水文水利计算

——文章来源网络，仅供个人学习参考 水文水利计算 1.水文水利计算 (1)设计暴雨推求 有资料地区，设计暴雨的推求采用实测雨量进行分析；缺资料地区采用 2003 年颁 布的《广东省暴雨参数等值线图》查算。 (2)设计排涝流量 设计排涝流量一般采用平均排除法，也可采用排涝模数经验公式法。当涝区内有较 大的蓄涝区时，一般需要采用产、汇流方法推求设计排涝流量过程线，供排涝演算 使用。 1)平均排除法 广东省一般采用平均排除法计算排水流量，这种计算方法适用于集水面积较小的涝 区排水设计。平均排除法按涝区积水总量和设计排涝历时计算排水流量和排涝模 数，其计算公式为： （5-1） 式中：Q——设计排水流量(m3/s)； Ci——各地类径流系数，参考值：水稻田、鱼塘和河涌采用 1.0；山岗、坡地、经 济作物地类采用 0.7；村庄、道路采用 0.7～0.9；城镇不透水地面采用 0.95； Ai——各地类面积（km2） ； Rp——设计暴雨量(mm)； Ei——各地蒸发量（mm） ，一般可采用 4mm/d； hi——各地类暂存水量（mm） ，水稻田采用 40mm，鱼塘采用 50mm～100mm，河涌采 ——文章来源网络，仅供个人学习参考 用 100mm； W1——水闸排水量（m3） ； W2——截洪渠截流水量（m3） ； W3——水库、坑塘蓄滞水量（m3） ； T——排涝历时（s） ； q1——堤围渗漏量（m3/s） q2——涵闸渗漏量（m3/s） q3——涝区引入水量，对灌溉是指回归水量（m3/s） q4——废污水量（m3/s） q——设计排涝模数(m3/s·km2)； F——控制排水面积（km2） 。 治涝区内有水闸、泵站联合运用的情况下，一般先用水闸抢排，再电排。在用平均 排除法计算泵站排涝流量时，应扣除水闸排水量和相应排水时间。 2)排涝模数经验公式法 需求出最大排涝流量的情况，其计算公式为： （5-2） 式中： K——综合系数（反映河网配套程度、排水沟坡度、降雨历时及流域形状等因素） ； m——峰量指数（反映洪峰与洪量的关系） ； n——递减指数（反映排涝模数与面积的关系） 。 我省目前还没有关于排涝模数各项参数选取的统计分析。建议参考湖北省平原湖区 的分析：集雨面积大于 500km2 的涝区，K=0.0135，m=1.0，n=-0.201；集雨面积 500km2 以下的涝区，K=0.017，m=1.0，n=-0.238。 ——文章来源网络，仅供个人学习参考 3)产流、汇流方法 根据设计暴雨、设计雨型、设计净雨深，推求最大涝水流量和涝水过程，并依据蓄 涝容积和蓄涝区限制水位（最高控制水位） ，进行涝区水量蓄泄平衡计算（排涝演 算） ，通过试算推求排水流量。这种方法适用于排水区面积大、蓄涝容积大、排水 历时长的地区。 产汇流计算方法，目前我省一般按照《广东省暴雨径流查算图表》 ，采用综合单位 线法和推理公式法进行计算。值得注意的是，对于集雨面积小于 10km2 的涝区，仍 采用洪峰流量经验公式进行计算较为合适。 (3)设计外河水位 根据涝区暴雨与承泄区（外河）水位的遭遇情况分析，计算当涝区发生设计标准暴 雨时相应的外河水位。外河设计水位一般采用实测资料进行分析，如无实测资料， 参照《广东省防洪（潮）标准和治涝标准》 ：潮区可采用 5 年一遇的最高水位，其 余地区采用外江多年平均洪峰水位。对近年来河道上修建了工程或进行了堤围加 固、河道整治的河段，要采用工程修建后的设计水面线，并考虑河道下切的影响。 河道下游和三角洲地区可采用 2002 年颁布《西、北江下游及其三角洲网河河道设 计洪潮水面线》 （试行）中的成果。由于西、北、东江中下游因采砂等原因造成河 道下切，水面线下降，因此泵站、水闸排涝工程外河水面线建议采用现状水面线成 果。 2.排涝工程布局及规模计算 (1)调蓄水域的布局及规模 1）对范围较大的平原涝区，有条件时可规划一定的河道、沟渠、湖泊、坑塘作为 蓄涝容积。蓄涝容积的规模应与排水闸、站规模的关系分析比较确定，平原区水面 率可采用 5%～10%；其他地区可稍低，或参考湖北等地取 5 万 m3/km2～15 万 ——文章来源网络，仅供个人学习参考 m3/km2 的蓄涝率。蓄涝容积一方面可以削减雨洪峰量，减轻排水负担，减小排水工 程的规模，节约投资，另外还可以利用蓄涝容积进行养殖、航运，或建设成人工湖 公园等。 2）正常蓄水位一般按照涝区内大部分农田能自流排水的原则来确定，布置于涝区 低洼处。无闸门控制的蓄涝区，其正常蓄水位一般低于附近地面 0.2m～0.3m；设计 低水位主要考虑综合利用要求，一般在设计低水位下保留 0.8m～1.0m 的水深，以 满足养殖、航运、景观、环境生态的要求。 蓄涝区正常蓄水位、设计低水位及蓄涝容积应通过分析比较确定。 (2)排水闸、主干排水沟、截洪沟等排涝设施的布局及规模 根据涝区水文水利计算，确定排水闸、主要排水沟、渠的设计排涝流量和排涝特征 水位、主要建筑物尺寸等特征参数。 1)主干排水沟、截洪沟 主干排水沟一般根据最大排水流量设计，当有蓄涝容积时，采用调蓄后的最大排水 流量。截洪沟以设计洪峰作为设计流量，为避免截排流量过大，通常要设置一定的 蓄涝容积滞峰，在此基础上拟定一个合适的设计流量排走大部分洪量。 主干排水沟的日常水位一般通过最远处低洼农田（或地面）的平均高程，逐级推算 得到。设计水位是排除设计流量的水位，根据承泄区水位的情况，按各级沟道的比 降逐级进行计算。 主干排水沟设计流量和设计水位确定后，便可拟定其断面型式。 2)排水闸 排水闸的设计水位包括闸上设计水位和闸下设计水位。对无蓄涝区的水闸，闸上水 位采用闸前排水河道的设计水位，有蓄涝区的采用蓄涝区设计蓄涝水位。闸下水位 汛期按抢排要求确定，选择低于闸上水位 0.1m～0.2m；冬春季排除内河涝水的水 ——文章来源网络，仅供个人学习参考 闸，设计下水位一般采用外江多年平均枯季水位。当闸下有引水渠时，要考虑外江 到闸前的引水渠的水头损失。 对于无调蓄容积或蓄涝区容积很小的排水闸，其设计排水流量可直接采用排水河道 的设计排水流量；有蓄涝容积的一般需假定闸孔宽度、闸底高程等，按设计排涝标 准进行排涝演算，反复试算设计蓄水位后确定。对应最大排水流量的水位即为水闸 上下游设计水位。 闸底高程主要根据排水任务确定。从满足排空内湖涝水和满足低洼农田降低水位要 求而言，闸底高程要与闸前排水干沟沟底齐平。新开河道排水闸的闸底高程一般可 略高于河地或与河地齐平。闸底高程应结合闸孔宽度的选择，通过方案比较确定。 (3)机电排涝站布局及规模 根据涝区水量平衡及治涝措施，合理确定需要的机电排水流量；确定机电排涝站位 置、电源布置等。计算设计内外水位、设计扬程，确定排涝站装机规模。 1)进水池水位 最高内水位：指站前最高防洪水位，一般取排水区建站后 10～20 年一遇的内涝水 位。 最高运行水位：取排水区允许最高涝水位推算到站前的水位。 设计内水位：取由排水区设计排涝水位推算到站前的水位。 最低运行内水位：取按降低地下水埋深或调蓄区运行最低水位要求推算到站前的水 位。 2)出水池水位 最高外水位：按泵站工程水工建筑物设计洪水