流湖大泵站排涝规模及设计水位拟定

付艳杰

（江西省水利规划设计院 江西 南昌 330029）

1 基本情况

1.1 水文地质

拟建流湖大泵站位于新建县流湖乡，站址位于流湖圩7+350桩号、流湖闸以西约1.5km处，用于将流湖圩区内涝水排至锦江河道。

新建县流湖圩位于赣江下游左岸、赣江支流—锦江之左岸，与药湖联圩隔江相望，由流湖堤及三个哑口堵口堤组成。圩堤起自义渡乡大岗村，沿锦江而下，经沿山、门头、中房、四坊，止于闸上村，全长9.83km。流湖圩集雨面积517.8km2，区内现有人口22.34万人，现有耕地26.64万亩，其中水田20.97万亩，旱地5.67万亩。圩区内地势低平，田面高程多在18.5m～22m之间，最低田面高程18.2m。

目前，流湖区域水系是由天然河流与人工河道组合而成的网状水系，人类活动对其影响十分显著，水流状况复杂。区内有嵩岗河、东港河、高港河、西港河和西山河等多条河流自北向南贯穿全境，汇流后经流湖闸、愚公闸汇入锦江和赣江；另有流湖河自西向东穿境而过，经东堡闸汇入赣江。

赣江是江西境内最大的河流，亦是长江大支流之一。流域位于长江中下游南岸，地理位置在东经113°30′～116°40′、北纬24°29′～29°11′之间。流域东部与抚河流域毗连，东南部以武夷山脉与福建省交界，南部连广东，西部接湖南，西北部与修河支流潦河流域接壤，北部通鄱阳湖在湖口汇入长江，全流域东西窄、南北长，形似斜长方形。赣江发源于江西、福建两省交界处的石寮岽（江西省石城县境），自南向北流经赣州、吉安、新干，在樟树附近纳入袁河，再往北，在泉港纳入肖江，经丰城继续往北在市汊附近有锦江汇入，经南昌市后分四支分别注入鄱阳湖，赣江干流全长766km，流域面积83500km2（南昌八一桥以上）。

锦江是赣江下游左岸的主要支流之一，流域位于东经114°00′～115°38′，北纬27°59′～28°23′之间。流域东部为赣江，南部与袁河流域毗连，西部以幕阜山脉分界与湖南省交界，北部与修河支流潦河流域接壤，流域呈狭长叶状，地势由西北向东南倾斜。锦江发源于湘赣交界的幕阜山脉东麓的坪子岭，自西向东流经万载、宜丰、上高、高安、丰城、新建等县市，于南昌县的市汊对岸汇入赣江。

流湖圩所在流域地处东亚季风区，气候温和，雨量充沛，属亚热带温暖湿润气候。流域降水主要受印度洋的孟加拉湾和太平洋东海、南海季风影响，一般每年从4月份开始，暖湿的夏季风盛行，雨量逐渐增多，5月份、6月份暖湿气流交绥于南岭与长江之间，锦江流域受其影响明显，降水量猛增；7月份至9月份多受副热带高压控制，除地方性雷阵雨和台风雨外，降水量较少。锦江流域暴雨类型主要为锋面雨、气旋雨和台风雨，4月份～6月份一般多为锋面雨和气旋雨，锋面雨的特点是降水次数频繁且降水过程长，常常是前一次降水产生的径流尚未排完，后一次降水的径流又产生了，这就使得流湖地区积涝成灾；7月份～9月份则多出现台风雨。据松湖街站降水资料统计，一至四季度降水量分别占年降水量的21.5%、48.0%、20.0%和10.5%。年最大三日降水量发生在4月份的占8.8%，发生在5月份的占12.3%，发生在6月份的占45.6%，发生在7月份的占12.3%，发生在8月份的占10.5%。从暴雨量级上分析，日降水量超过100mm的暴雨多发生在4月份～7月份，8月份～9月份也有发生，但发生的机会较少，其余月份最大日降水量一般在100mm以下。区域暴雨历时一般为2d，最长可达7d，最短的仅1d。锋面雨降水过程较长，台风雨过程较短，凡是由两次以上天气系统产生的降水过程较长，一次天气系统产生的降水过程较短。

1.2 设计排水期拟定

根据流湖地区降水特性、农作物需水与耐淹情况、锦江水位变化情况等资料，4月～7月为江西主雨期，暴雨频繁出现，强度大、雨量多，对农作物及农业生产影响大，尤其是端午节前后的梅雨季节，常常阴雨连绵不断，锦江水位不断上涨，圩内常积涝成灾。7月份以后也会发生暴雨，但发生的机率较少，且一般持续时间短，雨量相对较小，且由于此时农作物一般需水量大（高温蒸发量大），耐淹性强，部分多余之水一般可留作灌溉后备之用，因而这一期间涝灾较少。因此，选取4月～7月为设计排水期。

2 排涝规模拟定

为确定泵站装机规模，需分析泵站排涝运用方式及设计排涝流量。

2.1 涝水组成

流湖圩位于新建县，圩区以流湖河为界分为南、北两部分。北侧来水，进入流湖河经东堡闸泄入赣江，南侧来水汇流后经流湖闸或愚公闸泄入锦江或赣江。根据涝区自然地理条件，本次设计拟在流湖河南侧设置蓄涝区两处，分别位于东港河左岸的下坊圩内和春风河右岸的西联圩内。

流湖圩集雨面积517.8km2，流湖河导托面积316.8km2，现状过水能力312m3/s。排涝分析计算时，流湖河以上流域10年一遇洪水超过导托能力部分，经邓埠闸与前进闸泄入流湖河南侧（闸址设计洪水过程中，Q＞312m3/s部分水量全部经两闸下泄），汇流后经流湖闸或流湖大泵站排入锦江（愚公闸过流较少，本次计算不考虑其过流）。经计算，遇10年一遇洪水时，邓埠闸与前进闸下泄总水量948.5×104m3。流湖河南侧设计排涝面积201km2，其中农田面积187.9km2，调蓄区面积 13.1km2。

2.2 排涝运用原则

设计排涝流量分析计算时，流湖大泵站与流湖闸同时运行。排涝演算采用长系列逐日进行，当遇暴雨时，农田考虑作物耐淹水深（50mm）、蓄涝区以正常蓄水位（20.52m）控制，其余水量外排，由此计算电排站排涝流量，并取最大值作为该年电排站的排涝流量。由于调蓄区种植二季晚稻，为满足种植要求，调蓄期末，要求水位不高于18.40m。

2.3 设计排涝流量

2.3.1 设计暴雨

为反映涝区暴雨特性，特分析设计代表站（松湖街站、市汊站与邓埠站）最大三日暴雨。统计三站历年最大三日暴雨量，并采用P-III型频率曲线进行适线，频率计算成果见表1。

2.3.2 泵站设计排涝流量

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泵站排涝流量计算时，暴雨资料采用三个代表站平均值。统计三站历年最大三日降雨量及出现日期，选择包含年最大三日降雨量的时期（15d～20d）为排涝流量调算期。根据当日降雨、蓄涝区前期蓄水量、外河同期水位，以及蓄涝区水位～容积曲线、流湖闸水位～泄量关系线等，加入导托渠下泄水量后，经试算后得流湖大泵站历年年最大排涝流量，见表2。将调算所得泵站历年年最大排涝流量按照降序排列，选取经验频率最接近P=10%的流量，作为电排站设计排涝流量。经调算，流湖大泵站设计排涝流量63.3m3/s（2003年）。

表1 代表站最大三日设计暴雨成果表

表2 各年（列前10位的年份）排涝演算成果表

表3 代表站设计水位及施工洪水成果表

表4 流湖大泵站设计水位成果表

根据站址地形地质条件和泵站设计流量、设计水位等参数，初步拟定流湖大泵站总装机规模为7200kW。

3 泵站设计水位拟定

为确定电排站设计扬程，合理选择机组及确定机组安装高程等，需分析计算电排站设计内、外水位。

3.1 电排站设计外水位

电排站设计外水位包括防洪水位、最高运行水位、设计运行水位、最低运行水位和平均水位。

防洪水位：取电排站所处堤段相应的堤防设计防洪水位。本工程所处堤段为流湖圩，设计防洪标准为20年一遇，外河为锦江，泵站防洪水位采用工程站址处锦江20年一遇洪水位。

流湖大泵站附近的锦江河段无实测水文资料，其设计洪水位宜采用推水面线的方法计算。流量设计代表站选取贾村水文站，其设计洪峰流量为3800m3/s（P=5%），相应水位为35.89m，沿程各断面流量利用贾村水文站设计洪峰流量采用水文比拟法求得；下游控制断面设计水位采用锦江入赣江处的赣江市汊水位站相应设计洪水位，经分析复核，其设计水位值仍采用《江西省鄱阳湖二期防洪工程几个单项初步设计报告》成果，即26.11m；河段综合糙率，利用大水年份沿程各站实测点据组成的水面线反推其河段综合糙率，以此作为推求设计水面线的初始糙率值。在计算过程中，根据河床质组成情况作了部分调整。

最高运行水位：根据规范、电排站承泄区水位变化情况等，最高运行水位取外河排水期（4月～7月）20年一遇洪水位。

流湖圩地处锦江下游地区，流湖大泵站处无水文测站，在其上游25.9km处有松湖街水位站，在其下游6.45km处有市汊水位站。为分析计算流湖大泵站外河各特征水位，本次设计选取松湖街站和市汊站为设计水位分析代表站。分别统计上述两测站历年排水期（4月～7月）的最高3日平均水位、最高水位和最低水位，并对各设计代表站最高3日平均水位与最高水位进行频率分析计算（分别计算经验频率值和采用P-III型曲线适线计算理论频率值），求得各设计代表站排水期（4月～7月）10年一遇最高3日平均水位、20年一遇最高外水位、多年平均最低水位，成果见表3。

最低运行水位：根据松湖街、市汊站排水期（4月～7月）历年最低水位的多年平均值，按相应时期河道水面比降推算至电排站站址处。

平均水位：根据松湖街、市汊站排水期（4月～7月）大于最低运行水位统计的多年日平均水位，按相应时期河道水面比降推算至站址处。

3.2 电排站设计内水位

电排站设计内水位包括最高水位、最高运行水位、设计运行水位、最低运行水位、平均水位等。

最高水位：采用20年一遇（超过设计排涝标准）的暴雨所产生的全部径流，在泵站不能开机的情况下发生的最高内涝水位。

最高运行水位：采用调蓄区正常蓄水位（20.52m）推算到站前的水位。

设计运行水位：采用调蓄区正常蓄水位（20.52m）与最低蓄水位（18.40m）的平均值推算到站前的水位。

最低运行水位：采用调蓄区最低蓄水位（18.40m）推算到站前的水位。

平均水位：取与设计运行水位相同的水位。

流湖大泵站设计内、外水位成果详见表4。

4 结语

流湖大泵站排涝区内河网密布、水系受人工影响较大，已建导托渠一条、自排闸两座，但由于工程位于赣江尾闾区，受赣江、锦江来水及鄱阳湖顶托影响，涝水外排时段及几率难以确定；加之导托渠上建有自排闸2座，机会性向下游平原区排水，流湖地区涝水分布极其复杂。多年来，江西省多个相关规划均拟在锦江左岸新建流湖大泵站，但因其规模等参数难以确定，一直未能实施。此次，在收集了大量江西省附近泵站的设计及运行资料基础上，根据流湖地区涝灾分布、涝水组成等实际情况，采用长系列调算法确定了流湖大泵站的排涝规模，为泵站的建设提供了可靠的依据。陕西水利

[1]江西省鄱阳湖二期防洪工程第五个单项可行性研究报告，2001，江西省水利规划设计院.

[2]丰城市药湖泵站更新改造工程可行性研究报告，2012，江西省水利规划设计院.