黑龙江省排涝模数地区等值线初探

周光涛，王志兴，鲍文菊

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)



黑龙江省排涝模数地区等值线初探

周光涛，王志兴，鲍文菊

(黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨 150080)

摘要：黑龙江省是农业大省，经济主要以农作物种植为主，随着节水灌溉等工程的实施，排水模数的边界条件已发生了巨大的变化，且不同地区差异较大，有必要对黑龙江省分区排水模数进行研究，成果将为我省易涝地区的治涝规划、工程设计和工程建设提供必要的依据和技术支撑，对易涝地区治涝减灾、环境改善、粮食生产安全和经济社会可持续发展具有十分重要的意义。文章计算分析了黑龙江省主要涝区内单站排水模数，尝试绘制黑龙江省排水模数等值线图，对该成果合理检验并开展排涝模数主要影响因素分析。

关键词：排水模数；等值线图；旱田排模；水田排模

1概述

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。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，排水模数系指涝区单位面积上排出的最大流量。

黑龙江省是农业大省，经济主要以农作物种植为主，随着节水灌溉等工程的实施，排水模数的边界条件已发生了巨大的变化，且不同地区差异较大，有必要对黑龙江省分区排水模数进行研究，成果将为我省易涝地区的治涝规划、工程设计和工程建设提供必要的依据和技术支撑，对易涝地区治涝减灾、环境改善、粮食生产安全和经济社会可持续发展具有十分重要的意义[1]。

2黑龙江省排水模数计算

主要包括旱田排水模数和水田排水模数计算：

2.1　旱田排水模数计算

主要包括单站设计暴雨(P1+Pa)m计算、降雨径流关系、排水模数3个方面的内容：

2.1.1单站设计暴雨(P1+Pa)m计算

采用一日雨量加前期影响雨量之和年最大(P1+Pa)max，作为设计降雨统计样本进行统计计算，统计时间为5月1日—9月30日，起始Pa以40mm计，Pat计算公式为：

Pat=k(Pt-1+Pat-1)≤ k·Imax

(1)

式中：Pat为t时刻前期影响雨量，mm；Pt-1为t时刻前一天的降雨量，mm；Pat-1为t时刻前一天的前期影响雨量，mm；k为影响雨量消退系数，采用0.93；Imax为前期影响雨量计算参数，采用80 mm[2]。

2.1.2降雨径流关系

降雨径流关系是确定排水模数大小的关键因素，但之前已有实验条件有限，精度不高，并且下垫面条件发生了一些变化。所以需要重新研究降雨径流关系。

2.1.3排水模数

黑龙江省根据灌排规范，结合省内实际情况，采用平均排除法进行排涝模数计算，考虑作物的耐淹历时，旱田采用1d暴雨2d排出，计算公式为：

(2)

式中：M为旱田设计排水模数，m3/s/km2；T为排出天数(T=2d)；R为净雨深，mm；ψ为与汇水区面积有关的迟缓系数；η为与汇水区面积有关的槽蓄系数。

2.2　水田排水模数计算

水田采用3 d暴雨4 d排出，水田滞蓄水深h为20 mm。田间蒸发损失E、田间渗漏损失D按试验站资料，其中田间渗漏损失按黏土、黏壤土、壤土分别取值。

M=(P3-(D+E)T-h)/86.4T

(3)

水田的设计暴雨采用各雨量站历年水稻生育期(6月—9月30日)逐日降雨资料，按连续3d最大暴雨选样，采用P—Ⅲ型理论频率曲线适线，计算各单站设计3 d暴雨。各排水闸站不能自排的抽排流量借鉴经验系数，抽排流量按产流量的70%考虑。

3黑龙江省排水模数等值线图

黑龙江省排水模数等值线图包括统计黑龙江省排水模数和分区排水模数成果检验2个部分的内容：

3.1　统计黑龙江省排水模数

1)收集汇总全省范围内目前已采用的农区排水模数成果，本次旱田共收集112处单站数据，水田共收集99处单站数据，数据来源有《黑龙江省三江平原近期防洪除涝可研水文分析报告》[3]、《黑龙江省松花江干流治理工程可行性研究报告》[4]、《呼兰河流域治理可行性研究报告》[5]等。

2)收集有关图集，如《多年平均年最大24小时点雨量等值线图》、《多年平均5—8月降水量等值线图》、《产流分区图》等。

3)实地考察部分地区排水现状。

4)数据缺少地区，收集实际数据，分析确定设计前期影响雨量、设计径流深、设计排涝历时等，计算确定排水模数，补充数据的完整性。

在以上条件的支持下，合理考虑地形条件，选取频率P=20%为例，绘制旱田、水田排水模数等值线图，详见图1~图4。

图1黑龙江省旱田P=20%壤土排水模数等值线图图2黑龙江省旱田P=20%黏土排水模数等值线图

图3　黑龙江省旱田P=20%黏壤土排水模数等值线图

图4　黑龙江省水田P=20%排水模数等值线图

3.2　分区排水模数成果检验

1)壤土、黏壤土和黏土3种土壤类型进行比较，壤土有利于降水下渗，黏壤土次之，黏土最不利于降水下渗，易在地表形成排水，所以整体趋势来看，黏土排水模数在同一地区较其他地区大，黏壤土次之，壤土数值较小[6-8]。

2)对于同一类型土壤，整体呈现东高西低趋势，这与我省地形分布有很大关系，我省地形东部为三江平原，地势平坦，地面易形成排水，因此排水模数较大。

3)对比分析《多年平均5—8月降水量等值线图》，5—8月降水量中部较多，高于东西部，东部较西部大；对比分析《多年平均年最大24小时点雨量等值线图》，此图东部和中部数值都较高，西部数值偏小。因此，两图等值线图分布趋势与所画排模等值线趋势相似。

参考文献：

[1]水利部水利水电规划设计总院，中水淮河规划设计研究有限公司，黑龙江省水利水电勘测设计研究院.治涝标准及关键技术研究报告[R].北京：水利部水利水电规划设计总院，合肥：中水淮河规划设计研究有限公司，哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2015.

[2]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，2013，29(11)：85-91.

[3]黑龙江省水利水电勘测设计研究院.黑龙江省三江平原近期防洪除涝可研水文分析报告[R].哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2005.

[4]黑龙江省水利水电勘测设计研究院.黑龙江省松花江干流治理工程可行性研究报告[R].哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2014.

[5]黑龙江省水利水电勘测设计研究院.呼兰河流域治理可行性研究报告[R].哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2012.

[6]罗文兵，王修贵，罗强，张晓春.四湖流域下垫面改变对排涝模数的影响[J].水科学进展，2014，25(02)：275-281.

[7]侯庆国，刘顺玉.排水模数与几个经验公式计算方法[J].黑龙江水利科技，2013，41(12)：108-108.

[8]张立春.关于三江平原排水模数的几点意见[J].黑龙江水利科技，1996，24(02)：137-140.

[作者简介]周光涛(1979-)，男，山东蓬莱人，高级工程师，从事水文水资源设计工作；王志兴(1964-),男,黑龙江讷河人，教高，从事水利规划设计工作；鲍文菊(1985-)，女，河北唐山人，助理工程师，从事水文水资源设计工作。

[基金项目]水利部公益性行业科研项目(1261221410023)

[收稿日期]2015-04-11

中图分类号：TV12

文献标识码：B

文章编号：1007-7596(2015)08-0023-03