佛山市南海南源水利水电勘测设计院有限公司 广东佛山 528200
摘要：本文以东南水闸电排站重建工程为案例，介绍平原网河区小型排涝泵站电排流量的计算过程，并简述排涝泵站的设计洪水和电排流量的不同计算方法，通过对不同计算方法的对比分析，最终确定平原网河区小型排涝泵站的电排流量。
关键词：排涝泵站；电排流量；计算方法
0 引言
排涝泵站电排流量的计算是泵站工程设计的重要环节，电排流量是确定排涝泵站规模的重要依据，而电排流量的计算方法有很多种，比如有平均排除法、平湖法和水网模型法。本文主要介绍平原网河区小型排涝泵站电排流量的计算过程，包括设计暴雨、设计洪水和电排流量的计算。
由于平原网河区地形平缓且河涌密布，河涌的涌容较大，排涝泵站排涝过程中，河涌能够储存部分水量，可以缓解排涝泵站的排涝压力。因此，平原网河区排涝泵站电排流量计算应考虑河涌的调蓄功能。平原网河区排涝泵站电排流量一般采用平湖法或水网模型法进行计算，通过对两种计算方法的计算结果进行对比分析，最终确定排涝泵站的电排流量。本文对平原网河区的小型排涝泵站电排流量计算具有一定的借鉴意义。
1 工程概况
东南水闸电排站重建工程位于佛山市南海区大沥镇，工程所在位置控制范围的集雨面积为0.49km2。片区范围内主要通过曹边支涌2进行排水，片区范围外江为机场涌。由于片区范围内城市化程度有显著提高，片区的排涝标准已提高到30年一遇最大24小时暴雨1天排干不致灾（控制内水位不超1.50m），旧站已远远不能满足最新的排涝标准要求，因此需要按照最新的排涝标准重建东南水闸电排站。
根据2003年广东省暴雨等值线成果，本工程所在位置30年一遇24小时设计暴雨量为
2 设计洪水
本工程设计洪水采用带时段综合径流系数法进行计算。该方法的基本原理：按径流系数法计算产水量，将时段降雨产流概化为汇流时间+降雨时间为底的三角形，然后逐时叠加近似得到暴雨来水过程。
（1）综合径流系数
根据各片区土地利用现状以及规划用地和未建成区面积，求得各片区综合径流系数，结合本涝区地类的实际情况，不同地类选取不同的径流系数。根据各片区现状建成区（径流系数取0.8）与规划建成区与未建成区（径流系数取0.5）面积加权平均可得各片区的综合系数。经计算，片区的综合径流系数为0.78。
（2）汇流时间
河涌水流汇流时间根据片区河涌长度不同而有差异，本工程取1小时。
（3）产汇流计算
雨量采用珠江三角洲雨型的24小时毛雨量（按时程分配），来水流量分两部分，一部分为扣除鱼塘面积之后的村庄道路、山杂地、河涌三种地类的产流，另一部分为鱼塘溢流后的产流。鱼塘之外的三种地类产水量，先将0～1时段的毛雨量乘以三种地类的总面积以及三种地类的加权综合径流系数，并按照汇流时间τ进行三角形概化（底宽τ+1h，高为Qm），得到0～1时段降雨产生概化流量过程线，同法计算1～2时段毛雨概化流量过程线，但过程线推后1个小时，以此类推，计算得到各时段毛雨的概化过程线，再按相应时刻叠加得到第一部分的产流过程线。第二部分（鱼塘）的产流是发生在鱼塘蓄毛雨量达到100mm之后，其余同第一部分。将上述两部分的产流过程线对应时段相加后，即得到相应片区的概化洪水过程线。经计算，东南水闸电排站洪峰流量Q=3.517m3/s。
3 电排流量计算
3.1平湖法计算
平湖法计算排涝流量主要考虑河涌、湖泊等的调蓄作用，设定不同的机电排水流量，计算在整个机电排涝过程中，内涌水位的变化过程，并使之不超过内涌的控制不涝水位，按此计算需要的排水流量一般较大，其成果可以作为远期高标准整治控制规模。东南水闸电排站受益范围地面平均标高约为+2.00m。结合现有电排站运行情况以及《南海区城市排水防涝设施建设规划》中相关内容可知，控制内水位为1.50m。
经平湖法排涝演算得到30年一遇最大24小时暴雨1天排干不致灾（控制内水位不超1.50m）标准下的电排流量为2.85m3/s，相应内涌最高水位1.500m。
3.2水网模型法计算
通过建立河网水动力数学模型计算，计算时不考虑水闸自排仅考虑电排，计算工况为：远期：30年一遇24小时暴雨按内涌上游水位不超过远期控制内水位1.50m。经计算，曹边东南电排站流量为2.9m3/s，内涌最高水位1.471m。曹边东南电排站远期水位过程线计算结果见图1。
图1 东南水闸电排站排水过程线
3.3电排流量确定
本工程平湖法计算所得电排流量为2.85m3/s，水网模型法计算所得电排流量为2.90m3/s，两者基本相同，偏于安全取本工程电排流量为2.90m3/s。
4 结论
平原网河区小型排涝泵站电排流量的计算需要首先确定设计暴雨，由设计暴雨推求设计洪水，根据所求得的设计洪水过程线来计算电排流量。平湖法和水网模型法都能够模拟排涝泵站排涝时内河涌水位的动态变化过程，都是一种比较与实际情况较相符的计算方法，但是平湖法所采用的计算方法较水网模型法要简单。在平原网河区小型排涝泵站的电排流量计算时，两类方法所计算出来的电排流量相差不大，因此在平原网河区小型排涝泵站设计时，可采用较简单的平湖法，计算简单，且计算成果质量可靠。
参考文献
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部等，泵站设计规范（GB 50265-2010），北京中国计划出版社，2011.
[2]中华人民共和国水利部，水利水电工程水文计算规范（SL 278-2002），北京中国水利水电出版社，2002.
[3]丘传忻.泵站.北京中国水利水电出版社，2004.
作者简介
蓝师园(1988-)，男，畲族，广东南雄，学士，工程师，从事水工设计、规划。
论文作者:蓝师园,李金金
论文发表刊物:《防护工程》2018年第5期
论文发表时间:2018/7/4
标签：泵站论文; 流量论文; 平湖论文; 径流论文; 水位论文; 片区论文; 平原论文; 《防护工程》2018年第5期论文;