摘要：在佛山市建设广东省第三大城市的过程中，水利作为基础产业必须要先行。地处珠江、西江河网交汇区的佛山市，必须大力建设排涝泵站，提高防涝减灾能力。笔者结合工程实例，提出如何确定城市排涝泵站的排涝流量，供大家参考。
关键词：泵站 排涝流量 确定
1 引 言
在佛山市建设广东省第三大城市的过程中，随着城市化、城镇化进程的不断加快，特别是佛山新城区和全市10个工业园区的建设，必将导致原有的泵站排涝能力不足，因此，必须通过重建和新建排涝泵站，增加排涝流量，提高防涝减灾能力。笔者结合佛山市九江基泵站工程实例，提出如何确定城市排涝泵站的排涝流量，同时，论述广东省现有排涝标准已不能满足城市排涝要求，宜适当提高。
2 工程概况
佛山市禅城区九江基泵站为80年代初建成的排涝泵站，地处禅城区西部（以下简称城西区），原设计排涝流量8.6m3/s，装设3台ZLB900轴流泵，按城市管网及河涌分布，分摊的集雨面积为8km2。城西区集雨面积28.90 km2，现有泵站5座，设计排涝流量46.94m3/s。随着城市化、城镇化进程的不断加快，城西区相当部分的已开发成新城区。城市下垫面变化使地表径流加大，原有的农田排涝标准已不适应城市排涝的要求。据调查，在发生大暴雨时，部分低洼街区受淹水深曾达0.5m。城西区中原有的泵站急需技改、扩建和重建。按照佛山市政府的安排，2003年对九江基泵站进行重建。泵站的排涝流量如何确定，关键是确定泵站的排涝标准。
3 泵站排涝标准
目前，广东省厅的排涝标准，即为省水利厅粤水电总字[1995]4号文中规定的治涝标准：治涝设计标准按涝区十年一遇24小时暴雨所产生的迳流量，城镇及菜地按一天排干设计；农田按三天排干设计。
佛山市建设局要求：当区域内发生一年一遇24小时时，区内涌、涵水位在2.00m以下，即一年一遇不浸，发生十年一遇24小时时，允许局部低洼地短暂受淹。
因此，泵站排涝标准需分别按上述标准计算后再确定。
4 排涝流量计算
4.1 降雨资料及设计雨型
根据气象站的统计及河流规划成果：该区域多年平均降雨为1625.4mm，最大降雨年2257mm（1961年），最小降雨年1076mm（1991年），最大24小时降雨量270.66mm，十年一遇24小时暴雨为190mm。
根据气象站的雨量记录，按日雨量大于80mm的逐时降雨分配进行统计，选用典型年的日雨量分配，典型年以1975年5月11日的雨量(121.0mm)计算表明，最大1小时降雨69mm，最不利降雨集中于2小时内，占87.9%。同时，根据佛山市暴雨公式可查算出一年一遇与十年一遇短历时暴雨，并根据24小时雨量插补五年一遇短历时暴雨，计算成果见表1。
短历时暴雨量计算成果表
表1
|
频 率 |
短历时暴雨（mm） |
24小时最大降雨量（mm） | ||
|
60min |
120min |
180min | ||
|
一年一遇 |
51.4 |
65.0 |
73.4 |
H24=128 |
|
五年一遇 |
67.2 |
90.2 |
106.1 |
H24=163 |
|
十年一遇 |
79.4 |
109.6 |
131.4 |
H24=190 |
4.2 市政公式估算洪峰流量
市政排水采用的降雨量是一年一遇暴雨短历时的暴雨平均值。降雨 资料分析表明，最不利降雨集中于2小时内。根据现有城市排水管网规划，九江基片的集雨面积约为8km2，综合径流系数取0.75。根据城市水文学公式可估算九江基片的最大雨水流量：
（1）
式中：Q ――雨水设计流量；
――径流系数；
q ――设计暴雨强度；
F ――汇流面积。
根据公式（1），查佛山市暴雨公式图表，可分别估算出各频率的最大流量，计算成果见表2。
2小时降雨最大流量表
表2
|
频率 |
一年一遇 |
五年一遇 |
十年一遇 |
|
最大流量(m3/s) |
54.18 |
75.17 |
91.38 |
4.3 排涝流量计算
九江基片现有排水涵及渠系中，经估算，在低水位与高水位之间的调蓄涌容约为16万m3。最长的主河涌距九江基站约5km。我们假定将排水管网简化为一个大型调节水池，池内水位大致持平（经计算最大相差约0.20m），这种简化导致的误差是可以接受的（本片区控制水位2.00m）。
由于本区域无实测洪水过程线，亦无实测的汇流时间，因而按市政排水公式方法估算汇流时间。汇流时间由地面径流时间和管段（暗涵、河涌）内流水时间组成。经计算，汇流时间约为1.5小时。由于最不利降雨集中于2小时内，因此，从控制泵站投资规模考虑，泵站排水时间确定为3.5小时。泵站排水流量可按下式计算：
(2)
式中：Q排――泵站排水流量，m3/s；
W ――2小时涝区总来水，m3；
V ――河涌调蓄容积，m3；
t ――排水时间，小时。
根据上式可分别计算各频率短历时降雨的排水流量，计算成果见表3。
九江基片（8km2）2小时降雨排涝分析成果表
表3
|
频 率 |
2小时雨量 (mm) |
洪峰流量(m3/s) |
调蓄涌容(万m3) |
总来水量(万m3) |
排涝流量(m3/s) |
|
一年一遇 |
65.0 |
54.18 |
16 |
39.00 |
18.25 |
|
五年一遇 |
90.2 |
75.17 |
16 |
54.12 |
30.30 |
|
十年一遇 |
109.6 |
91.38 |
16 |
65.76 |
39.50 |
按省水利厅粤水电总字[1995]4号文中规定的治涝标准计算泵站排水流量，即涝区十年一遇24小时暴雨190mm排干设计，则：
显然，按省水利厅排涝标准低于短历时降雨不受浸标准。
转贴于5 排涝标准的比较
根据上述两种排涝标准的排涝流量计算结果，初拟排涝流量，即省厅标准为14.5 m3/s，短历时排干标准为30.5 m3/s，对九江基片（8km2）五年一遇2小时降雨3.5小时排涝的情况进行比较分析，两种排涝标准的排涝比较详见表4。
排 涝 比 较 表
表4
|
排涝标准 |
五年一遇2 小时降雨量 (万m3) |
排涝流量(m3/s) |
3.5小时排 水 量 (万m3) |
调蓄涌容 (万m3) |
剩余水量 (万m3) |
淹没 情况 |
|
省厅标准 |
54.12 |
14.5 |
18.27 |
16.0 |
19.85 |
严重 |
|
短历时排干标准 |
54.12 |
30.5 |
38.43 |
16.0 |
0 |
没有 |
6 排涝标准的选定
综合上述分析计算，结合城市发展对排涝提出的新要求，我们认为九江基泵站按五年一遇2小时暴雨不受浸的标准设计比较适合，泵站排涝流量为30.5m3/s。此项计算成果已经佛山市主管部门审批同意。目前，九江基泵站正进行紧张，预计于2004年4月建成使用。
7 结 语
通过上述工程实例介绍，说明随着佛山市及珠三角城市化、城镇化进程的加快，原有泵站的排涝能力已越来越满足不了城市排涝的要求，急需扩建、新建一批排涝泵站，以提高城市的排涝减灾能力。但是，在省水利厅没颁布新的排涝标准以前，省水利厅现行的排涝标准对城市排涝已显得偏低，宜适当提高。在九江基泵站设计中，我们选用五年一遇2小时暴雨不受浸的排涝标准。谨供同行们参考。
参考文献
1. 丘传忻.泵站工程.武汉.武汉大学出版社.2001.11.
2. GB/T 50265-97，泵站设计规范[S].