城市排水泵站出水池水位計(jì)算分析

劉 鑫，夏玉林，胡蘭秋

(1.黑龍江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，哈爾濱 150001;2.江蘇省水文水資源勘測(cè)局常州分局，江蘇 常州 210000;3.綏濱縣水利設(shè)計(jì)隊(duì)，黑龍江 綏濱 150000)

1 引言

水泵是排水泵站中的主要設(shè)備，選用性能良好，并與泵站揚(yáng)程、流量變化相適應(yīng)的泵型，是實(shí)現(xiàn)排水目標(biāo)并獲得最佳經(jīng)濟(jì)效果的關(guān)鍵所在。其中泵站揚(yáng)程是泵站選型的重要依據(jù)，而正確、合理的泵站進(jìn)、出水池水位又是泵站揚(yáng)程的決定因素。本文以七臺(tái)河市城區(qū)倭肯河干流堤防上的萬(wàn)寶河一號(hào)排水泵站為例，簡(jiǎn)要分析排水泵站的出水池水位。

2 萬(wàn)寶河一號(hào)泵站基本資料

萬(wàn)寶河一號(hào)排水泵站位于七臺(tái)河市城區(qū)倭肯河干流左側(cè)堤防萬(wàn)寶河入倭肯河河口處。七臺(tái)河市是一座以煤炭工業(yè)為主的新興城市，倭肯河從市區(qū)北部穿過(guò)。城區(qū)段匯入倭肯河的主要支流有萬(wàn)寶河、挖金別河、老七臺(tái)河及新七臺(tái)河。七臺(tái)河市城區(qū)附近流域及水系見(jiàn)圖1。

圖1 七臺(tái)河市區(qū)河流水系圖

萬(wàn)寶河一號(hào)泵站排水面積為0.48 km2，強(qiáng)排流量為1.1 m3/s。倭肯河在泵站位置沒(méi)有水位觀測(cè)，僅有實(shí)測(cè)大斷面和依據(jù)曼寧公式計(jì)算得到該斷面的水位～流量關(guān)系。

3 泵站出水池水位

排水泵站的出水池水位包括防洪水位、設(shè)計(jì)水位、最高運(yùn)行水位、最低運(yùn)行水位和平均水位。

3.1 防洪水位

用于確定泵站的防洪高程和最低揚(yáng)程。萬(wàn)寶河一號(hào)泵站排水流量為1.1 m3/s，依據(jù)《泵站設(shè)計(jì)規(guī)范》，該泵站為小(2)型Ⅴ等泵站，主要建筑物級(jí)別為5級(jí)，泵站防洪標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)為10 a一遇洪水設(shè)計(jì)，20 a一遇洪水校核。依據(jù)規(guī)范規(guī)定，修建在河流、湖泊或平原水庫(kù)邊的堤身式泵站，其建筑物防洪標(biāo)準(zhǔn)不應(yīng)低于堤壩現(xiàn)有防洪標(biāo)準(zhǔn)。萬(wàn)寶河一號(hào)泵站位于倭肯河左岸堤防，倭肯河干流左岸堤防防洪標(biāo)準(zhǔn)為20 a一遇，桃山水庫(kù)二期工程建成后，堤防和水庫(kù)聯(lián)合運(yùn)用，可將防洪標(biāo)準(zhǔn)提高到100 a一遇。綜合以上分析，萬(wàn)寶河一號(hào)泵站的設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)為10 a一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)提高至與干流堤防一致，為100 a一遇洪水校核。

3.2 設(shè)計(jì)水位

設(shè)計(jì)水位是確定泵站設(shè)計(jì)揚(yáng)程的依據(jù)。依據(jù)規(guī)范規(guī)定，設(shè)計(jì)水位取承泄區(qū)重現(xiàn)期5～10 a一遇洪水的3～5 d平均水位。

萬(wàn)寶河一號(hào)排水泵站設(shè)計(jì)水位取倭肯河泵站所處斷面處重現(xiàn)期10 a一遇洪水的3 d平均水位。萬(wàn)寶河一號(hào)泵站的設(shè)計(jì)水位由10 a一遇洪水3 d平均流量查該處倭肯河干流的水位～流量關(guān)系得到。該斷面處倭肯河干流10 a一遇3 d平均流量為桃山水庫(kù)10 a一遇最大3 d泄量與區(qū)間相應(yīng)最大3 d洪水量之和除以相應(yīng)時(shí)間。

3.3 最高運(yùn)行水位

最高運(yùn)行水位是確定泵站最高揚(yáng)程的依據(jù)。規(guī)范規(guī)定外河水位變化幅度較大時(shí)，取重現(xiàn)期10～20 a一遇的外河3～5 d平均水位作為最高運(yùn)行水位。

萬(wàn)寶河一號(hào)泵站的最高運(yùn)行水位由20 a一遇洪水3 d平均流量查該處倭肯河干流的水位～流量關(guān)系得到。該斷面處倭肯河干流20 a一遇3 d平均流量為桃山水庫(kù)20 a一遇最大3 d泄量與區(qū)間相應(yīng)最大3 d洪水量之和除以相應(yīng)時(shí)間得到。

3.4 最低運(yùn)行水位

最低運(yùn)行水位是確定泵站最低揚(yáng)程和流道出口淹沒(méi)高程的依據(jù)。萬(wàn)寶河一號(hào)泵站為排水泵站最低運(yùn)行水位為倭肯河6月～9月最小流量的平均值查倭肯河干流該斷面的水位～流量關(guān)系。

3.5 平均水位

平均水位取倭肯河6月～9月多年平均水位，由倭肯河在該斷面的6月～9月平均流量該斷面的水位～流量關(guān)系得到。

[1] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB/T50265-97泵站設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社，1997

[2] 欒鴻儒.水泵及水泵站[M].北京:中國(guó)水利水電出版社，1992.