平原湖区外江水位变化对排涝流量的影响.pdf

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1、第32卷第15期1262016年8月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．15Aug．2016平原湖区外江水位变化对排涝流量的影响罗文兵1’2，王修贵2※，史德亮1，姚付启1，钱龙2，王述海3，柯志刚3(1．长江科学院农业水利研究所，武汉430010；2．武汉大学水资源与水电工程科学国家重点试验室，武汉430072；3．荆州市水利局，荆州434020)摘要：为准确模拟排区涝水产汇流过程及水量，以湖北省四湖流域螺山排区为例，通过耦合SCS和MI

2、KEll模型来建立排区尺度的涝水产汇流模型，分别采用1980年、1983年和1991年、1996年螺山泵站站前的实测水位数据对模型进行率定和验证，并通过设置不同设计暴雨和外江水位的组合，以评估外江水位变化对排涝流量的影响。结果表明：率定期1980年和1983年模拟水位和实测水位的相对误差分别为一0．20％和一0．40％，相关系数分别为0．980和O．952，效率系数分别为0．949和O．849；验证期1991年和1996年模拟水位和实测水位的相对误差分别为一0．10％和1．70％，相关系数分别为0．919和0．967，效率系数分别为0．782和

3、0．906，表明耦合模型模拟效果较好，适用于螺山排区产汇流模拟。根据5年一遇、10年一遇3日暴雨与5年一遇、10年一遇汛期最高5日平均水位、泵站设计外江水位组合下排涝流量的模拟可知，在相同的设计暴雨下，外江水位越高，泵站的抽排流量越小，并且对内涝造成的不利影响越大。如按排涝泵站水泵的性能曲线进行模拟，精度将提高19．6％～53．8％。关键词：排涝；模型；水位；排区；外江；流量；泵站doi：10．119751j．issn．1002—6819．2016．15．018中图分类号：$276．1：P333．2文献标志码：A文章编号：1002—6819(2

4、016卜15—0126—07罗文兵，王修贵，史德亮，姚付启，钱龙，王述海，柯志刚．平原湖区外江水位变化对排涝流量的影响【J】．农业工程学报，2016，32(15)：126-132．doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．15．018http：／／www．tcsae．orgLuoWenbing，WangXiugui，ShiDeliang，YaoFuqi，QianLong，WangShuhai，KeZhigang．Influenceofouterriverfloodlevelondrainagedischargeinp

5、lainlakeareas[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2016，32(15)：126—132．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．15．018http：／／www．tcsae．org0引言中国南方平原湖区地势平坦低洼，汛期暴雨频发，受外江(湖)水位顶托，容易造成排水不畅，形成涝灾。据统计，中国每年因受涝而造成的粮棉

6、油减产量约占总产的5％，严重威胁我国粮食安全u，。近年来，随着经济社会的快速发展和人口的急剧增加，对平原湖区除涝提出了更高的要求p‘31。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，而排涝流量是确定排涝工程布局和规模的重要依据，开展排涝流量研究对于合理确定除涝工程规模，进行除涝系统调度进而减少涝灾损失具有十分重要的意义。排涝流量主要与暴雨历时、强度和频率、排涝面积的大小和形状、地形坡度、土壤性质、植被条件、地面覆盖和作物组成、地下水埋深、河网和湖泊的调蓄能力、排水沟网配套情况及沟道比降等因素有关[41。而对于平原湖区，排涝流量还常受外江

7、水位的影响。目前，有关排涝流量影收稿日期：2015—12—01修订日期：2016—05—13基金项目：国家自然科学基金项目(51509010、51379153、51309016)；中央级公益性科研院所基本科研业务费资助项目(CKSF2016028／Ns)；“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD08803)作者简介：罗文兵(1986一)，男，湖北荆门人，工程师，博士，主要从事农田排水方面研究。武汉长江科学院农业水利研究所，430010。Email：luowenbin92005_O@126．tom※通信作者：王修贵(1962一)，男，湖北广

8、水人，教授，博士，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@whu．e