韩冬梅，许经宇

（吉林省水利水电勘测设计研究院，吉林 长春 130021）

0 引言

沿河湖的低洼处，常在雨季或汛期外河水位高于堤内内河水位，排水沟渠的水不能自流排出，形成内涝，此时需要在排水渠出口设置强排泵站，将水排泄至外河承泄区。此种情况下，需要建设自排和强排结合的交叉建筑物，以满足排涝需求。在内河水位高于外河水位时自排；内河水位低于外河水位的情况下强排。

在排水沟渠的交叉建筑物设计中，交叉建筑物上游流域面积较小时，设计流量就是设计频率的河（沟）道洪峰流量；当交叉建筑物上游流域面积较大，且上游河（沟）槽、滩地及低洼地带有一定的蓄水容积，可对洪水起到一定的滞蓄作用时，应通过调洪演算确定削峰后排涝站的下泄流量，以使交叉建筑物的规模相应减小。

1 工程概况

某排涝站位于吉林省辉南县辉发河堤防上，排涝站主要承担41.52 km2区域的排涝任务。原排涝站设有4台机组，5孔自排涵洞，泵站与自排涵洞并列布置，现已失去强排功能。现设计排涝站排涝标准为10年一遇，一日暴雨两日排除，p=10%洪峰流量为39.60 m3/s。排涝站为自、强排结合泵站，当涝区内水位高于外河水位的情况下自排；在涝区内水位下降到289.80 m，且涝区内水位低于外河水位的情况下，启用排涝站强排。

2 自强排泵站规模的确定

2.1 排涝站强排流量的确定

1）洪水调节原则

根据工程实际，从控制泵站投资规模考虑，计入沟渠的调蓄作用。涝区内有泡塘、沟渠与排涝站相连，宽度为11～40 m，沟渠两侧291.00 m高程以上地势平坦，为大片旱田。旱田排渍深度为1.00 m，耐淹水深为0.12 m；为了满足作物对降低地下水位的要求，作物耕地的平均高程减去作物的适宜地下水埋深（排渍深度），再减0.20 m，确定排涝站最低运行水位为289.80 m。在确定排涝站设计流量时，控制水位不超过植物耐淹高程（291.12 m）。

2）水位～淹没面积～容积关系

水位～淹没面积～容积关系见表1。

表1 水位～淹没面积～容积关系表

3）洪水过程线

采用排涝站前10年一遇洪水过程线进行调节计算，控制蓄滞最高水位不超过291.12 m。

4）洪水调节成果

用试算法进行洪水调节计算，洪水调节计算主要成果见表2。

表2 调节计算主要成果表

经调节计算，确定排涝站设计流量为11.2 m3/s。相应洪水历时48 h，沟渠最大存水量为67.63万m3，滞蓄最高水位291.12 m。

2.2 排涝站自排涵洞流量的确定

排涝站自排涵洞与强排相同，考虑乡镇沟渠的调蓄作用，采用两种方案进行比选，复核确定涵洞尺寸：方案一，保持原排涝站自排涵洞5孔尺寸不变，排水涵洞尺寸为2.0 m×2.0 m；方案二，排水涵洞尺寸为2.5 m×2.5 m，共3孔。上游水位～容积关系和上游水位～下游水位～涵洞泄量关系见表3。

表3 上游水位～容积排水涵洞上游水位～下游水位～涵洞泄量关系表

自排涵洞按照10年一遇洪水过程线，用试算法进行调洪计算，排水涵洞调节成果见表4。

表4 排水涵洞调洪成果表

由表4可见，3孔涵洞的调蓄能力和原5孔涵洞接近，从控制投资规模考虑，确定排水涵洞孔口尺寸为2.5 m×2.5 m，共3孔，将最大泄量31.39 m3/s作为排水涵洞的设计流量。

2.3 特征水位的确定

1）排涝站进水池水位：按涝区内30年一遇洪水标准计算的内涝水位为最高水位293.25 m；按涝区内10年一遇洪水标准调节后的最高水位291.12 m为最高运行水位；按涝区内10年一遇洪水标准调节后的平均水位290.85 m为设计运行水位；按涝区内满足作物对降低地下水位的要求确定最低运行水位为289.80 m。

2）排涝站出水池水位：按辉发河20年一遇洪水标准水位294.16 m为最高水位和最高运行水位；按辉发河10年一遇洪水标准水位293.06 m为设计运行水位；按调度运行原则考虑最低运行水位为289.80 m。

3）排水涵洞设计水位：按调节计算泄量最大时的上游水位290.39 m为上游设计水位；按调节计算泄量最大时的下游水位289.10 m为下游设计水位。

3 结语

平原湖区在兴建排水泵站前，一般都有自排排水闸。当扬程较低、内外水位变幅不大的情况下，中小型排涝站可以考虑自排、强排相结合的形式。自排、强排结合排涝站规模的确定至关重要，在满足排涝站的排涝功能最优化的同时，可以更好地控制排涝站工程投资。文中工程实例中关于自排、强排结合泵站规模的计算，可为其他类似工程规模的确定提供参考。