白湖垸排水规划设计说明书

1、精选优质文档-倾情为你奉上目录第1章 基本资料一、 地理及气候南方，沿江滨湖圩垸区，地势低，比降一般在1/20001/6000之间，常受涝、渍灾害。气候温和，雨量充沛，多年平均降雨1200mm，年内分布不均，雨季（59月）占70%；多年平均蒸发量1010mm。二、 耕地面积白湖垸总面积60km2，耕地面积44.5 km2（其中水田40 km2，旱地4.5 km2），村庄、道路、林地等10 km2，白湖水面面积5.3 km2。三、 治理要求由于该垸地势较平坦，降雨集中，雨季新平江水位高，内水排泄不畅，易发生渍涝，夏季气温高，作物耗水量大，旱象也相当严重。因此白湖垸经常遭受涝、渍、旱等灾害，农业生

2、产受到严重影响。为此，当地水利部门已着手对白湖垸进行治理，提出了下列规划标准及治理要求。（1）除涝标准十年一遇三日暴雨210mm，三日排至作物耐淹水深。暴雨时期荒地、村庄、道路及林带等径流系数为0.6，水田有效滞涝水深为60mm，根据统计资料分析，暴雨期间三日水面蒸发量为10mm。（2）排水闸拟在白湖出口陈家村附近规划一座排水闸。闸底高程19.5m，闸宽2m，闸高4m，白湖在新平江高水期间用以调蓄部分涝水，汛后（9月份以后）利用该闸把部分涝水排出，并要求双季晚稻收割前(10月5日)，将白湖水位降至20.7m，以便落干水层收割双季稻，并有利于红花草子的生长。本次规划要求进行汛后排水闸排涝能力演算

3、，如不能如期达到要求，需要对闸的尺寸进行调整。（3）排水泵站雨季白湖日常水位控制在20.7m，暴雨后允许短期上升至22.0m，根据附近水文气象资料分析，雨季两次暴雨的间隙时间l015天，为了腾空白湖容积以迎接下次暴雨，在五、六、七月中，要求在雨后12天将白湖水位降至20.7m，外排站设计外江水位26.1m，设计水泵平均效率系数为0.75。为此，拟在陈家村附近建一座电动排涝泵站，主要用来在汛期两次暴雨间隙腾空白湖容积以迎接下次暴雨，该站的外江设计水位为26.1m。相应的排涝流量称排湖流量。该排涝泵站还有另一个功能是在汛期暴雨期间抢排白湖蓄不下来的水。相应的排涝流量称排田流量或抢排流量。本部分要求

4、对泵站进行设计，包括设计流量、扬程、功率等。泵站的设计流量应取排湖流量和抢排流量中较大者。（4）开闸期间降雨、蒸发及新平江水位资料根据对降雨资料的分析，白湖垸大暴雨多发生在五、六、七月，在此期间为了发挥白湖的滞涝作用，白湖日常水位应控制在20.7m，进入八月后，雨量减少，白湖水位可适当升高，但不能超过22.0m。汛后待新平江水位降至22.0m以后，可开闸排涝。设计年开闸排水期间新平江日平均水位及白湖垸的降雨、蒸发资料见表1-1。表1-1 新平江开闸排水期间日平均水位月9月10月日10152025305新平江日平均水位（m）2221.821.521.320.920.2表 1-2 新平江开闸排水期

5、间蒸发、降雨资料月9月10月日101516202125263015蒸发量（mm）1715141519.9降雨量（mm）20353000径流系数0.40.40.4（5）灌溉泵站为了保证农业稳产、高产，拟在白湖镇设置灌溉泵站，以西河为灌溉水源，对垸内农田进行提水灌溉，设计灌溉保证率90。本次规划仅进行泵站位置的布置，不进行设计。（6）地下水位控制 参照附近地区经验，根据作物对地下水位要求，垸内地下水位限制在离地面0.5m以下。（7）沟道通航要求 由于垸内规划有公路网，因此一般河道均无通航要求，规划中仅考虑干沟通航民船。因此，干沟中日常水深不得小于0.5m，沟道的宽度不小于2米。四、 设计内容（1）

6、排水系统的规划设计1）排水和灌溉系统的规划布置。一般只要求布置干、支两级；在白河下游靠近白湖较低的地区选择典型地块布置排水灌溉系统直到田间渠系，并绘制1/500平面规划布置图。另外对相应的建筑物进行布置，包括灌溉泵站、排涝泵站、排涝闸以及交叉建筑物等。2）排水沟道排涝流量计算。主要计算干沟各段的设计排涝流量。3）排水沟道纵横断面设计。从各支沟选择参考点推求各支沟要求干沟的水位，并初步确定干沟的日常水位线和排涝水位线，划分抽排区和自排区。根据设计排涝流量确定干沟各段的横断面。最后绘制干沟纵横断面图。（2）电动排涝泵站的设计流量和装机容量的确定。根据排涝站排田（暴雨期间排走白湖蓄积能力的水）和排湖

7、（在汛期两次暴雨间隙腾空白湖容积以迎接下次暴雨）两项任务，分别计算排田流量和排湖流量，并进行扬程和装机容量的确定。（3）排水闸排涝演算，校核排水闸的尺寸。根据汛后新平江的平均水位及相应的蒸发、降雨资料，校核排水闸的尺寸是否满足排涝要求，即排水闸是否在规定的时间内（9月10至10月5日），将白湖水位降至20.7m。如不满足，需要重新调整排水闸尺寸。第2章 灌溉排水系统规划设计一、 灌溉系统布置（干、支渠）1） 水源：西河2） 取水方式：抽水。取水口尽量位于区域高处，且有利于取水的地方。3） 干渠：干渠布置在高处（南北两侧），有利于控制整个面积。4） 支渠：支渠根据地形布置。西部单面坡时，支渠单向

8、控制，与支沟相邻布置；东部地形有起伏，支渠可沿脊线布置，采用双向布置，与支沟相间布置。二、 排水系统规划排水系统的布置，包括承泄区和排水出口的选择、各级排水沟道的布置、闸泵湖联合运用必要的建筑物。1） 承泄区：用于承泄灌区的涝水，本灌区新平江为承泄区。2） 白湖：用于雨季滞涝，调蓄圩垸的涝水。3） 干沟：白河。4） 支、斗、农布置：支沟基本垂直于干沟，且垂直于等高线利于排水。白湖附近局部地区难以自排入湖，可设置二级泵站，先将涝水排入沟中在提排至上级沟道或直接抽排至白湖。具体抽排面积在纵断面设计过程中，由参考点要求干沟水位与干沟设计水位的关系确定。5） 排水闸：新平江在白湖出口处陈家村已拟建一排

9、水闸，汛期外江水位高时关闸，汛后外江水位低时开闸放水，本次需要校核拟建排水闸的排涝能力。6） 排涝泵站：拟在陈家村建一排涝泵站。排涝泵站有两个用途：一是汛期两次暴雨间隙，12d内将白湖水位降至雨季正常水位，以腾空库容迎接迎接下次暴雨；二是在设计暴雨期间（3日暴雨内）需要抢排白湖无法容纳的水量。第3章 排涝流量计算一、 设计标准10年一遇，3日暴雨，3日排除。二、 排涝模数计算（由于水网垸区有一定的调蓄能力，不论排水面积多少，平均排除法是比较适用的）式中q综合综合排涝模数，m3/(s.km2)；R综综合径流深，mm；t规定的排水时间，d。水田 旱地 带入数据，计算如下：三、 流量推算干沟各段排涝

10、流量的推求支够流量推求式中Q支支沟的设计排涝流量，m3/s；F支支沟控制面积，km2。干沟各段流量为该段之前汇入干沟的各支沟流量之和。列表给出各支沟控制面积、支沟流量、干沟各段流量如下：支沟123456789换算面积4.95 4.40 7.29 9.90 5.32 6.27 4.71 7.76 3.92 Q设2.602 2.311 3.831 5.202 2.794 3.295 2.473 4.077 2.061 干沟各段流量见下表沟段OAABBCCD流量2.602 8.208 14.512 23.790 第4章 排水沟的设计水位和排水沟断面设计一、 排水沟的设计水位1、 排渍水位（日常水位）

11、 排渍水位要求在日常能控制地下水位在一定深度。通过在各支沟选择参考点推求各支沟要求干沟的水位Z排渍，将各支沟的Z排渍按桩号点会在图上，并于设计日常水位线进行对比。各参考点在平面图上的位置也应该标记出来。如果日常水位线在白湖入口处的高程Z沟末（20.7+0.2）m，且任何一条支沟的Z排渍均大于干沟的设计日常水位，则全圩垸的水均可自流。否则部分不能自排，需要划分抽排区和自排区。选择参考点：要求每一支沟选择2个参考点，一个为最低点，一个为师出最远点。干沟比降1/8000，支沟比降1/40001/10000，斗沟比降1/20001/5000，农沟坡降一般与地面坡降一致，取1/4000。列表计算各支沟要

12、求的排渍水位。A0参考点地面高程，m；D农农沟排渍水位离地面距离，本设计中要求地下水位限制在地面0.5m以下，由此确定D农（0.5 + 0.20.30.70.8m）。Li农、斗、支各级沟道沿程水头损失之和，m。Z排渍水位线的局部水头损失之和，m。包括闸、过路建筑物如过路涵、上下级沟道水位落差等的损失。一般过闸水头损失取0.05-0.1，上下级沟道水位落差一般取0.1-0.2m。其中式中H作物生长要求控制的地下水埋深，取0.5m；h相临农沟中心处地下水位距离农沟水面的高度，一般不小于0.2-0.3m，取0.2m。具体计算如表3-1所示：推求设计日常水位时，从干沟入白湖点F(取20.9)往前推，依

13、次减去各段干沟的沿程损失，并将其与排渍水位进行比较，结果如下表所示：表4-2 排渍水位与设计日常水位比较表干沟点号OABCD距A点距离（km)01.782.985.186.88排渍水位(m)19.996 21.2267921.4892921.7642922.06429设计日常水位(m)20.921.122521.272521.547521.76根据表3-2中排渍水位与设计日常水位相对大小，并与表3-1中个支沟比较可得，在排渍水位时，所有支沟都可实现自排，但在入湖口处，需要抽排，需在白湖入口处O点建二级泵站。2、 排涝水位选择参考点，列表计算各自的排涝水位式中A0参考点地面高程，m；h农沟首端与

14、田面的距离，m，一般为0.2m；Li农、斗、支各级沟道沿程水头损失之和，m；Z排涝水面线的局部水头损失之和，m。通过在各支沟选择参考点推求各支沟要求干沟的水位Z排涝，将各支沟的Z排涝按桩号点会在图上，并于设计日常水位线进行对比。各参考点在平面图上的位置也应该标记出来。如果日常水位线在白湖入口处的高程Z沟末（22+0.2）m，且任何一条支沟的Z排涝均大于干沟的设计日常水位，则全圩垸的水均可自流。否则部分不能自排，需要划分抽排区和自排区。具体计算如表3-2所示：推求干沟设计水位时，从干沟入白湖点F（取22.2m）往前推，依次减去各段干沟的沿程损失，并将其与排涝水位进行比较，结果如下表所示：表4-4

15、 排涝水位与设计水位比较表干沟点号OABCD距O点距离（km)01.782.985.186.88排涝水位(m)20.496 21.7267921.9892922.2642922.56429设计日常水位(m)22.222.422522.572522.847523.06根据表3-4中排涝水位与设计水位相对大小，并与表3-3中个支沟比较可得，在排涝水位时，所有支沟均需要抽排，故在入白湖口处建一座二级泵站，实现对支沟的抽排。专心-专注-专业4-1 排渍水位计算支沟A0D农L农i农Li1L斗i斗Li2L支i支Li3lizB分一支最低230.700.001000.00025000.0.000 0.000

16、0.200 22.100 22.064 最远24.50.77000.0010.716000.000250.420000.0.286 1.386 0.350 22.064 二支最低23.20.700.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 22.300 21.764 最远24.350.77000.0010.718000.000250.4527000.0.386 1.536 0.350 21.764 三支最低22.80.700.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 21.900 21.775 最远24.50.77000.0010.71900

17、0.000250.47535000.0.500 1.675 0.350 21.775 四支最低22.80.700.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 21.900 21.227 最远23.80.77000.0010.713500.000250.337534000.0.486 1.523 0.350 21.227 五支最低22.30.700.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 21.400 19.996 最远230.77000.0010.721600.000250.5450000.0.714 1.954 0.350 19.996 六

18、支最低23.20.700.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 22.300 21.893 最远24.550.77000.0010.722000.000250.5525000.0.357 1.607 0.350 21.893 七支最低22.80.700.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 21.900 21.489 最远240.77000.0010.715000.000250.37527000.0.386 1.461 0.350 21.489 八支最低22.80.700.001000.00025000.0.000 0.000 0.2

19、00 21.900 21.275 最远23.80.77000.0010.715000.000250.37528000.0.400 1.475 0.350 21.275 九支最低22.30.700.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 21.400 20.325 最远22.80.77000.0010.713000.000250.32528000.0.400 1.425 0.350 20.325 4-3 排涝水位计算支沟A0D农L农i农Li1L斗i斗Li2L支i支Li3lizB分一支最低230.200.001000.00025000.0.000 0.000 0.200

20、 22.600 22.564 最远24.50.27000.0010.716000.000250.420000.0.286 1.386 0.350 22.564 二支最低23.20.200.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 22.800 22.264 最远24.350.27000.0010.718000.000250.4527000.0.386 1.536 0.350 22.264 三支最低22.80.200.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 22.400 22.275 最远24.50.27000.0010.719000.000

21、250.47535000.0.500 1.675 0.350 22.275 四支最低22.80.200.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 22.400 21.727 最远23.80.27000.0010.713500.000250.337534000.0.486 1.523 0.350 21.727 五支最低22.30.200.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 21.900 20.496 最远230.27000.0010.721600.000250.5450000.0.714 1.954 0.350 20.496 六支最低23

22、.20.200.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 22.800 22.393 最远24.550.27000.0010.722000.000250.5525000.0.357 1.607 0.350 22.393 七支最低22.80.200.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 22.400 21.989 最远240.27000.0010.715000.000250.37527000.0.386 1.461 0.350 21.989 八支最低22.80.200.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 22

23、.400 21.775 最远23.80.27000.0010.715000.000250.37528000.0.400 1.475 0.350 21.775 九支最低22.30.200.001000.00025000.0.000 0.000 0.200 21.900 20.825 最远22.80.27000.0010.713000.000250.32528000.0.400 1.425 0.350 20.825 二、 排水沟断面设计1、 干沟各段横断面设计根据排涝设计流量确定沟道的过水断面。设计底宽一般为0.5的整数倍，便于施工。通航民船要求：沟道的日常水深应不小于0.5m，宽度应不小于2.0

24、m。2、干沟纵断面设计首先根据干沟沿线各桩号的地面高程线；然后，根据干沟对控制地下水位的要求以及选定的干沟比降，逐段绘出日常水位线；再根据通航、养殖要求所确定的干沟各段水深，定出沟底高程线；最后，再由沟底向上，根据排涝设计流量要求的水深，绘制干沟最高水位线。纵断面设计和横断面设计是相互联系的，需要配合进行。纵断面设计时注意减少雍水现象，发生该现象时，可通过调整底宽，从而改变设计水深。纵断面图应包括桩号、地面高程、最高水位、日常水位、沟底高程、沟底比降、挖深等。设计底宽一般为0.5的整数倍，便于施工通航民船要求：沟道的日常水深应不小于0.5m，宽度应不小于2.0m。沟段名称底宽b（m）水深h(m

25、)边坡系数m渠床糙率n流量Q(m3/s)设计流量Q(m3/s)渠道输水能力校核断面流速v(m/s)不淤流速v'(m/s)不冲流速v"(m/s)OA段6.52.8520.02523.066 23.790 0.030 0.663 0.350.851 AB段52.4520.02514.340 14.512 0.012 0.591 0.350.810 BC段41.9920.0258.158 8.208 0.006 0.514 0.350.765 CD段2.51.320.0252.550 2.602 0.020 0.385 0.350.682 第5章 排涝泵站的设计流量和装机容量一、

26、排涝泵站的设计流量1、 绘制白湖水位水面面积蓄水容积曲线图白湖水位（m）17181920212223水面面积（km2）0244.85.15.35.5蓄水容积（104m2）0140380790126017202180由白湖水位-水面面积-容积关系表可得如下图表：2、 抢排流量（排田流量）计算（注意单位换算）（1） 总产水量计算V总=【1000（P-h田-E）×F水1000P×F旱】/10000=【1000*（210-60-10）*40+1000*0.6*210*14.5】/10000=742.7万m3式中F总圩垸总的排涝面积，km2。（2） 抢排流量计算 式中Q抢排抢排流量，

27、m3；V抢排抢排水量，万m3；T排水天数，d；本设计中T=3d；t每天开机小时数，h；一般电排为18-22h，本设计取t=20h。带入数据得：（3） 抢排流量计算 式中V总设计暴雨期间圩垸内的总产水量，万m3；V湖蓄设计暴雨期间白湖可以滞蓄的水量，万m3；V沟蓄设计暴雨期间圩垸内沟道（主要指干沟）可以滞蓄的水量，万m3。带入数据得：（4） 白湖滞蓄水量式中V湖最高白湖最高水位（22.0m）对应的白湖容积，万m3；V湖日常白湖日常水位（20.7m）对应的白湖容积，万m3；分别为三日暴雨期间湖面降雨量和蒸发量，查白湖水位水面面积蓄水容积曲线图，白湖水位h=22.0m；白湖日常水位h=20.7m，式

28、中E设计暴雨期间（3日内）湖面的降雨强度，mm；A湖最高白湖最高水位（22.0m）对应的湖面积，km2；A湖日常白湖日常水位（20.7m）对应的湖面积，km2。综上，（5） 排水沟滞蓄水量 沟蓄指沟道在降雨期间的蓄涝能力，即排涝水位和排渍水位之间的容积。一般仅考虑干沟的蓄涝能力。由于干沟断面分段变化，V沟蓄可按设计的干沟分段列表计算，最后汇总求得 式中V沟最高沟道排涝水位对应的容积，万m3；V沟日常沟道日常水位对应的容积，万m3；V1，设计暴雨期间（3日内）沟面的降雨量，万m3；V2，设计暴雨期间（3日内）沟面的蒸发量，万m3。式中P设计暴雨期间（3日内）湖面的降雨强度，mm；A沟最高沟道排涝

29、水位对应的面积，km2。式中A沟日常沟道日常水位对应的面积，km2。沟段名称底宽b（m）边坡系数m排涝h(m)排渍h（m)长度V最高V日常A最高A日常V1V2V沟蓄OA段6.522.851.5517806.189 2.649 0.032 0.023 0.669 0.027 10.433 AB段522.451.2512002.911 1.125 0.018 0.012 0.373 0.015 BC段421.990.8922003.494 1.132 0.026 0.017 0.553 0.021 CD段221.40.417001.142 0.190 0.013 0.006 0.271 0.010

30、 3、 排湖流量依据资料有：雨季两次暴雨的间隙时间10-15d，为了腾空白湖库容以迎接下次暴雨，在5月、6月、7月3个月中，要求外排站在雨后12d将白湖水位由22.0m降至20.7m，其对应的流量为排湖流量。1）排湖流量Q排湖的计算（排湖T12d）式中Q排湖排湖流量，m3/s；T排水天数，d；T=12d；t每天开机小时数，h，本设计取t=20h。带入数据得：2）排湖水量V排湖的计算排湖期间的湖蓄和沟蓄的计算类似抢排期间，只是排湖期间的蒸发量与抢排期间不同，而且排湖期间不考虑降雨的产生式中V，湖蓄排湖期间的白湖的蓄涝容积，万m3；V，沟蓄排湖期间的沟道的蓄涝容积，万m3。其中式中V湖排湖期间湖面

31、的蒸发量，万m3；V沟排湖期间沟面的蒸发量，万m3。式中排湖期间每日蒸发强度，mm/d，一直暴雨期间3日蒸发量为10mm，则3.3mm/d。综上4、 排涝泵站的设计流量比较排田流量和排湖流量，取大值。Q设=max（Q抢排，Q排湖）=10.249m3/s。二、 装机容量的确定已知外排站设计外江水位26.1m，设计水泵平均效率系数为0.75。(1）泵站设计扬程式中：设计外水位，m；是选泵的依据，一般用临界期较常出现的外河水位进行分析得到，此处由资料知取26.1m；设计内水位，m；水泵运行期间经常出现的内水位。此处取白湖最高水位与日常水位的平均值，=21.35；设计损失水位，m；H设损为（H设计-H

32、设内）的0.15倍至0.2倍；系数，1.151.2，本设计取A=1.2。(2）水泵的有效功率；式中：水泵的有效功率，kW（或1000）；水的密度，1000kg/m3；重力加速度，9.8牛顿，（1千克力=9.81牛顿）；泵站的设计流量，m3/s；设计外水位，m。(3) 水泵的轴功率式中：水泵的效率，此处为0.75。(4）水泵的设计装机容量K为动力机备用系数，取K=1.2；为机械传动效率，取=1.0。第6章 排水闸排涝演算已知闸底高程19.5m，闸宽b=2m，闸高4m，判断在10月5日之前，是否将白湖水位降到预定水位20.7m。根据汛后新平江的平均水位及相应的蒸发、降雨资料，较核排水闸的尺寸是否满足排涝要求。如不满足，需要重新设计排水闸。一、 排涝闸排水流量排涝闸建议按宽顶堰出流计算，流态判断和流量计算公式如下：淹没流： 自由流： 式中：闸前水深，m；闸后水深，m；闸孔宽度，m；侧收缩系数，-；取0.9；流速系数，-；取0.9；宽顶堰流量系数，-；取1.6。二、 时段内排水量 式中：时段内排水量，万m3；t排水时段，天；取5天；时段初和时段末排涝闸排水流量的平均值，m3/s。三、 入湖总水量 式中：入湖总水量，万m3；即排水期间由于降雨和蒸发导致的白湖水量变化；P、E分别为时段内的降雨和蒸发量，m