某城区排涝泵站设计流量计算方法分析

某城区排涝泵站设计流量计算方法分析
摘要：排涝泵站对于城区的整体泄洪工作、排涝工作具有积极的意义和作用，
能够有效减轻城区的暴雨积水压力，为城区内部的生产生活创设相对稳定的环境
条件。

积极计算好排涝泵站设计流量，将能为泵站的建设工作提供良好的前提支
持和数据支撑。

本文主要是从某城区排涝泵站的基本情况入手，针对该城区的泵
站基本建设情况和排涝状况进行全面分析，并提出了一些排涝泵站设计流量计算
方法，为积极开展排涝泵站设计流量方面的计算工作提供借鉴。

关键词：城区；排涝泵站；流量计算方法；排涝流量
1.某城区排涝泵站的基本情况
东丽区全区共有中型水库1座，设计总库容1680万m3，坑塘湿地总面积约
22 km2。

共有灌排泵站137座，总提水能力326 m3/s；主要河口泵站提水能力148.1 m3/s。

农用桥、闸涵489座，二级河道跨河涵闸20座，形成了较完备的排
水灌溉体系。

务本河泵站位于东丽区稻地村西侧，务本河与海河交汇处。

是一座
灌排两用泵站，该站建于1976年，设计流量4.8m3/s。

该泵站承担着东丽区稻地村、赵北村、谢屯村、务本一村、务本二村、务本三村、老圈村等村庄的排水任务，控制排水面积为20.41km²。

该泵站河道调蓄流量为4.6m³/s，20年一遇流量
为30.89m³/s，规划出口泵站规模为20m³/s。

2.设计暴雨强度确定情况
该城区排涝泵站的流域降雨量资料齐全，来源较为准确可靠，针对20年来的最大24h降雨资料进行全面收集，积极针对水文年最大24h降雨量开展频率计算
工作，求得相应的年降雨量理论频率曲线，得出该泵站所在流域的20年一遇流
量降雨量为30.89m³/s。

根据《天津市平原地区农田除涝水文手册》中“天津市平原地区水文分区图”，务本河泵站排涝区位于Ⅱ3分区，年最大24h设计面雨量成果，具体情况如下表
1所示。

3.城区排涝泵站设计流量计算方法
针对城区排涝泵站设计流量情况进行全面细致的计算，将能够为充分发挥泵站的实际作
用和优势奠定坚实的前提基础，促进泵站运行效率的不断提升。

4.1最大24h雨型洪水流量时程分配方法
针对城区范围内的最大24h雨量和洪水流量时程情况进行充分考虑，通过最大24h雨型
洪水流量时程分配方法开展水量的计算工作，然后发挥调洪演算的作用，针对排涝区的设计
排水流量进行良好的推算和求解[1]。

通过调洪试算要求，确定外河的水位一般较高，超出了
普通情况，这样就导致自排闸在开展自排工作的过程中无法有效开始相应的抽排工作，因而
需要针对排涝的具体时间进行规定，使其在确定的范围内开始排涝，这样将能够最大限度发
挥泵站的排涝作用[2]。

在实际采用这种分配方法进行流量计算工作的过程中，首先，需要按
照天津市的暴雨径流情况进行全面查询，并按照相应的全市最大24h设计雨型，从而针对务
本河区域内部的最大24h设计雨型情况进行全面收集和记录[3]。

其次，依照设计雨型的相关
情况，需要将其所占据配比和三月合计暴雨值进行乘法计算，这样将能够计算出不同时段的
具体雨量情况。

再者，这些不同时段的雨量是计算具体流量值的重要基础，将其乘以相应的
径流系数，也就是通常所说的产流深度，并将泵站自身的集水面积进行充分结合，将能够得
对降雨产生的来水过程进行充分细致的了解[4]。

最后，降雨来水过程，只是最大24h雨型洪
水流量时程分配方法计算过程中的一个部分，还需要将这个来水过程和生活污水量、涵闸渗
漏量以及工业污水量和堤围等方面数据进行良好叠加，才能够得到总设计来水过程的准确数据。

通过这一系列步骤得出的洪水过程，充分利用排涝区水位和涌容关系，开展相应的调洪
试算工作，将能够有效开展排涝区设计排水流量的最终值计算工作[5]。

4.2城区泵站现阶段的排涝流量计算工作
针对城区泵站现阶段的排涝流量情况进行全面有效的分析和研究，积极开展相应的计算
工作，将能够为后续开展相应的排涝控制工作提供前提条件。

首先，需要针对该区域农田排
涝流量情况进行合理计算[6]。

在实际开展计算工作的过程中，主要采用的是《天津市平原地
区农田除涝水文手册》（2003年10月编制完成），其中涉及到的各方面数据包含了设计排
水流量（m3/s）、设计径流深（mm）以及排水河道设计断面控制的排水面积（km2）等。

而针对设计排水过程线进行计算的时候，同样需要借助天津市水利局所编制的水文手册，通过
次洪水最大排水流量（m3/s）、次洪水径流深（mm）、面积系数（取0.315）、概化过程线纵、横坐标值、流域面积（km2）以及概化过程线总历时等方面数据能够得到较为准确的计
算数值。

其次，针对城区排涝流量进行准确计算的过程中，需要将该城区和工业区的排涝流
量情况进行综合性的考虑，采用平均排除法，将能够得出较为准确的流量计算数值。

在具体
的计算过程中，需要充分借助于《天津滨海新区城市总体规划（2005～2020年）》，此次计
算中的径流系数取0.6，通过加权平均方法针对设计排涝流量（m3/s）、设计暴雨产生的径
流深（mm）、排涝小区中城区及规划城区面积（km2）、设计排涝模数（m3/s·km2）以及排涝历时（天），等方面数据进行良好计算，从而得到相应的计算结果。

最后，将务本河排水
系统内现状农田涝水与城区涝水进行叠加计算，将能够计算出最终的排涝流量，为9.94 m³/s。

4.结束语
排涝泵站在长期的运行过程中，难免会出现各种各样的问题，无法有效适应当前排涝需求，因而充分计算排涝泵站的设计流量，将能够实现城区排涝的畅通，提供前提保障。

针对
城区排涝泵站设计流量计算方法进行全面细致的研究，能发现除了本文所介绍的最大24h雨
型洪水流量时程分配方法和具体排涝计算工作方法之外，还能够良好采用产流汇流法、平均
排除法、灌溉流量计算法等方面，同样能够发挥积极的作用。

参考文献：
[1]高成, 刘俊. 滨江城市泵站设计排涝流量计算方法研究[J]. Journal of Water Resources Research, 2012, 01(4):251-255.
[2]郑雄伟, 王霞, 康瑛,等. 丘陵地区城市排水防涝标准及泵站规模探讨[J]. 给水排水, 2016,
42(11):21-24.
[3]姜建波, 张跃飞, 张绍广. 某城区排涝泵站水泵设计选型[J]. 中国水运月刊, 2015, 15(12):194-195.
[4]肖君健, 罗强, 罗文兵. 基于水力模型的城市排水干渠排涝流量计算方法[J]. 中国给水排水, 2016(13):140-146.
[5]刘静森, 程吉林, 黄勇,等. 不受潮汐影响城镇圩区排涝泵站群常规调度方案优化[J]. 灌溉排水
学报, 2015, 34(3):17-23.
[6]于畅, 郝曼秋, 高成,等. 平原城市自排区排涝模数计算方法研究[J]. 水资源与水工程学报, 2014(6):184-186.。