江蘇永聯(lián)圩區(qū)排澇能力計算分析及調整方案
2014-12-13 02:21:47趙小軍張良斌王冰瑩黃裕東胡開溜李揚
科技創(chuàng)新與應用 2014年35期
趙小軍+++張良斌+++王冰瑩+++黃裕東+++胡開溜+++李揚
摘 要：根據(jù)永聯(lián)圩區(qū)內的地形和水系現(xiàn)狀，將圩區(qū)分為城鎮(zhèn)和農業(yè)圩區(qū)，并分別計算出圩區(qū)內的排澇模數(shù)，分析圩區(qū)內所需的排澇能力，與現(xiàn)有排澇站的能力和區(qū)域進行分析，最終對水系進行調整，以滿足永聯(lián)圩區(qū)內防洪排澇要求。
關鍵詞：圩區(qū)；排澇模數(shù)；永聯(lián)
永聯(lián)村位于江蘇張家港市，區(qū)域位于長江下游南岸，江蘇省東南部，圩區(qū)總面積約10.5km2。境內四季分明，雨水充沛，氣候溫和，無霜期長，鄰近的楊舍站1967～2002年雨量資料，本地多年平均降雨量為1058.8mm，最大年降雨量為1991年的1745.9mm，最小年降水量為1978年的640mm，年際變化較大。年內分配也不均勻，每年5～9月為汛期，降水量比較集中，連續(xù)5個月平均降水量占平均年降水量的百分比達到62.7%，11、12、1、2四個月平均降水量占平均年降水量的16.6%。
1 排澇模數(shù)的計算方法
由于永聯(lián)區(qū)域內主要由永聯(lián)小鎮(zhèn)、永鋼集團（工業(yè)區(qū)域）、農田及苗木基地等組成，本次在計算時，永聯(lián)小鎮(zhèn)及永鋼集團按照城鎮(zhèn)排澇計算，農田及苗木基地按照農業(yè)排澇計算。
1.1 農業(yè)圩區(qū)排澇計算
張家港市農業(yè)區(qū)按20年一遇當日澇水當日內排除不受澇，取t=T=1日。張家港市20年一遇1日設計暴雨為183.3mm，按農業(yè)區(qū)產流和坡面匯流模型計算的入河澇水徑流深為150.7mm。對應于不同的溝塘預降水深和水面率，通過以下公式：
M=0.0116（Rt-k*？駐Z）/T
其中M為圩區(qū)設計排澇模數(shù)（m3/s/km2）；Rt為t日暴雨產生的澇水總量（mm）；T為排澇歷時（d）；k為圩區(qū)內水面率；？駐Z為圩區(qū)內溝塘預降水深（m），可以計算出相應排澇模數(shù)，結果見表1。
表1 農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù) 單位：m3/s/km2
根據(jù)地形測量統(tǒng)計，永聯(lián)圩區(qū)總面積為10.5km2，其中農業(yè)圩區(qū)面積約4.728km2，水域面積約0.378km2，按照汛期排澇預降0.5m，計算出農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù)為1.285m3/s/km2。
1.2 城鎮(zhèn)圩區(qū)排澇模數(shù)計算
按照張家港市排水管網(wǎng)設計條件，設計重現(xiàn)期取1年，暴雨強度計算公司計算設計雨量：
其中：i為暴雨強度（l/s），P為設計重現(xiàn)期（a），t為設計暴雨歷時（min）。
同時考慮永聯(lián)區(qū)域地形，取綜合徑流系數(shù)為0.75，設計暴雨歷時、設計凈雨及相應的排水模數(shù)，計算結果見表2：
表2 不同歷時的設計凈雨及排水模數(shù)計算表
城鎮(zhèn)圩區(qū)排澇要求澇水能及時排除，保證圩區(qū)內不受澇，充分利用河道調蓄庫容，對如何徑流峰值進行調蓄，可根據(jù)公式：
M=（Rt-W）/t/3.6
其中，M為圩區(qū)設計排澇模數(shù)（m3/s/km2）；W為調蓄庫容水位（mm）；K為河湖蓄水小時數(shù)；t為排澇歷時（h）；Rt為河湖蓄水時間內的入河澇水總量（mm）。
按照20年一遇24小時暴雨，排澇模數(shù)為24h澇水，圩區(qū)內泵站24h作業(yè)，24h全部排出圩區(qū)內河道的澇水，計算出相應的排澇模數(shù)如表3：
表3 20年一遇24小時暴雨排澇模數(shù)計算表單位：m3/s/km2
根據(jù)地形測量統(tǒng)計，永聯(lián)圩區(qū)總面積為10.5km2，其中城鎮(zhèn)圩區(qū)面積約5.772km2，水域面積約0.162km2，按照汛期排澇預降0.5m，計算出農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù)為5.07m3/s/km2。
1.3 城鄉(xiāng)混合圩區(qū)排澇模數(shù)計算
根據(jù)目前永聯(lián)圩區(qū)城鄉(xiāng)占地情況，55%面積按城鎮(zhèn)圩區(qū)計算，45%按農業(yè)圩區(qū)計算公式如下：
M=？琢1M1+？琢2M2
計算出圩區(qū)綜合排澇模數(shù)為：M=1.285m3/s/km2*0.45+5.07m3/s/km2*0.55=3.367m3/s/km2
2 永聯(lián)圩區(qū)排澇能力分析
2.1 永聯(lián)圩區(qū)需求排澇流量計算
通過上面對永聯(lián)城鎮(zhèn)、農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù)的計算，永聯(lián)圩區(qū)內排澇流量可按下列公式計算：
Q=M*S
其中Q為排澇流量（m3/s），M為圩區(qū)綜合排澇模數(shù)（m3/s/km2），S為圩區(qū)面積（km2）。
根據(jù)上式計算出永聯(lián)圩區(qū)內排澇流量為：
Q=S*M=10.5km2*3.367m3/s/km2=35.35（m3/s）
其中：農業(yè)圩區(qū)內排澇流量為：
Q=S*M=4.728km2*1.285m3/s/km2=6.08（m3/s）
城鎮(zhèn)圩區(qū)內排澇流量為：
Q=S*M=5.772km2*5.07m3/s/km2=29.27（m3/s）
2.2 永聯(lián)圩區(qū)現(xiàn)狀排澇能力
我們對永聯(lián)圩區(qū)內現(xiàn)有的排澇站進行了現(xiàn)場調研，并對排澇站的使用單位、水泵型號、數(shù)量及流量進行了統(tǒng)計，如表4：
表4 永聯(lián)圩區(qū)內排澇能力統(tǒng)計表
從上表可以看出，永聯(lián)圩區(qū)內總排澇能力為48.26m3/s，其中城鎮(zhèn)圩區(qū)內排澇能力為28.32m3/s，農業(yè)圩區(qū)內排澇能力為19.94m3/s。
3 結束語
從上述分析可以看出，永聯(lián)城鎮(zhèn)圩區(qū)內的排澇能力小于需求的排澇流量0.95m3/s，滿足不了圩區(qū)內排澇要求。而農業(yè)圩區(qū)排澇能力大于需求排澇流量13.86m3/s，同時發(fā)現(xiàn)農業(yè)圩區(qū)內的聯(lián)峰排澇站緊靠城鎮(zhèn)圩區(qū)，水系改造工程量小，為保證永聯(lián)城鎮(zhèn)圩區(qū)內的排澇能力，將城鎮(zhèn)圩區(qū)內的水系改至聯(lián)峰排澇站，并切斷聯(lián)峰排澇站原有的農業(yè)圩區(qū)進水水系。通過上述改造后，永聯(lián)圩區(qū)內的排澇能力滿足要求。endprint
摘 要：根據(jù)永聯(lián)圩區(qū)內的地形和水系現(xiàn)狀，將圩區(qū)分為城鎮(zhèn)和農業(yè)圩區(qū)，并分別計算出圩區(qū)內的排澇模數(shù)，分析圩區(qū)內所需的排澇能力，與現(xiàn)有排澇站的能力和區(qū)域進行分析，最終對水系進行調整，以滿足永聯(lián)圩區(qū)內防洪排澇要求。
關鍵詞：圩區(qū)；排澇模數(shù)；永聯(lián)
永聯(lián)村位于江蘇張家港市，區(qū)域位于長江下游南岸，江蘇省東南部，圩區(qū)總面積約10.5km2。境內四季分明，雨水充沛，氣候溫和，無霜期長，鄰近的楊舍站1967～2002年雨量資料，本地多年平均降雨量為1058.8mm，最大年降雨量為1991年的1745.9mm，最小年降水量為1978年的640mm，年際變化較大。年內分配也不均勻，每年5～9月為汛期，降水量比較集中，連續(xù)5個月平均降水量占平均年降水量的百分比達到62.7%，11、12、1、2四個月平均降水量占平均年降水量的16.6%。
1 排澇模數(shù)的計算方法
由于永聯(lián)區(qū)域內主要由永聯(lián)小鎮(zhèn)、永鋼集團（工業(yè)區(qū)域）、農田及苗木基地等組成，本次在計算時，永聯(lián)小鎮(zhèn)及永鋼集團按照城鎮(zhèn)排澇計算，農田及苗木基地按照農業(yè)排澇計算。
1.1 農業(yè)圩區(qū)排澇計算
張家港市農業(yè)區(qū)按20年一遇當日澇水當日內排除不受澇，取t=T=1日。張家港市20年一遇1日設計暴雨為183.3mm，按農業(yè)區(qū)產流和坡面匯流模型計算的入河澇水徑流深為150.7mm。對應于不同的溝塘預降水深和水面率，通過以下公式：
M=0.0116（Rt-k*？駐Z）/T
其中M為圩區(qū)設計排澇模數(shù)（m3/s/km2）；Rt為t日暴雨產生的澇水總量（mm）；T為排澇歷時（d）；k為圩區(qū)內水面率；？駐Z為圩區(qū)內溝塘預降水深（m），可以計算出相應排澇模數(shù)，結果見表1。
表1 農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù) 單位：m3/s/km2
根據(jù)地形測量統(tǒng)計，永聯(lián)圩區(qū)總面積為10.5km2，其中農業(yè)圩區(qū)面積約4.728km2，水域面積約0.378km2，按照汛期排澇預降0.5m，計算出農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù)為1.285m3/s/km2。
1.2 城鎮(zhèn)圩區(qū)排澇模數(shù)計算
按照張家港市排水管網(wǎng)設計條件，設計重現(xiàn)期取1年，暴雨強度計算公司計算設計雨量：
其中：i為暴雨強度（l/s），P為設計重現(xiàn)期（a），t為設計暴雨歷時（min）。
同時考慮永聯(lián)區(qū)域地形，取綜合徑流系數(shù)為0.75，設計暴雨歷時、設計凈雨及相應的排水模數(shù)，計算結果見表2：
表2 不同歷時的設計凈雨及排水模數(shù)計算表
城鎮(zhèn)圩區(qū)排澇要求澇水能及時排除，保證圩區(qū)內不受澇，充分利用河道調蓄庫容，對如何徑流峰值進行調蓄，可根據(jù)公式：
M=（Rt-W）/t/3.6
其中，M為圩區(qū)設計排澇模數(shù)（m3/s/km2）；W為調蓄庫容水位（mm）；K為河湖蓄水小時數(shù)；t為排澇歷時（h）；Rt為河湖蓄水時間內的入河澇水總量（mm）。
按照20年一遇24小時暴雨，排澇模數(shù)為24h澇水，圩區(qū)內泵站24h作業(yè)，24h全部排出圩區(qū)內河道的澇水，計算出相應的排澇模數(shù)如表3：
表3 20年一遇24小時暴雨排澇模數(shù)計算表單位：m3/s/km2
根據(jù)地形測量統(tǒng)計，永聯(lián)圩區(qū)總面積為10.5km2，其中城鎮(zhèn)圩區(qū)面積約5.772km2，水域面積約0.162km2，按照汛期排澇預降0.5m，計算出農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù)為5.07m3/s/km2。
1.3 城鄉(xiāng)混合圩區(qū)排澇模數(shù)計算
根據(jù)目前永聯(lián)圩區(qū)城鄉(xiāng)占地情況，55%面積按城鎮(zhèn)圩區(qū)計算，45%按農業(yè)圩區(qū)計算公式如下：
M=？琢1M1+？琢2M2
計算出圩區(qū)綜合排澇模數(shù)為：M=1.285m3/s/km2*0.45+5.07m3/s/km2*0.55=3.367m3/s/km2
2 永聯(lián)圩區(qū)排澇能力分析
2.1 永聯(lián)圩區(qū)需求排澇流量計算
通過上面對永聯(lián)城鎮(zhèn)、農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù)的計算，永聯(lián)圩區(qū)內排澇流量可按下列公式計算：
Q=M*S
其中Q為排澇流量（m3/s），M為圩區(qū)綜合排澇模數(shù)（m3/s/km2），S為圩區(qū)面積（km2）。
根據(jù)上式計算出永聯(lián)圩區(qū)內排澇流量為：
Q=S*M=10.5km2*3.367m3/s/km2=35.35（m3/s）
其中：農業(yè)圩區(qū)內排澇流量為：
Q=S*M=4.728km2*1.285m3/s/km2=6.08（m3/s）
城鎮(zhèn)圩區(qū)內排澇流量為：
Q=S*M=5.772km2*5.07m3/s/km2=29.27（m3/s）
2.2 永聯(lián)圩區(qū)現(xiàn)狀排澇能力
我們對永聯(lián)圩區(qū)內現(xiàn)有的排澇站進行了現(xiàn)場調研，并對排澇站的使用單位、水泵型號、數(shù)量及流量進行了統(tǒng)計，如表4：
表4 永聯(lián)圩區(qū)內排澇能力統(tǒng)計表
從上表可以看出，永聯(lián)圩區(qū)內總排澇能力為48.26m3/s，其中城鎮(zhèn)圩區(qū)內排澇能力為28.32m3/s，農業(yè)圩區(qū)內排澇能力為19.94m3/s。
3 結束語
從上述分析可以看出，永聯(lián)城鎮(zhèn)圩區(qū)內的排澇能力小于需求的排澇流量0.95m3/s，滿足不了圩區(qū)內排澇要求。而農業(yè)圩區(qū)排澇能力大于需求排澇流量13.86m3/s，同時發(fā)現(xiàn)農業(yè)圩區(qū)內的聯(lián)峰排澇站緊靠城鎮(zhèn)圩區(qū)，水系改造工程量小，為保證永聯(lián)城鎮(zhèn)圩區(qū)內的排澇能力，將城鎮(zhèn)圩區(qū)內的水系改至聯(lián)峰排澇站，并切斷聯(lián)峰排澇站原有的農業(yè)圩區(qū)進水水系。通過上述改造后，永聯(lián)圩區(qū)內的排澇能力滿足要求。endprint
摘 要：根據(jù)永聯(lián)圩區(qū)內的地形和水系現(xiàn)狀，將圩區(qū)分為城鎮(zhèn)和農業(yè)圩區(qū)，并分別計算出圩區(qū)內的排澇模數(shù)，分析圩區(qū)內所需的排澇能力，與現(xiàn)有排澇站的能力和區(qū)域進行分析，最終對水系進行調整，以滿足永聯(lián)圩區(qū)內防洪排澇要求。
關鍵詞：圩區(qū)；排澇模數(shù)；永聯(lián)
永聯(lián)村位于江蘇張家港市，區(qū)域位于長江下游南岸，江蘇省東南部，圩區(qū)總面積約10.5km2。境內四季分明，雨水充沛，氣候溫和，無霜期長，鄰近的楊舍站1967～2002年雨量資料，本地多年平均降雨量為1058.8mm，最大年降雨量為1991年的1745.9mm，最小年降水量為1978年的640mm，年際變化較大。年內分配也不均勻，每年5～9月為汛期，降水量比較集中，連續(xù)5個月平均降水量占平均年降水量的百分比達到62.7%，11、12、1、2四個月平均降水量占平均年降水量的16.6%。
1 排澇模數(shù)的計算方法
由于永聯(lián)區(qū)域內主要由永聯(lián)小鎮(zhèn)、永鋼集團（工業(yè)區(qū)域）、農田及苗木基地等組成，本次在計算時，永聯(lián)小鎮(zhèn)及永鋼集團按照城鎮(zhèn)排澇計算，農田及苗木基地按照農業(yè)排澇計算。
1.1 農業(yè)圩區(qū)排澇計算
張家港市農業(yè)區(qū)按20年一遇當日澇水當日內排除不受澇，取t=T=1日。張家港市20年一遇1日設計暴雨為183.3mm，按農業(yè)區(qū)產流和坡面匯流模型計算的入河澇水徑流深為150.7mm。對應于不同的溝塘預降水深和水面率，通過以下公式：
M=0.0116（Rt-k*？駐Z）/T
其中M為圩區(qū)設計排澇模數(shù)（m3/s/km2）；Rt為t日暴雨產生的澇水總量（mm）；T為排澇歷時（d）；k為圩區(qū)內水面率；？駐Z為圩區(qū)內溝塘預降水深（m），可以計算出相應排澇模數(shù)，結果見表1。
表1 農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù) 單位：m3/s/km2
根據(jù)地形測量統(tǒng)計，永聯(lián)圩區(qū)總面積為10.5km2，其中農業(yè)圩區(qū)面積約4.728km2，水域面積約0.378km2，按照汛期排澇預降0.5m，計算出農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù)為1.285m3/s/km2。
1.2 城鎮(zhèn)圩區(qū)排澇模數(shù)計算
按照張家港市排水管網(wǎng)設計條件，設計重現(xiàn)期取1年，暴雨強度計算公司計算設計雨量：
其中：i為暴雨強度（l/s），P為設計重現(xiàn)期（a），t為設計暴雨歷時（min）。
同時考慮永聯(lián)區(qū)域地形，取綜合徑流系數(shù)為0.75，設計暴雨歷時、設計凈雨及相應的排水模數(shù)，計算結果見表2：
表2 不同歷時的設計凈雨及排水模數(shù)計算表
城鎮(zhèn)圩區(qū)排澇要求澇水能及時排除，保證圩區(qū)內不受澇，充分利用河道調蓄庫容，對如何徑流峰值進行調蓄，可根據(jù)公式：
M=（Rt-W）/t/3.6
其中，M為圩區(qū)設計排澇模數(shù)（m3/s/km2）；W為調蓄庫容水位（mm）；K為河湖蓄水小時數(shù)；t為排澇歷時（h）；Rt為河湖蓄水時間內的入河澇水總量（mm）。
按照20年一遇24小時暴雨，排澇模數(shù)為24h澇水，圩區(qū)內泵站24h作業(yè)，24h全部排出圩區(qū)內河道的澇水，計算出相應的排澇模數(shù)如表3：
表3 20年一遇24小時暴雨排澇模數(shù)計算表單位：m3/s/km2
根據(jù)地形測量統(tǒng)計，永聯(lián)圩區(qū)總面積為10.5km2，其中城鎮(zhèn)圩區(qū)面積約5.772km2，水域面積約0.162km2，按照汛期排澇預降0.5m，計算出農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù)為5.07m3/s/km2。
1.3 城鄉(xiāng)混合圩區(qū)排澇模數(shù)計算
根據(jù)目前永聯(lián)圩區(qū)城鄉(xiāng)占地情況，55%面積按城鎮(zhèn)圩區(qū)計算，45%按農業(yè)圩區(qū)計算公式如下：
M=？琢1M1+？琢2M2
計算出圩區(qū)綜合排澇模數(shù)為：M=1.285m3/s/km2*0.45+5.07m3/s/km2*0.55=3.367m3/s/km2
2 永聯(lián)圩區(qū)排澇能力分析
2.1 永聯(lián)圩區(qū)需求排澇流量計算
通過上面對永聯(lián)城鎮(zhèn)、農業(yè)圩區(qū)排澇模數(shù)的計算，永聯(lián)圩區(qū)內排澇流量可按下列公式計算：
Q=M*S
其中Q為排澇流量（m3/s），M為圩區(qū)綜合排澇模數(shù)（m3/s/km2），S為圩區(qū)面積（km2）。
根據(jù)上式計算出永聯(lián)圩區(qū)內排澇流量為：
Q=S*M=10.5km2*3.367m3/s/km2=35.35（m3/s）
其中：農業(yè)圩區(qū)內排澇流量為：
Q=S*M=4.728km2*1.285m3/s/km2=6.08（m3/s）
城鎮(zhèn)圩區(qū)內排澇流量為：
Q=S*M=5.772km2*5.07m3/s/km2=29.27（m3/s）
2.2 永聯(lián)圩區(qū)現(xiàn)狀排澇能力
我們對永聯(lián)圩區(qū)內現(xiàn)有的排澇站進行了現(xiàn)場調研，并對排澇站的使用單位、水泵型號、數(shù)量及流量進行了統(tǒng)計，如表4：
表4 永聯(lián)圩區(qū)內排澇能力統(tǒng)計表
從上表可以看出，永聯(lián)圩區(qū)內總排澇能力為48.26m3/s，其中城鎮(zhèn)圩區(qū)內排澇能力為28.32m3/s，農業(yè)圩區(qū)內排澇能力為19.94m3/s。
3 結束語
從上述分析可以看出，永聯(lián)城鎮(zhèn)圩區(qū)內的排澇能力小于需求的排澇流量0.95m3/s，滿足不了圩區(qū)內排澇要求。而農業(yè)圩區(qū)排澇能力大于需求排澇流量13.86m3/s，同時發(fā)現(xiàn)農業(yè)圩區(qū)內的聯(lián)峰排澇站緊靠城鎮(zhèn)圩區(qū)，水系改造工程量小，為保證永聯(lián)城鎮(zhèn)圩區(qū)內的排澇能力，將城鎮(zhèn)圩區(qū)內的水系改至聯(lián)峰排澇站，并切斷聯(lián)峰排澇站原有的農業(yè)圩區(qū)進水水系。通過上述改造后，永聯(lián)圩區(qū)內的排澇能力滿足要求。endprint
