牛角大圩排涝站水文分析

沈艳

摘 要：该文介绍牛角大圩概况，结合牛角大圩的地形地势，分析排水系统现状，并提出采用分片排水理念，合理地确定泵站的正常抽排范围建议，为项目区创造良好的环境。

关键词：牛角大圩；排涝站；水文分析；设计流量

中图分类号 TV222 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）24-140-02

1 流域及排水概况

牛角大圩位于派河口左岸，紧邻巢湖，原隶属于肥西县烟墩乡境，2006年肥西县行政区划调整，划归合肥市包河区。根据相关规划报告，牛角大圩规划由2部分组成：牛角圩（农业风情展示片区）、九联圩（湿地垂钓体验片区）。经现场勘查，牛角圩和九联圩之间有圩堤（堤顶高程约13m）分割，水系互不连通；且从规划片区划分上，牛角圩和九联圩远期应无沟通需求。

牛角圩现状：圩外北面由截洪沟与分隔，南面有派河绕过。圩内现状地面高程8.1～9.4m（吴淞高程系，下同），地形起伏很小，整个地形西北高东南低，向巢湖倾斜。地表径流及田间弃水汇集中心排涝沟，中心排涝沟呈“十”字形布置，沟深面广，终年有水。圩内现有牛角排灌站、孟老庄排涝站两座泵站，分别位于“十”字形中心排涝沟末端，圩内涝水经泵站排入派河。牛角排灌站建于2007年，设计排涝流量3.86m3/s，该泵站现状运行状况良好。孟老庄排涝站建于2010年，设计排涝流量4.5m3/s，该泵站现有3台机组只运行2台，实际排涝流量为3.0m3/s。

九联圩位于牛角圩以北，东临巢湖，圩内现状地面高程8.5～10.0m，地貌类型主要为沟塘和水田。圩内排水现有丙子电灌溉站，设计排涝流量1.85m3/s，该泵站现状运行状况良好。

2 水文分析

2.1 设计暴雨 牛角大圩主要用于旅游开发项目。根据安徽省水利厅皖水规计函[2013]1732号“关于征求全省排涝标准与计算办法意见的通知”，设计考虑圩口采用最大24h降雨24h排至耐淹水深标准，需分析最大24h暴雨。

1995年编制的《安徽省短历时最大暴雨统计参数等值线图》（以下简称《等值线图》）统计参数考虑了面上平衡，能反映短历时暴雨统计参数地区分布规律，因此，设计暴雨考虑利用《等值线图》分析计算。根据《等值线图》查算，多年平均最大24h暴雨量为100mm，多年平均最大24h暴雨量Cv值为0.58，10a、20a一遇最大24h暴雨量分别为175mm和216mm。

2.2 主排涝期确定 排涝期的选取，主要根据沿江地区最大24h和3d等暴雨出现机率最多的时段和主要农作物排涝要求等因素综合确定。安徽省沿江圩区暴雨多发生在6～8月，此时也是长江及其主要支流的汛期。由于水源、地形、气候等因素，沿江圩区以种植水稻为主。从水稻适宜水深和耐淹水深分析，中稻、单季晚稻返青期和分蘖初期为6～7月，双季晚稻为7～8月。在此时期内，水稻耐淹水深小，排涝要求高，因此排涝期宜选取6～8月，其中主排涝期确定为6月下旬～7月中旬（6月20日～7月20日）。

2.3 外水位分析 1994年编制的《巢湖流域防洪规划》，采用实测洪水位资料（1950-1992年），并考虑调查历时特大值1849年水位，按照经验频率曲线拟合，提出巢湖各频率洪水位为：100a一遇13.36m，50a一遇12.75m，20a一遇为12.50m，10a一遇为11.60m。该规划成果经水利部长江水利委员会审查，并于2000年经安徽省人民政府以皖政秘[2000]77文批复。另外，在2011-2013年巢湖流域防洪规划修编中，经延长系列复核后，巢湖各频率洪水位保持不变。

根据《巢湖流域防洪规划》确定的巢湖防洪水位成果，分析确定牛角大圩泵站外水位。巢湖塘西水位站具有1965-2010年实测逐日水位资料，通过排频计算，巢湖历年最低水位平均值为8.30m，排水期多年日平均水位9.10m。

3 牛角大圩站设计参数分析

3.1 设计标准 结合牛家大圩规划的片区划分，从充分利用现状排水系统，就近排水，方便运行管理等因素考虑，采用现有的排涝分区，分片排水。牛角圩（农业风情展示片区）规划标准较高，圩区内主要为高标准经济作物，且有观光旅游需求，排涝标准考虑提高为20a一遇，采用24h降雨1d平均排除原则。九联圩（湿地垂钓体验片区）虽然规划标准同牛角圩，但圩区内沟塘率较高，对来水有一定的调蓄空间，排涝标准考虑仍按10a一遇，采用24h降雨1d平均排除原则。

3.2 设计流量 牛角圩片区排涝面积9.65km2，其中：水田面积1.14km2，旱荒地面积7.48km2，沟塘面积1.03km2，即在田间配套工程完成后，水田率为11.8%，沟塘率为10.7%，旱荒地率为77.5%。该片区20a一遇最大24h暴雨量为216mm。按20a一遇24h暴雨1d平均排至作物耐淹水深计算，水田滞蓄水深采用50mm，沟塘调蓄水深采用300mm，旱地及非耕地径流系数采用0.60，水泵日开机采用22h。排涝模计算采用平均排除法。计算公式如下：

[q=F水田（P-h水蓄）+F旱荒地CP-F沟（h沟蓄-P）-FEw3.6TtF]

式中：q——设计排涝模数（m3/s/km2）；F——片总面积（km2）；F水田——水田面积（km2）；F旱荒地——旱荒地面积（km2），包括旱地及非耕地；F沟——沟塘面积（km2）；P——设计暴雨量（mm）；C——径流系数，取0.6；h水蓄——水田滞蓄水深，取50mm；h沟蓄——沟塘调蓄水深，取300mm；T——排涝天数（d），为1d；t——水泵日开机小时数（h），取22h/d；[Ew]——历时为T的水面蒸发量（mm）。

计算牛角圩片排涝模数1.34m3/s·km2，设计排涝流量12.96m3/s，现有排涝流量6.86m3/s，需新增排涝流量6.0m3/s。endprint

九联圩片区排涝面积3.71km2，其中：水田面积1.30km2，旱荒地面积0.77km2，沟塘面积1.64km2，即在田间配套工程完成后，水田率为35%，沟塘率为44.2%，旱荒地率为20.8%。该片区10a一遇最大24h暴雨量为175mm。按10a一遇24h暴雨1d平均排至作物耐淹水深计算，水田滞蓄水深采用50mm，沟塘调蓄水深采用250mm，旱地及非耕地径流系数采用0.60，水泵日开机采用22h。计算九联圩片排涝模数0.41m3/s·km2，设计排涝流量1.50m3/s，现状丙子电灌站设计排涝流量1.85m3/s，已经满足要求，无需新增排涝流量。

3.3 特征水位与扬程

3.3.1 进水池水位 设计水位：根据《泵站设计规范》，在调蓄容积不大的排涝区，一般以较低耕作区（约占排片面积90%～95%）的涝水能被排除为原则，同时考虑水面比降、建筑物水位落差等，确定排涝站进水池设计水位。牛角大圩内现状地面高程8.1～9.4m，水面比降较小，确定该水位为8.0m。

最低运行水位：排水泵站正常运行的下限排涝水位，是确定水泵安装高程的依据；按满足农作物对降低地下水位、减轻渍害的要求来确定。牛家大圩内现状为高标准经济作物，且河道有景观需求，确定最低运行水位为7.5m。

最高运行水位：根据排片地形及农作物分布，在保证排涝效益的前提下，确定排水区允许的最高涝水位，并考虑水面比降、建筑物水位落差等。综合牛家大圩现状分析，确定该水位为8.5m。

最高水位：在遭遇超标准暴雨时，为保证泵房电机层不进水，最高内水位一般采用曾出现过的最高涝水位。根据牛角大圩历年情况，确定该水位为9.5m。

3.3.2 出水池水位 设计水位：取承泄区10a一遇最高24h平均水位。该泵站出水池设计水位采用已批的巢湖10a一遇防洪水位11.60m。

最低运行水位：取承泄区历年排涝期最低水位平均值。该泵站最低运行水位采用巢湖历年排水期最低水位8.3m。

最高运行水位：取外河重现期20a一遇最高24h平均水位。该泵站最高运行水位采用巢湖20a一遇防洪水位12.5m。

防洪水位：泵站等别为Ⅳ等，防洪标准采用50a一遇。该泵站防洪水位采用巢湖50a一遇防洪水位。

4 结语

牛角大圩排涝站水文分析中，结合牛家大圩的地形地势特点，分析现状排水系统，采用分片排水理念，合理地确定了泵站的正常抽排范围，为该站的设计提供了科学的设计参数。该工程建成后，可有效改善项目区的排水状况，创造良好的环境。

（责编：徐焕斗）endprint