排水模数与几个经验公式计算方法.pdf

2 0 1 3年第 l 2期 ( 第 4 1卷) 黑龙江水利科技 H e i l o n g j i a n g S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o f Wa t e r C o n s e r v a n c y No 1 2 201 3 ( T o t a l N o 4 1 ) 文章编号 ： 1 0 0 7 7 5 9 6 ( 2 0 1 3 ) 1 2 0 1 0 80 2 排水模数与几个经验公式计算方法 侯庆国 ， 文顺玉 ( 1 鹤 岗市水利工程建设管理处， 黑龙江 鹤岗 1 5 4 1 0 0 ； 2 宁安市水政水资源管理委员会， 黑龙江 宁安 1 5 7 4 0 0 ) 摘要 ： 由于2 0 1 3 年黑龙江省境内嫩江、 黑龙江在8 唧9 月发生5 0 a 一遇至百年一遇洪水 ， 松花 江干流亦有相当 1 0 a 一遇上下洪水 ， 全省不少地区雨量偏多 ， 加之 1 1 月雪量为近几十 年来之最 ， 因此 2 0 1 4年排水治涝任务较重。为此 ， 笔者提供几种排涝工程设计中可采 用的排水模数计算方法 ， 供设计者在可能情况下采用。 关键词 ： 排水模数 ； 影响因素； 设计排水流量 ； 经验公式法； 平均排除法 中图分类号 ： $ 2 7 6 文献标识码： B 0 引 言 黑龙江省在 2 0世纪 6 0 7 0年代 ， 水利建设方 针重点放于防洪治涝。江河 防洪标 准很 低 ， 农 田水 利建设刚刚起步 ， 江河洪水泛滥及集 中降雨或 大暴 雨常常造成农 田受淹 ， 洪灾涝灾为主要灾害。 因此黑龙江省我省洪涝灾害面积几乎 占耕地面 积一半 ， 全省界定的大 中小涝 区具有相当数量。 2 O世纪 6 0 - - 7 0年代的水利基本建设工程在治 涝方面投入了大量人力 、 物力和财力 ， 而且 突出以群 众投劳为 丰开展 建设。 2 0世纪 7 0 8 0年代的三江平原开发建设 中， 在 水利建设项 目方面 中， 以几个 内河 的排水 骨干工程 为主进行 ， 对排除湿地渍水 和低洼 内涝 ， 构造排水体 系起到非常明显的作用。 党的十一届 三 中全会提 出改革开放 以来 ， 黑龙 江省农业结构发生 巨大变化 ， 农 田基本建 设突 出了 兴利除害， 随着灌区配套工程建设， 节水灌溉示范区 建设以及以小流域综合治理 的水土保持建设 ， 黑龙 江省许多涝 区逐步发展为水稻种植 区， 三江平原大 面积的旱作为区亦改造为以井灌为主， 地表水补的 水稻区。过去 2 O多年对排水治涝提出的甚少。 但是 2 0 1 3年黑龙江省松 、 嫩 、 黑 三江 的洪水造 成沿江农 田的灾害 ， 集 中降雨形成 的从涝 区改造 为 水稻灌溉 区的受淹总结出对防洪治涝工程 ， 特别是 水稻种植 区形成能灌能排的灌排体系工程今后要倍 加重视。 因此 ， 文章对过去常常进行科学实验确定 推广 的排水模数作以阐述 。 1 排水模数的涵义 排水模数是单位面积 的最大排水流量。排水模 数包括排除地面涝水的排涝模数 和地下排水模数两 种 ， 由于最大排水流量是在排涝时产生 的， 且地下排 水模数又较小 ， 通常排水模数即指排涝模数。 排水沟某断面的排涝设计流量等于该断面所控 制的面积与该面积内排水模数的乘积 J 。所以， 排 水模数是排水 系统设计 的基本数据 ， 也 是衡量排涝 能力的技术指标之一 。 2 影响排水模数的主要因素 排涝模数主要与设计暴雨历时、 强度和频率、 排 收稿 日期 2 0 1 3 0 6 2 1 作者简介 侯庆 国( 1 9 7 0一) ， 男， 黑龙 江鹤 岗人 ， 工程 师； 文顺 玉( 1 9 7 0一) ， 女 ， 黑龙 江宁安人 ， 助理 工 程 师。 一 l 0 8 侯庆国， 等： 排水模数与几个经验公式计算方法 第 1 2期 涝面积、 排水区形状、 地面坡度、 植被条件和农作物 组成 、 土壤性质 、 地下 水埋深 、 河 网和湖泊 的调蓄能 力、 排 水沟 网分布情况 和排水 沟底 比降等 因素 有关 。 由于影响因素很多， 难以精确分析， 除对不同地 形、 不同植被、 不同土壤、 不同作物、 不同气象等区域 进水排水工程典型 区设计 ， 并系统进行 降水 、 渗透 、 蒸腾、 产流等资料参数多年观测分析得出相应排水 模数外， 一般情况多采用经验公式计算方法 。 3 目前推荐的计算方法 目前推荐的计算方法有平原区设计排水模数法 和平均排除法。 3 1 平原区设计排水模数法 平原区设计排水模数经验公式为 ： g=K R A ( 1 ) 式中： g为设计排涝模数， m s k m ； R为设计暴雨 产生的径流深 ， m m； A为设计控制 的排水 面积 ， k m ； K为综合系数( 反映降雨历时、 流域形状、 排水沟网 密度、 沟底比降等因素) ； m为峰量指数( 反映洪峰与 洪量关系) ； n为递减指数 ( 反 映排涝模数与面积关 系 ) 。 3 2 1 平原区旱地设计排涝模数法 平原 区旱地设计排涝模数计算公式为 ： T ( 2 ) 式中 ： q 为旱地设计排涝模数 ， m s k m ； T为排涝 历时 ， d 。 3 2 2 平原区水 田设计排涝模数法 平原区水田设计排涝模数计算公式为 ： ( 3 ) g 广 L j 式 中： q 为水 田设计 排涝模数 ， m。 s k m ； P为历 时为 T的设计暴雨量 ， m m； h 为水 田滞蓄水深 ， mm； E T 为历时为 T的水 田蒸发量 ， m m； F为历时为 T的 水 田渗漏量 ， m m。 3 2 3 平原区旱地和水田综合设计法 平原区旱地 和水 田综合设计排涝模数计算 公式 ： ( 4 ) 斗 式中： q 。 为综合设计排涝模数， m s - k m ； A 为旱 地面积 ， k m ； A 为水田面积 ， k m 。 3 3 国外排水模数的某些计算方法 K、 m、 应根据具体情况， 经实地测验确定。 以下列举 欧美各国与俄罗斯采用的方法， 见 3 2 平均排除法 表 1 。 具体包括 3个部分 ： 表 1 国外排水模数经验公式举例表 欧美各国 俄罗斯 q F y , - f 式中 、 y , z 均 为常数 ； q为设计 排水模数 ； F为排 水沟道设计 断面所控制的排水面积。 F ： + B 式中A P 为与设计频率有关的参数； C 、 B为常数； 其余符号 意义同前 参考文献： 1 崔宗培， 徐乾清 ， 吴以鳌， 等中国水利百科全书 M 北 京 ： 水利电力出版社 ， 1 9 9 0 2 国家质量技术监督局， 中华人民共和国建设部 G B 5 0 2 8 8 - 9 9灌溉与排水工程设计规范 S 北京： 中国计划出版 社 ， 1 9 9 9 3 兰荣华， 刘冠军 辽宁省 中部平原及东南沿海涝区排水 模数分析 J 水利水电工程设计， 2 0 0 5 ， 2 4 ( 0 2 ) ： 2 6 2 8 4 张立春关于三江平原排水模数的几点意见 J 黑龙江 水利科技， 1 9 9 6 ( 0 2 ) ： 1 3 71 4 0 - - - - 1 0 9 -