首页 农田排涝模数计算方法的比较

农田排涝模数计算方法的比较

举报
开通vip

农田排涝模数计算方法的比较农田排涝模数计算方法的比较 第 29 卷第 11 期 农 业 工 程 学 报 Vol.29 No.11 7>2013 年 6 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringJun. 2013 85农田排涝模数计算方法的比较 罗文兵,王修贵※,罗 强 (武汉大学水资源与水电工程科学国家重点试验室,武汉 430072) 摘 要:正确计算排涝模数,对于确定排涝工程的适宜规模具有重要现实意义。该文以湖北省四湖流域螺山排区 为例,...

农田排涝模数计算方法的比较
农田排涝模数计算方法的比较 第 29 卷第 11 期 农 业 工 程 学 报 Vol.29 No.11 7>2013 年 6 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringJun. 2013 85农田排涝模数计算方法的比较 罗文兵,王修贵※,罗 强 (武汉大学水资源与水电 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 科学国家重点试验室,武汉 430072) 摘 要:正确计算排涝模数,对于确定排涝工程的适宜规模具有重要现实意义。该文以湖北省四湖流域螺山排区 为例,根据排区下垫面条件进行产流计算,分别采用经验公式法和平均排除法计算不同排涝 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 下的排涝模数, 分析 2 种计算方法中排涝天数、排涝模数及排涝重现期之间的关系。结果 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明:经验公式法对应于平均排除法的 排涝天数为 3.5d。当经验公式法求得的排涝模数小于平均排除法求得的排涝模数时(本区对应排涝天数小于 3.5d), 选用平均排除法计算排涝模数偏于安全;而当经验公式法求得的排涝模数大于平均排除法求得的排涝模数时(本 区对应排涝天数大于 3.5d),则选用经验公式法计算排涝模数偏于安全。此外,在排涝模数确定的条件下(即工程 的排水能力一定),采用不同的排水公式校核排水标准时存在差异。一日暴雨时,采用平均排除法(采用三日排除) 10 年一遇和 20 年一遇的设计标准分别相当于经验公式法 15 年一遇和 33 年一遇的设计标准;而在三日暴雨下, 平均排除法(采用五日排除)10 年一遇和 20 年一遇的设计标准则分别相当于经验公式法 4 年一遇和 7 年一遇的 设计标准。研究成果对合理选择排涝模数计算方法具有一定参考价值。 关键词:排水,降雨,径流,排涝标准,经验公式法,平均排除法,重现期,排涝天数 doi:10.3969/j.issn.1002-6819.2013.11.011 中图分类号:S276.1; P333.2 文献标志码:A 文章编号: 1002-68192013-11-0085-07 罗文兵,王修贵,罗 强.农田排涝模数计算方法的比较[J]. 农业工程学报,2013,2911:85,91Luo Wenbing, Wang Xiugui, Luo Qiang. Comparison of methods for calculating farmland drainage modulus[J]Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Transactions of the CSAE, 2013, 2911: 85,91. in Chinese with English abstract 0 引 言 涝灾是一种地域性广泛的自然灾害,影响各个 行业,尤其对农业生产的影响巨大[1-2]。排涝工程是 保障社会经济安全和稳定发展的重要基础设施,而 排涝模数是确定排涝工程布局和规模的重要依据, 开展排涝模数计算方法的研究对于合理确定排涝 系统规模、有效控制涝灾损失、保障粮食安全具有 重要的现实意义。 国内外学者对排涝计算方法进行了相关研究。 如意大利、希腊、法国和西班牙等国家广泛使用连 续法[3]、运动法[4]和综合流量过程线法S.C.S等。 中国 20 世纪 60 年代提出了华北地区六省一市排涝 模数的 计算公式 六西格玛计算公式下载结构力学静力计算公式下载重复性计算公式下载六西格玛计算公式下载年假计算公式 和有关参数,以及南方平原地区排 涝流量的计算方法[5]。在排涝模数计算方面,一些收稿日期:2013-03-16 修 订日期:2013-05-26 基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD08B03)及国 家自然科学基金(50979074)项目资助。 作者简介:罗文兵(1986,),男,湖北荆门人,博士生,主要从事农 田排水方面研究。武汉 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点试验 室,430072。Email: luowenbing2005_0@126 ※通信作者:王修贵(1962,),男,湖北广水人,教授,博士生导师, 主要从事农田排水及水管理方面研究。武汉 武汉大学水资源与水电工 程科学国家重点试验室,430072。Email: wangxg@//0>. 研究者先后在安徽省沿江圩区[6]、太湖流域[7]、江 苏省常熟市[8]和南京市[9]、湖北省平原湖区[10]、浙 江省杭嘉湖地区[11]进行排涝模数计算方法的研究, 常采用平均排除法[6]、经验公式法[12]、平湖法及改 进平湖法[13]、水量平衡法[14]以及利用产汇流方法[15] 进行排涝模数计算,并分析了排涝模数与水面率、 调蓄库容、综合径流系数及地面硬化率之间的定量 关系[9,11,14,16],以及不同圩区(城镇圩区和农业圩区) 的排涝要求对排涝模数计算方法的影响[8,17]。其中, 平均排除法概念比较明确,方法简单,所需资料较 少,适用于以农田为主的平原区排涝计算[11]。但由 于没有考虑河道的调峰作用,将其直接应用于城市 圩区排涝计算结果偏小[8,17];经验公式法充分考虑 了流域的调蓄作用,适用于平原河网区的农田排涝 计算,并可移用到下垫面条件相似的地区,而下垫 面条件相似,主要是指影响产汇流过程的因素相 似,相关文献[12]则认为是影响最大流量的所有因素 应基本相似。这 2 种方法主要通过计算排涝系统的 最大流量或平均流量来推求排涝模数,没有考虑汇 流在不同时段内的变化,流量有均化的倾向[13],但 对资料要求不高,又有一定精度,故在我国得到广 泛应用并被现行规范推荐使用[18]。 2 种方法的特点为:经验公式法考虑了流域面 农业工程学报2013 年86 积对汇流过程的影响,以最大流量作为设计依据, 适用于平原区集水面积较大的排水沟和河道排涝 设计,一般认为排水面积大于 50 km2[18],也有认为 大于 100 km2[12]。甚至不同的地区适用的排水面积 下限值从 30,500 km2 不等的情况[19]。经验公式法 假定排涝工程通过设计最大流量时不漫槽,因此, 没有直接反映淹没时间的问题。平均排除法没有考 虑流域面积对汇流过程的影响,适用于集水面积较 小的平原区,或者排水面积小于 10 km2的田间排水沟 设计[18],但若在河网、水网或者有一定调蓄能力的地 区,不论排水面积大小,此方法都是适用的[19-20]。 当平原区集水面积较大时,尽管产汇流过程缓 慢,但形成的涝水在排除以前仍需要滞留在河道、 低洼地或者调蓄区内,调蓄作用必然会均化排涝流 量,因此,评估设计暴雨条件下采用经验公式法估 算流量的排水时间,分析 2 种计算公式计算结果的 对应关系,对于正确选择计算方法,合理评估治涝 工程的设计规模,具有实际意义。鉴于此,本文选 取湖北省四湖流域的螺山排区作为研究对象,分别 利用经验公式法和平均排除法进行排涝模数计算, 并分析 2 种计算方法排涝天数、排涝模数及排涝重 现期之间的关系,进而建立 2 种方法之间的对应关 系,为平原湖区排涝规划设计提供参考。 1 排涝标准 排涝标准是确定排涝流量及排水沟道、滞涝设 施(湖、河)、排水闸站等排涝工程规模的重要依 据。农田排涝的基本要求是将一定频率的暴雨所产 生的地面积水在规定的时间内排到一定的深度以 下。我国农田排涝标准的表达方式一般有三种:一 是以排水区发生一定重现期的暴雨时作物不受涝 为标准;二是以治理区作物不受涝的保证率为标 准;三是以某一定量暴雨或涝灾严重的典型年作为 排涝设计标准[18]。但使用较普遍的是第一种表达方 式,即重现期标准,这种表达式除明确指出一定重 现期的暴雨外,还规定在这种暴雨发生时作物不允 许受涝[18]。淹没深度和淹没历时 2 个指标反映了作 物的受涝程度,其概念比较明确,在设计计算及运 行管理时可操作性强,且能够较全面地反映排水区 的排涝能力,广为工程界所接受。 排涝标准一般包括设计暴雨重现期、暴雨历时 和排涝时间。中国规定的设计暴雨重现期一般采用 5,10a 一遇[18],而上海郊县(区)、江苏水网圩区 等经济较发达的地区多采用 10,20a 一遇,湖北平 原区、湖南洞庭湖区、浙江杭嘉湖地区以及广东珠 江三角洲等地区则采用 10a 一遇[6]。排涝设计标准 中的暴雨历时,一般采用 1、3、7d 等时段[18]。排 涝时间应根据作物的耐淹能力,即耐淹历时和耐淹 水深确定,排涝时间不应超过作物的耐淹历时,否 则作物受涝减产。根据已有资料,设计排涝天数视 设计暴雨历时不同而异,旱作物为 1,3d,水稻 3, 5d[18]。 2 排涝模数的计算 2.1 设计暴雨 在除涝排水面积较小时,一般选用排区邻近雨 量站的长系列点雨量资料进行排涝计算。而在排涝 系统控制面积较大的区域,需用面雨量计算。采用 年最大值法选样。对某一系列不同历时年最大暴雨 量采用 P-III 型理论排频计算,从而得到设计频率与 设计历时下的暴雨量。 2.2 设计净雨 针对不同下垫面具有不同的产流特点按照水 田、旱地(包括荒地)、水面和建筑用地分别进行 产流计算: 1)水田:主要指稻田,采用暴雨扣损法按水 稻不同生长期的需水深度、耐淹水深、耗水系数及 灌排方式,按照水量平衡原理推求生长期内的产水 量。即: R P h Etβ?水田 田蓄 (1) 式中,R 水田为水田产流量,mm;P 为降雨量,mm; h 田蓄为水田滞蓄水深,mm;β为水田蒸发折算系数; E 为蒸发皿水面平均日蒸发量,mm;t 为排涝天数, d。 若求得的 R 水田为正则表示产水,R 水田为负则表 示蓄水的空间(取 R 水田为 0)。 2)旱地(包括荒地):本区地下水位较高, 土壤含水量易于得到补充,故采用一层蒸发模型的 蓄满产流公式计算产水量[21]。 0 0 0 WR P WM W E WM 旱地 (2) 式中,R 旱地为旱地与荒地产流量,mm;WM 为流域 平均最大蓄水量,mm(我国大部分地区为 80,120 mm)[22];W0 为流域初始平均蓄水量,mm(一般 在 0-WM 之间变化);E0 为水面蒸发量,mm。 3)水面:由降雨扣除水面蒸发及水面调蓄水 深推求产水量。 R P h Etα水面 蓄 (3) 式中,R 水面为水面产流量,mm;h 蓄为水面滞蓄水 深,mm;α为水面蒸发折算系数。 4)建筑用地:采用径流系数法推求建筑用地 设计产流。 R Pψ建筑用地(4) 第 11 期 罗文兵等:农田排涝模数计算方法的比较 87 式中,R 建筑用地为建筑用地产流量,mm;ψ为径流系 数。 5)总产流:总产流量为各种下垫面产流量的 面积加权平均值。 + + + R f R f R f R f R 区 水田 水田 旱地 旱地 水面 水面 建筑用地 建筑用地 (5) 式中,R 区为区域总产流,mm;f 水田、f 旱地、f 水面、 f 建筑用地分别为水田、旱地、水面、建筑用地面积比 例,%。 2.3 计算方法 本文采用经验公式法和平均排除法进行排涝 模数的推求。 1)经验公式法 经验公式法的基本思想是,排涝模数的大小与 设计径流深和排区面积的大小密切相关,通过建立 二者与排涝模数的经验公式计算设计排涝模数,其 计算公式为: m nq KR F经(6) 式中,q 经为设计排涝模数,m3/s.km2;F 为排涝 系统控制的排涝面积,km2;R 为设计径流深,mm; K 为综合系数(反映河网配套程度、排水沟坡度、 降雨历时及流域形状等因素);m 为峰量指数(反 映洪峰与洪量的关系);n 为递减指数(反映排涝 模数与流域面积的关系,主要是流域调节作用)。 对于排水面积较大的骨干排水河道,一般不允 许水流溢出河槽,不仅要求在指定时段内将积涝水 量排出,还要求河道能通过排涝流量过程线中的峰 值。公式中考虑了某些形成最大流量的主要因素, 首先是随流域面积的增大,流域自然调蓄作用的增 加,排涝模数减少;其次还考虑了一次径流过程的洪 峰流量关系和流域汇流条件对最大流量的影响[18]。计 算的关键在于合理分析确定参数 K、m、n。一般根 据水文测站实测暴雨径流资料,经统计分析求出 K、 m、n,可以从各地《水文手册》中查找[6]。 2)平均排除法 平均排除法是将相应设计标准的净雨量在规 定的排涝时间内平均排除,其计算公式为 86.4 Rq t 平 平 (7) 式中,q 平为设计排涝模数,m3/s.km2;R 为区域 设计径流深,mm;t 平为排涝天数,取作物允许耐 淹历时,d。 在不超过作物允许耐淹历时的条件下,可以允 许地面径流在短时间内漫出沟槽,即农田会受短时 间淹没[18]。该公式不考虑经汇流后所形成的洪峰大 小与洪水流量过程线的形状,而直接要求在作物允 许的耐淹历时内将设计净雨排出,求得的排涝模数 是一个均值。 3 实例分析 选择湖北省四湖流域的子排区??螺山排区 作为研究对象。该排区位于湖北省四湖流域南部, 北面以四湖总干渠和洪排主隔堤为界,西部和南部 抵长江干堤,东抵螺山电排渠,总排水面积 935.5 km2,耕地面积为 5.27 万公顷(其中水田 3.09 万公顷、旱田 2.18 万公顷)。地势低洼,地面高程 23.0 m 至 28.0 m,自西北向东南方向倾斜,是湖北 省监利县地势最低区域。螺山排区主要排水支渠共 计 11 条,骨干排渠 2 条分别为杨林山排渠和螺山 总排渠,其中螺山总排渠的宽度为 40.0,100.0 m, 渠底高程 19.0,22.3 m;螺山排区内一级泵站有螺 山泵站和杨林山泵站,总设计排水流量 210.0 m3/s; 此外,还有多处二级泵站,总装机容量 13 495 kW, 装机流量 126.6 m3/s,排水面积为 378.8 km2。 该排区排水面积大于 50 km2,同时又具有一定 的调蓄能力且以抽排为主,从前面的分析可知,平 均排除法和经验公式法均可用于本区的排涝模数 设计计算。 3.1 排涝标准对排涝模数的影响 3.1.1 排涝标准形式 排涝标准的表现形式通常为 A 年一遇 B 日暴 雨 C 天排到作物耐淹深度以下,包括重现期(A 年)、暴雨历时(B 日)及排涝天数(C 天)3 个 要素。其中重现期反映排涝标准的高低,暴雨历时 反映排区可能成灾暴雨的特性,排涝天数反映承灾 体的耐涝能力。但三者并非完全独立,主要原因是 承灾体的耐淹能力不仅与淹没历时有关,还依赖于 淹没水深。短历时暴雨由于强度大,可能造成的淹 没水深也大,因此,要求的排水时间会短一些。为 简化起见,这里假定三者是独立的。对于确定的排 区,当下垫面条件一定时,可以通过前述 2 种方法 计算排涝模数,从而确定排涝系统的设计规模。为 了分析 2 种设计排涝模数计算方法所得出结果的 关系,这里暂不考虑具体的作物耐淹时间、可能的 暴雨特性等,而通过人为地设置不同的重现期 A 年(选取 2、3、4、5、6、7、8、9、10、15、20、 25、30、50、70、100、200 年)、暴雨历时 B 日 (选取 1、2、3、5、7 日)及排涝天数 C 天(选取 1、2、3、4、5 天)的组合,来研究不同排涝标准 对排涝模数的影响。这些不同的参数共有 221 种组 合方式。 农业工程学报2013 年88 3.1.2 不同排涝标准下排涝模数的计算 1)设计暴雨 因螺山排区面积为 935.5km2,面积较大,故采 用面雨量进行排涝计算。采用排区内的雨量站 1960 ,2011 年共 52 年的日降雨量资料,计算区域的面 暴雨量。通过年最大值法选取设计暴雨,对 52 年 不同历时年最大暴雨量进行 P-III 型频率曲线拟合, 从而得到不同历时各种频率下的最大暴雨量。 2)设计净雨 (1)水田:通过相关计算得到中稻在传统淹灌 下的水田滞蓄水深为 60mm。据逐日蒸发资料,可 求得式(1)中的 E,4.3mm/d,取 β,1.5。 (2)旱地(包括荒地):计算得到 E0,3.1mm/d。 相关的水文参数根据流域的相似性[23]参照太湖流 域来选取[21]:WM 为 120mm,W01/2WM,B0.3。 (3)水面:由于排区排水系统需兼顾灌溉要求[6], 故水面调蓄水深(即汛前预降水深)取为 600mm。 (4)建筑用地:建筑用地产流系数[24]取为 0.85。 (5)总产流:根据螺山排区的土地利用类型, 利用式(5)即可求得螺山排区的总产流。 3)排涝模数 经验公式中的参数查相关资料[19]得:K0.017、 m1、n?0.238。利用经验公式法计算不同重现期 下一日暴雨和三日暴雨的排涝模数,同时利用平均 排除法,计算不同暴雨重现期下的排涝模数,见表 1。 表 1 2 种方法计算得到的排涝模数 Table 1 Drainage moduli calculated by the empirical formula and average draining method 平均排除法/ m3?s-1?km-2 经验公式法/ m3?s-1?km-2 重现期/a 一日暴雨 三日排除 三日暴雨 五日排除 一日暴雨 三日暴雨 2 0.091 0.128 0.079 0.184 3 0.152 0.183 0.132 0.264 4 0.193 0.220 0.167 0.317 5 0.223 0.247 0.193 0.356 6 0.247 0.269 0.214 0.388 7 0.268 0.288 0.232 0.415 8 0.285 0.303 0.246 0.437 9 0.300 0.317 0.260 0.457 10 0.313 0.329 0.271 0.475 15 0.364 0.375 0.315 0.541 20 0.400 0.408 0.346 0.588 25 0.427 0.432 0.369 0.623 30 0.449 0.453 0.388 0.653 50 0.510 0.508 0.441 0.733 70 0.549 0.544 0.475 0.785 100 0.591 0.583 0.511 0.840 200 0.671 0.656 0.581 0.946 由表 1 可知,相同暴雨历时下,排涝模数随着 暴雨重现期的增大而增加。此外,通过比较同一暴 雨重现期不同暴雨历时的排涝模数可知,排涝模数 随着暴雨历时的增加而增加。 需要说明的是,在产流计算中相关参数的取值 及经验公式中参数的选取等,由于资料的限制,本 文参考了相关文献,未进行检验。 3.2 2 种计算公式的对应关系 3.2.1 经验公式中的排涝天数 由于经验公式中没有考虑排涝天数,即没有给 出淹没历时或者排涝历时的概念,为了估算经验公 式的排涝天数,可假定总的涝水量按经验公式计算 的排涝流量平均排除,可得到: 1 1 86.4 m n t KR F? 经 (8) 将经验公式中的有关参数代入可得到,t 经3.5, 即按照经验公式法设计的排涝模数,对设计暴雨的 产水量按平均排除时,排涝天数为 3.5d。 3.2.2 计算方法的比较 1)排涝模数的比较 在暴雨重现期、暴雨历时和排涝天数一定的情 况下,2 种方法计算的排涝模数之比为 186.4 m n q KR F t q ?经 平 平 (9) 将经验公式中的有关参数代入可得: 0.288 q t q 经 平 平 (10) 当 t平 1、2、3、3.5、4、5 时,比例分别为 0.288、 0.576、0.864、1.000、1.152 和 1.440,可见当经验 公式法和平均排除法求得的排涝模数相等时对应 的平均排除法的排涝天数为 3.5d,当经验公式法求 得的排涝模数小于平均排除法求得的排涝模数时 (本区对应于设计排涝天数小于 3.5d),此时,按 平均排除法求得的排涝模数进行排涝,在工程上偏 于安全;而当经验公式法求得的排涝模数大于平均 排除法求得的排涝模数时(本区对应于设计排涝天 数大于 3.5d),按经验公式法求得的排涝模数偏于 安全。从结果也可以看出,尽管一般认为经验公式 法计算的是最大流量[12],但流量的通过需要时间, 流域本身也有一定的调节功能,因此,这里的最大 流量应该是平均最大流量,是指在一定排水时间内 涵盖最大流量的平均流量,对本研究区而言,是指 3.5d 的平均最大流量。 2)重现期的比较 上述分析是在 2 种公式中暴雨重现期相同的前 提下进行的,下面分析在排水工程的排水能力确定 第 11 期 罗文兵等:农田排涝模数计算方法的比较 89 的条件下,即暴雨历时、排涝天数和排涝模数确定 的条件下,采用 2 种公式校核排水标准时,重现期 的差异及其对应关系。 在暴雨历时以及平均排除法中的排涝天数一 定的情况下,根据表 1 可拟合出 2 种公式中排涝模 数与重现期之间的关系。采用对数函数拟合(见图 1)。注:图例中 1 表示利用平均排除法计算一日暴雨三日排除的排涝模数; 2 表示利用平均排除法计算三日暴雨五日排除的排涝模数;3 表示利用 经验公式法计算一日暴雨的排涝模数;4 表示利用经验公式法计算三日 暴雨的排涝模数。 Note: The number 1 in the legend means drainage moduli calculated by the average draining method under the water logging caused by one-day rainstorm and to the water depth to submergence tolerance of crops within three days. The number 2 means drainage moduli calculated by the average draining method under the water logging caused by three-day rainstorm and to the water depth to submergence tolerance of crops within five days. The number 3 means drainage moduli calculated by the empirical formula method under one-day rainstorm. The number 4 means drainage moduli calculated by the empirical formula method under three-day rainstorm 图 1 2 种方法中排涝模数与重现期的拟合关系 Fig.1 Fitting relations between drainage moduli and return periods derived from the empirical formula and average draining method 根据 2 种方法中排涝模数与重现期的关系,可 推出 2 种计算方法重现期之间的对应关系,见图 2。 由图 2 可知,一日暴雨时(平均排除法采用三 日排除),在相同排涝模数下,平均排除法的重现 期小于经验公式法的重现期,平均排除法 10 年一 遇和 20 年一遇的设计标准分别相当于经验公式法 15 年一遇和 33 年一遇的设计标准;而在三日暴雨 下(平均排除法采用五日排除),平均排除法重现 期大于经验公式法重现期,平均排除法 10 年一遇 和 20 年一遇的设计标准分别相当于经验公式法 4 年一遇和 7 年一遇的设计标准。 目前,一些地区正在进行排水工程的更新改造 规划,在下垫面条件改变的情况下进行排水工程的 排水能力的复核,并进行排涝标准研究、讨论以及 验证工作。上述研究表明,在此过程中,选择不同 的排涝模数计算方法,对计算结果存在较大的影 响。方法的确定需要结合当地实际进行深入研究, 并结合工程实际观测资料进行检验。图 2 2 种方法重现期的对应关系 Fig.2 Corresponding relationship between return periods derived from the empirical formula and average draining method 3)方法的适用性讨论 通过比较上述 2 种方法计算得到的排涝模数与 重现期可知,在除涝设计规划中,在 2 种计算方法 都适用的条件下,应按 2 种方法求得的排涝模数的 大小来选择,而 2 者排涝模数的大小可通过排涝天 数来反映,当经验公式法求得的排涝模数小于平均 排除法求得的排涝模数时(本区对应于设计排涝天 数小于 3.5d),为了保证工程安全,应按平均排除 法计算的排涝模数规划排涝工程;而当经验公式法 求得的排涝模数大于平均排除法求得的排涝模数 时(本区对应于设计排涝天数大于 3.5d),则按经 验公式法计算的排涝模数规划排涝工程。而当计算 方法不同时,在设计排涝模数及作物耐淹时间(排 涝时间)一定的条件下,2 种方法所对应的设计暴 雨重现期存在差异。一日暴雨时,在相同排涝模数 农业工程学报2013 年90 下,平均排除法(采用三日排除)的重现期小于经 验公式法,即相应的设计标准小于经验公式法;而 在三日暴雨时,平均排除法(采用五日排除)重现 期大于经验公式法,即相应的设计标准大于经验公 式法。 需要说明的是,在排涝标准、排水面积、地形 等相同的条件下,排涝模数的大小还与土地利用方 式(水旱比、城镇化率、灌溉排水措施等)有关, 限于篇幅,本文未对此进行研究。 4 结 论 本文是在 2 种公式都适用的湖北四湖螺山排区 开展的农田排涝模数 2 种计算方法的比较研究,结 果表明: 1)当选取的排涝天数为 3.5d 时,对于所选的 研究区,2 种方法计算的排涝模数相等;此外,对 研究区而言,经验公式法所计算的排涝流量,是涵 盖最大流量在内的、排水时间为 3.5d 的平均最大流 量。 2)当经验公式法求得的排涝模数小于平均排 除法求得的排涝模数时(对应于排涝天数小于 3.5d),选用平均排除法计算排涝模数偏于安全; 而当经验公式法求得的排涝模数大于平均排除法 求得的排涝模数时(对应于排涝天数大于 3.5d), 则选用经验公式法计算排涝模数偏于安全; 3)一日暴雨时,相同排涝模数下,平均排除 法(采用三日排除)的重现期小于经验公式法重现 期,而在三日暴雨下则相反;一日暴雨下,平均排 除法 10 年一遇和 20 年一遇的设计标准分别相当于 经验公式法 15 年一遇和 33 年一遇的设计标准;而 在三日暴雨下,平均排除法(采用五日排除)10 年 一遇和 20 年一遇的设计标准分别相当于经验公式 法 4 年一遇和 7 年一遇的设计标准。 [参 考 文 献] [1] 温季,王少丽,王修贵. 农业涝渍灾害防御技术[M]. 北 京:中国农业科技出版社,2000[2] 温季,宰松梅,郭树龙,等. 利用 DRAINMOD 模型 模拟不同排水管间距下的作物产量[J]. 农业工程学 报,2008,248:20,24Wen Ji, Zai Songmei, Guo Shulong, et al. Simulation of crop yield for different spacing of drainage ditches by using DRAINMOD model [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Transactions of the CSAE, 2008, 248:20-24. in Chinese with English abstract [3] Puppini U. Bnifiche Idauliche, Litogr.Bologna, Italy, 1930[4] Pasini P. Coefficienti Udometrici desunti dal Lavoro Delle Machine Nelle Bonifiche Meccaniche, Giornale del Genio Civile, Agosto, Roma, Italy,1940[5] 张蔚榛,张瑜芳. 有关农田 排水标准研究的几个问题 [J]. 灌溉排水,1994,131:1,6Zhang Weizhen, Zhang Yufang. Some Problems Concerning the Research needs on Criteria for Land Drainage [J]. Irrigation and Drainage, 1994, 131: 1,6in Chinese with English abstract [6] 王燕. 安徽省沿江圩区农田排涝模计算[J]. 水利经济, 20004:42,45[7] 周建康,朱春龙,罗国平. 太湖流域小圩区设计排涝 模数计算[J]. 中国给水排水,2004,2012:64,66Zhou Jiankang, Zhu ChunLong, Luo GuopingCalculation for the designed flood drainage modulus in small lowlying region of taihu lake basin[J]. China Water and Wastewater, 2004, 2012: 64,66. in Chinese with English abstract [8] 崔韩,刘俊,高成. 圩区排涝模数计算方法研究[J]. 水 利学报,2007,增刊 1:461,464Cui Han, Liu Jun, Gao Cheng. Study on drainage modulus calculation method of diked area[J]. Journal of Hydraulic Engineering, 2007, Spp.1: 461,464. in Chinese with English abstract [9] 焦圆圆,徐向阳,徐红娟. 城市化圩区排涝模数与主 要影响因素间的关系分析[J]. 中国给水排水,2008, 244:40,43 Jiao Yuanyuan, Xu Xiangyan, Xu Hongjuan. Analysis on Relation between Modulus of Surface Drainage and Main Influencing Factors in Urbanized Polder Area [J]. China Water and Wastewater, 2008, 244: 40,43. in Chinese with English abstract [10] 王修贵,胡铁松,关洪林,等. 湖北省平原湖区涝渍 灾害综合治理研究[M]. 北京:科学出版社,2009[11] 郑雄伟,周芬,侯云 青,等. 城镇圩区排涝模数与合理水 面率研究[J]. 水利水电技术,2012,439:90,94Zheng Xiongwei, Zhou Fen, Hou Yunqing, et al. Study on drainage modulus and reasonable water surface ratio of urban diked area[J]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2012, 439: 90,94. in Chinese with English abstract [12] 王国安,贺顺德,崔鹏,等. 排涝模数法的基本原理 和适用条件[J]. 人民黄河,2011,232:21,26Wang Guoan, He Shunde, Cui Peng, et al. Basic principles and applicable condition of drainage modulus method[J]. Yellow River, 2011, 232: 21, 26. in Chinese with English abstract [13] 郭晓萌,罗强,邵东国,等. 改进平湖法的时间步长 对排涝模数的影响探讨[J]. 灌溉排水学报,2008, 276:45,47Guo Xiaomeng, Luo Qiang, Shao Dongguo, et al. Impact of time interval on the designed flood drainage modulus using the improved pinghu method[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2008, 276: 45,47. in Chinese with English abstract [14] 高成,刘俊,崔韩,等. 城镇圩区排涝模数计算方法 及其与河道调蓄库容关系研究[J]. 灾害学,2008, 233:7,9 Gao Cheng, Liu Jun, Cui Han, et al. Study on drainage modulus calculation method and its correlation with the regulation storage in urban diked area[J]. Journal of catastrophology, 2008, 233: 7,9. in Chinese with English abstract [15] 张建新,惠士博,谢森传. 利用降雨入渗产流分析原理和 Nash 单位线汇流方法进行排涝模数计算的研究[J]. 水 文,2002,223:1,4第 11 期 罗文兵等:农田排涝模数计算方法的比较 91 Zhang Jianxin, Hui Shibo, Xie Senchuan. Study on drainage modulus in plain watersheds by using infiltration-runoff math-theoretical analysis and nash’s instantaneous unit curve method[J]. Hydrology, 2002, 223: 1,4. in Chinese with English abstract [16] 周建康,朱春龙,罗国平. 平原圩区设计排涝流量与 水面率关系研究[J]. 灌溉排水学报,2004,234:64 ,66Zhou Jiankang, Zhu ChunLong, Luo Guoping. The relations between design drainage discharge and water surface ratio in plain polder area[J]. Journal of Irrigation and Drainage, 2004, 234: 64,66. in Chinese with English abstract [17] 吕刚,高成. 城市圩区与农业圩区排涝计算差异研究 [J]. 水电能源科学,2011,292:96,98 Lü Gang, Gao Cheng. Study on differences of drainage calculation between urban and agricultural polders[J]Water Resources and Power, 2011, 292: 96,98. in Chinese with English abstract [18] 水利部. GB50288-99 灌溉与排水工程设计规范[S]. 北 京:中国计划出版社,1999[19] 郭元裕. 农田水利学[M]. 北京:中国水利 水电出版社, 1997[20] 汪志龙. 灌溉排水工程学[M]. 北京:中国农业出版社, 2010[21] 王腊春,谢顺平,周寅康,等. 太湖流域洪涝灾害淹 没范围模拟[J]. 地理学报,2000,551:46,54Wang Lachun, Xie Sunping, Zhou Yinkang, et alSubmerged simulation of flooding and waterlogging in taihu watershed[J]. Acta Geographica Sinica, 2000, 551: 46,54. in Chinese with English abstract [22] 詹道江,叶守泽. 工程水文学[M]. 北京:中国水利水 电出版社,2007[23] 金卫斌,胡秉民. 湖北四湖流域景观结构变化对汛期 湖泊水位影响的模拟分析[J]. 生态学报,2003,234: 642,648Jin Weibin, Hu BingMin. A modeling analysis for the effect of the changing landscape structure in Sihu Watershed in Hubei Province on the lakes’ water level in flooding period[J]. Acta Ecologica Sinica, 2003, 234: 642,648. in Chinese with English abstract [24] 建设部. GB50014-2006 室外排水设计规范[S]. 北京: 中国计划出版社,2006 Comparison of methods for calculating farmland drainage modulus Luo W
本文档为【农田排涝模数计算方法的比较】,请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑, 图片更改请在作品中右键图片并更换,文字修改请直接点击文字进行修改,也可以新增和删除文档中的内容。
该文档来自用户分享,如有侵权行为请发邮件ishare@vip.sina.com联系网站客服,我们会及时删除。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生,若发现您的权利被侵害,请联系客服邮件isharekefu@iask.cn,我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
下载需要: 免费 已有0 人下载
最新资料
资料动态
专题动态
is_083599
暂无简介~
格式:doc
大小:50KB
软件:Word
页数:21
分类:工学
上传时间:2017-11-12
浏览量:201