红寺堡鲁家窑移民新村排水工程设计分析

马宇博+陈宙颖

摘 要：本文以理论方法探讨为主线，指导实践为目的，对红寺堡鲁家窑防洪排水工程进行分析，为缓解我国农村水利提供理论支撑。

关键词：农村 防洪 排水

1.项目概况

红寺堡鲁家窑的生态移民新村是在宁夏“十二五”实施民生移民工程的时候新建的生态移民安置区，弘德村南边紧邻中盐高速，生态移民0.95万人，2174户。弘德村常年干旱少雨，冰雹、霜冻等自然灾害频繁，地表水和地下水量少质差，是全区比较干旱缺水的地方。

本项目区为生态移民示范区，总体地形西北高，东南低，因地势较低，排水不畅，每年汛期移民区都会受到洪水威胁。2010年，《宁夏日报》报道宁夏红寺堡鲁家窑移民新村突降暴雨，造成738户2677人受灾，393户房屋受损。鲁家窑生态移民排水工程的目的是为了解决移民新村每年汛期的洪水灾害。将移民区洪水收集后，向南排泄到地势低洼处的蓄水池中，解决移民区防洪排水问题。

2.水文概况

2 . 1水文地质

鲁家窑地势宽阔平坦，海拔在1300～1400m之间，自西向东倾斜。每年的十一月中旬至十二月下旬之间会土壤冻结，翌年三月解冻，最大冻土深度1.37m。宁夏水文水资源勘测局在区域代表站同心站1955～2007年气象资料，观测资料52年，主要观测项目水位、流量、泥沙、降水量、水化学等。鲁家窑多年的平均降水量为194mm，主要在7、8、9三个月下雨，占全年降水量的55.2%。降水量见表1。

查询《宁夏水资源综合规划》中的成果，查算当地径流深等值线图，根据鲁家窑多年平均年径流深4mm，鲁家窑移民新村汇流面积为2.9km2，依此计算出多年平均径流量为1.16万m3。鲁家窑多年平均水面蒸发量1280.2mm，是其每年降水量的6倍多，水面蒸发的年际变化小而年内的变化比较大，每年1月和12月水面蒸发量最小，6月和7月蒸发量最大。

2 . 2洪水特征

红寺堡鲁家窑是比较典型的黄土丘陵地貌，符合一般半干旱区降雨的特性，降雨一般集中在每年的6、7、8、9月。洪水的形状受暴雨的影响多数是由强度大、历时短、笼罩面积比较小的暴雨造成的，洪水过程为尖瘦形，洪峰陡涨陡落，一般只持续几个小时，超渗产流为主。因而洪水产流后汇流很快，造峰时间也很短，洪水涨得快落得也快，过程较短。

3.防洪排水工程设计

3. 1确定防洪标准

根据《防洪标准》（GB50201—94）规定，第3节防护区人口为0.95万人，小于20万人，工程等别Ⅳ等，永久性建筑物4级，防洪标准重现期20-10年。依据3.0.2条的规定，人口密集或农作物高产的乡村防护区，防洪标准可以适当的提高。移民新村人口密集，所以防洪标准取20年一遇。

3.2洪水设计

项目区无实测水文资料。根据《宁夏暴雨洪水图集》以及经过重新修订的宁夏不同历时暴雨参数等值线图，采用6小时同频内包雨型进行设计洪水计算。本区域暴雨历时一般不超过24h，主雨历时在1h-3h左右。经查各均值等值线图知，该区域年最大1h点雨量17mm，CV=0.69，6h点雨量29mm，CV=0.65，CS=3.5CV，清浑比取0.80。设计洪水成果见表2。

根据项目区实际情况，居民区周围有园地及林地，可截流一部分径流，洪水计算可适当按比例折减，根据园地及林地所占面积按30%进行折减，具体计算结果见洪水计算表3。

3.3滞洪区蓄水池设计

根据当地地形条件和工程总体布置，蓄水池容积按排水区控制面积及一次20年洪水总量4.0万m3计算，设4.0万m3蓄水池1座。采用梯形的断面设计，池底、池顶均为长方形，池深3.0m，设计水深2.0m，内坡∶1∶2.5。

3.4排水沟纵、横断面设计

依据《灌溉与排水工程技术规范》（GB50288-99）中明沟排水系统的设计应符合下列要求：要保证设计工程的排水能力，排水沟设计水位最后低于地面不小于0.2m；少占地，工程量小同时施工和管理方便。

排水沟纵断面在考虑满足最低点居民排水高程要求同时，基本沿地面线布置，纵比在1/53-1/300之间。

排水沟横断面水力计算：排水沟按无压流设计，按明渠均匀流公式计算。

式中：Q—流量，m3/s；

ω—横断面的过水面积m2，对于圆形，

d—管径，m；

θ—水面线和圆心夹角，当水面线大于半径时大于180°，水面线小于半径时小于180°，θ以弧度计；

C—谢才系数，

R—横断面的水力半径m，圆管为，

3.5工程总体布置

鲁家窑防洪及排水工程总体是由排水管、沟网及滞洪区组成的。汇流区总面积2.9km2，总排水沟最大设计流量11.0m3/s，最大排水量4.0万m3。根据鲁家窑的实际地形条件，划分了2个排水区。毛沟排水管沿支沟布设，支沟沿干沟布设，毛沟排水管、支沟、干沟基本沿道路布设。

4.结语

红寺堡鲁家窑移民新村的防洪排水系统同时收集洪水还可发展节水型农业，有效解决移民新村洪水威胁，使居民安居乐业，将有害洪水转变为有利洪水，实现由传统水利向现代水利、可持续发展水利的转变。具有一定的节水效益、环境效益。对提高农村水利建设水平，降低农村洪涝灾害对村庄的经济损失，改善农村生活环境等都具有一定的意义。

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