝过程中河道形态问题、河道淤积问题、防洪排涝标准问题和水质等问题的处理。在实施河口、河道的整治过程中,需要注意以下几点:在对河道整治方案进行科学合理和前瞻性的设计以及确定水环境的总体功能后,要对各个区段的功能进行重新定位;对河道进行整治时,要考虑到对环境的保护,保障水利排涝工程与自然环境、生态环境及人文环境的和谐发展;为了能够保证河道和河口整治施工的质量和保护河道周围的生态环境,因此应该加大对河道整治施工管理的力度,要求工作人员要对河道进行整治管理,做好教育以及宣传工作,并提高施工人员的施工水平和环保意识。

结束语

设计雨峰和设计流量是决定城市排水防涝设施规模的重要参数,以上分析表明,当市政雨水系统采用3-10年一遇标准设计时,排洪渠(河道)采用30年一遇防涝标准可以与之匹配,而当市政雨水系统采用20年一遇设计标准时,排洪渠(河道)则应该采用50年一遇防涝标准。同时由于各排涝分区下垫面及调蓄空间等各有不同,亦会造成市政排水与防涝重现期对应关系有所不同,因此设计时还需具体分析验算。

参考文献

[1]谢华,黄介生.城市化地区市政排水与区域排涝关系研究[J].灌溉排水学报,2017(05):10-13+26.

[2]王新义.中小河流治理工程“十三五”总体规划保障措施及建议[J].河南水利与南水北调,2018(04):125-127.

论文作者:赵大鹏

论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期

论文发表时间:2019/9/21

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水利排涝与市政排水重现期的转换关系论文_赵大鹏
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