城市防洪排澇泵站設計的問題分析

賈波

摘 要：本文對城市防洪排澇泵站設計的問題進行了深入地研究，分析了防洪排澇泵站設計中的揚程設計、排洪流量設計、泵站機組裝、雨污分流設計等一系列問題，并詳細闡述了城市防洪排澇泵站設計，從而為防洪排澇泵站的建設發展提供一些參考依據。

關鍵詞：城市；防洪排澇；泵站設計；問題；分析

中圖分類號：TU998 文獻標識碼：A

一、城市防洪排澇泵站設計的特點

城市防洪排澇泵站設計主要包括以下幾個特點：一是通常在市政排污管道亦或者城市天然內河的出江口設計泵站。二是防洪排澇站通常設計在城市河涌排水出口或者工廠排污管道出口處，因而需要與水環境的整治有效地結合起來，從而實現城市的可持續發展。三是在當內涌水位高于外江水位時，水閘閘門開啟，且泵站機停止運行，并形成自流排水；而在汛期，當關閘水位與外江水位相等時，雨洪內涌進入前池，流量抽排頻繁變幅，外江的水位也會出現較大的變幅；而在非汛期，前池無水干涸。四是防洪排澇泵站在一年內運行的時間都相對較短，因為排澇汛期一般只經歷幾天或者一個星期左右，且一年之內的累積運行時間最多也不會超過一個月。五是防洪排澇泵站有著十分嚴格的施工期限要求，且會受到季節洪水的要求。通常情況下要求的是主體工程需要在一個枯水期內完成，即每年的10月初至來年的4月底這段時期內。

二、城市防洪排澇泵站設計問題分析

（一）組裝機匹配容量設計

城市防洪排澇泵站主要有3個特征參數，即排澇流量、特征揚程以及特征水位等。這些特征參數均根據相關規范中的特定原則來進行確定，且對機組型號、臺數以及功率等的選擇均具有一定的影響。一般情況下，根據水泵揚程最大值計算得到軸功率來對單機功率進行匹配和選擇。而單機機組排澇流量的設計主要是根據特征運轉曲線上泵站揚程設計所對應的流量來確定的。在城市防洪排澇泵站設計的過程中，排澇流量的設計與其裝機的匹配容量之間一定要預留安全裕度，從而便于城市日后發展的需求。例如某城市泵站防洪排澇流量計算設計為2.4m3/s，在對機組進行選型時，考慮了調蓄容積設計的1.9萬m3會被填平，從而將單機排澇流量設計為1.15m3/s，裝機3臺，單機功率匹配為110kW，機組總排澇流量設計為 3.45m3/s。

（二）進水前池尺寸設計

由于城市排澇泵站一般處于市區天然內河沖溝的出江口，因而在設計進水前池的尺寸時，主要是按照天然內河沖溝設計規劃的容積來進行確定，或者可以適當地浚深與拓寬。由于該城市防洪排澇泵站機組總排澇流量設計為 3.45m3/s，根據總排澇流量設計的50倍來確定進水前池的設計尺寸。根據機電設備制造廠家以及運行的相關規范的要求，電氣設備與水泵之間運行的間隔時間最少為5min，且不能頻繁啟動，否則就會造成設備損壞，從而提升維修的次數。在汛期發生期間，城市防洪排澇泵站的主要作用就是排漬除澇，因此在設計和確定進水前池尺寸時，其有效容積必須確保單臺機組運行的時間為5min。

（三）排澇泵站水位設計

排澇泵站的水位設計最高主要為管渠水位，而最高水位的選取應比管渠內頂部低0.2～0.3為宜。由于泵站內每臺泵機需要3min～5min才能一次啟動，因此當管渠內部的水位上升至來水量設計水位前的3min～5min時，就需要將第一臺水泵進行啟動運行，然后依次啟動其他的水泵。當水位上升至特定的水位時，排澇泵站的所有水泵均已運行，這時匯水區域的排水體系也在同步運行，從而使得整個排水系統和設施都能保持最佳的運行狀態。

（四）水泵揚程設計

選擇水泵最基本的一個參數就是水泵揚程，它直接決定了水泵選擇的機組轉速、型號、運行效率以及功率等。水泵揚程的設計主要包括3個指標，即設計揚程、最低揚程以及最高揚程等。其中設計揚程指的是內江與外江水位設計的之間的差值計入水力損失之后，即可得到設計揚程。而最高揚程則指的是內江運行最低水位與外江運行最高水位之間的差值計入水力損失之后，即可得到最高揚程。最低揚程則指的是在洪淹區對排澇泵站進行設計時，為了節約抽水成本，提高排泄的能力，增加排洪效益，就需要設置排澇閘門，當外江洪水水位比內江的洪水水位低時，就能夠達到自行排泄的目的，因而最低揚程則出現在閘門關閉之后。

（五）排澇流量設計

在排澇泵站設計的過程中，水泵選型的主要參數以及基本依據就是排澇流量的設計，且它對于機組選擇的型號、臺數以及功率等均具有一定的影響。泵站排澇流量的設計以及其過程線，可以按照對應的排澇方式、調洪容積、排澇標準以及排澇面積來進行確定。一般情況下，城市防洪排澇的標準比外江防洪排澇的標準相對較低。因此在設計排澇流量的過程中，需要對相關的影響因素進行適當地分析和調節，同時對泵站設計的區域以及往年排澇防洪的情況來合理地設計排澇流量。

結語

綜上所述，通過城市防洪排澇泵站設計問題的分析，闡述了城市防洪排澇泵站設計的主要特點，并對泵站設計中的裝機容量匹配、進水前池的尺寸、排澇泵站水位、水泵的揚程以及排澇流量設計等內容作了詳細地闡述，從而為排澇泵站的設計提出了一些可行的參考意見。

參考文獻

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