1、垃圾填埋场防洪系统设计及校核摘要: 防洪措施设计是生活垃圾填埋场设计中重要的内容之一,洪水设计计算不合理不仅会影响到填埋场安全运行,而且还会造成防洪费用的浪费。所以合理有效的计算方法就显得尤为重要。 关键词:防洪系统、设计计算方法、防洪系统校核 中图分类号:TV87 文献标识码: A 1 防洪标准 建标 124-2009生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准中明确规定填埋场应设置独立的雨水导排系统。雨水导排系统应满足雨污分流、场外汇水和场内未作业区域的汇水直接排放的要求,尽量减少雨水侵入垃圾堆体,其排水能力应按照 50 年一遇、100 年校核设计。填埋场的防洪标准应按照不小于 50 年一遇洪水位
2、考虑,遵循生活垃圾填埋场污染控制标准GB16889、 防洪标准GB50201 和城市防洪工程设计规范CJJ50 以及相关标准的技术要求,并和环境影响评价结论相符。 2 防洪系统设计计算方法 生活垃圾填埋场上游汇水面积过大,会造成截洪、排洪费用增加,一般在选址阶段均应避免选择此类场地作为场址。故设计洪水计算一般可以认定为面积不超过 10km2 的小流域暴雨洪水计算3。 目前我国各地区计算小汇水面积的山洪洪峰流量一般有 3 种方法:洪水调查法、推理公式法、经验公式法。 2.1 洪水调查法 包括形态调查法和直接类比法两种。形态调查法主要是深入现场,勘察红薯位的痕迹,推导它发生的频率,选择和测量河槽断
3、面,按公式v计算流速,然后按公式 QAv 计算出调查的洪峰流量。式中 n为河槽的粗糙系数;R 为河槽的的过水断面与湿周之比,即水力半径;I为水面比降,可用河底平均比降代替。最后通过流量变差系数和模比系数法,将调查得到的某一频率流量换算成设计涉及频率的洪峰流量。 2.2 推理公式法 推理公式有水科学院水文研究所公式,小径流研究组公式和林平一公式三种。三种公式各有假定条件和适用范围。如水科学院水文研究所公式形式为: Q0.278F 式中:Q设计洪峰流量(m3/s); 洪峰径流系数; S暴雨雨力,即与设计重现期相应的最大的一小时降雨量(mm/h) ;流域的集流时间(h) ; n暴雨强度衰减指数; F
4、流域面积(km2)。 用这种推理公式求设计洪峰流量时,需要较多的基础资料,计算过程也较繁琐。当流域面积为 4050km2 时,此公式的使用效果最好。 2.3 经验公式法 2.3.1 水利电力科学研究所经验公式 汇水面积在 100km2 以内: Qp=KSp 式中:Qp设计洪峰流量(m3/s); Sp暴雨雨力(mm/h),Sp=(24)n-1H24p; F流域面积(km2); K洪峰流量参数。 2.3.2 公路科学研究所经验公式 汇水面积小于 10km2: Qp=KFn 式中:Qp设计洪峰流量(m3/s); K径流模数; n面积参数,当 F1km2 时,n=1;当 1F10km2 时,查表。 当
5、有降雨资料时,可用下式计算: Qp=CS 式中:C系数,按地貌确定,石山区:C=0.600.55; 丘陵区:C=0.500.40; 平原区:C=0.400.30; 黄土丘陵区:C=0.470.37; S相应于设计频率的一小时降雨量(mm) ,可自当地雨量站取得; F汇水面积(km2)。 当 F3km2 时,也可按下式计算: Qp=CSF 2.3.3 公路科学研究所的简化公式: Qp= 式中:Qp设计洪峰流量(m3/s); 地貌系数,根据地形,主河沟的平均坡度、汇水面积范围决定。h径流深度(mm) ,由暴雨分区,设计频率,土壤的吸水类层,以及汇流时间决定。 Z植物和坑洼滞流栏蓄厚度(mm) ;
6、F汇水面积(km2) ; 洪峰传播的流量折减系数; 汇水区降雨量的不均匀的折减系数,当汇水面积的长度或宽度小于 5km 时,可以不予考虑,大于 5km 时,按表选取; 湖泊所起调节作用或未具调洪库容的小水库所起调节作用的折减系数。 若不考虑洪峰削减时,设计洪峰流量公式为: Qp= 2.3.3 填埋场防洪核算 住房城乡建设部制定发布的生活垃圾卫生填埋处理技术规范(GB50869-2013)中对填埋场防洪设计系统做了基本规定。进行填埋场防洪核算时,应当查询当地洪水水文资料和经验公式。若填埋场库区外汇水区域小于 10 km2,可用简化公式进行核算: Qp=0.278(Sp-1)F 式中:Qp流量(m
7、3/s); Sp设计频率的雨力(mm/h) ; F汇水面积(km2)。 3 结语 对于小流域暴雨洪水计算,从工程安全运行考虑,设计洪水的防洪标准应按照 50 年一遇设计、100 年一遇校核。对于流域面积小于 30km2,设计洪峰流量可以采用公路科学研究所的简化公式 Qp=;对于汇水面积小于 3km2 且有降雨资料时,可采用公路科学研究所经验公式Qp=CSF;对于汇水面积小于 10km2 但无降雨资料时,可采用公路科学研究所经验公式 Qp=KFn。 参考文献: 1 中国市政工程东北设计研究院.给水排水设计手册 第 7 册 城镇防洪M 北京: 中国建筑工业出版社,2000:51 2 建标 124-2009.生活垃圾卫生填埋处理工程项目建设标准S 3苟剑锋,徐燕,曾正中,李勃. 小型生活垃圾填埋场设计洪水计算方法的选择J 环境工程,2012,30(5):8285. 4GB50869-2013.生活垃圾卫生填埋处理技术规范S 作者简介 田娜 19880430 女 陕西西安 长安大学 在读研究生 研究生 市政工程(第一作者) 杨梦溪 1990 年 2 月 女 河南 长安大学 在读研究生 研究生 市政工程 郭延 1969 年 11 月 男 陕西 户县 省住房和城乡建设厅