关于城市排涝泵站设计的两个问题

资源类型:pdf 资源大小:24.00KB 文档分类:工业技术 上传者:黄东

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【作者】 张志刚  卢继军 

【关键词】排涝泵站 最低水位 调节池 泵站排水量 

【出版日期】2005-03-30

【摘要】本文分析了城市排涝泵站的最低水位与进水管渠系统的关系,提出了确定泵站最低水位的见解;也提出了有调节池的泵站排水量的确定方法。

【刊名】中国西部科技

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沿江河而建旧城市区地势多比江河洪水位低,每逢汛期,就会受到洪水的威胁,完善了防洪设施后,雨季的内涝危害也很大。各沿江河城市都投资兴建了泵站,以消除内涝的危害。虽然城市排涝泵站也是排除雨水的泵站,与城市低洼区的雨水泵站相比,还是有些不同。城市排涝泵站的特点是:流量大,扬程小,无外洪威胁时,就不用工作。在这类泵站中采用潜水轴(混)流泵是完全合适的。潜水轴(混)流泵不仅建筑面积小,并可以建在地下,而且使用管理方便,汛期易于及时启泵排水。本文就潜水轴(混)流泵泵站的设计所遇到的两个问题,陈述一些粗浅的见解。1最低水位确定城市排涝泵站的最低水位高程,对及时有效地排除内涝,降低泵站建设费用,具有较大的意义。从整个汇水区内的排水系统来看,尤其是已经形成了排水管渠的区域内,城市排涝泵站的最低水位高程,影响着管渠系统及其它排水设施能力的发挥。一般设计都按雨水泵站的要求考虑,一些书中提到雨水泵站的“最低水位一般略低于进水干管的管底。对于流量较大的泵站,为了避免泵房大深,施工困难,也可以略高于进水管底,使最低水位与该泵流量下进水管渠中的水面标高齐平”。根据丹东市几座城市排涝泵站的调查分析,我认为上述说法引用到使用潜水轴(混)流泵的城市排涝泵站是欠佳的。在设计使用轴(混)流泵的城市排涝泵站时应该根据泵站是否有调节池来分两种情况考虑。(1)泵站前无调节池的情况。泵站的最大排水能力是按整个汇水区来水量设计的,而进入泵站的管渠是按相同水量满流设计的。但由于管渠输水最大流量并不发生满流时,而是在满流之前。就是说泵站工作达到最大排水能力时的排水量与管渠水位接近管渠顶(约低于管渠顶20~30厘米)时的水量相等。此时管渠内水位称为最大进水量水位。考虑到泵站内是多台水泵依次启动需要3~5分钟,所以在管渠水位达到最大进水量水位前3~5分钟启动第一台水泵工作,依次启动各水泵。当水位上升到最大进水量水位时,泵站水泵已经全部参加工作。此时与汇水区排水系统同步工作,使整个系统的排水设施达到最佳工作状态。由此可见,城市排涝泵站的最低水位应选在低于最大进水量水位0.2~0.3米左右为最佳。若选得过高,排水管渠已达到或超过最大进水量,泵站不能全部启动工作,内涝会发生,危害不可想象,建设的泵站未起作用;若选得过低,即选在进水管渠底或相当于最小一台水泵流量下进水管渠中的水面标高齐平时,使水泵提前工作,管渠未发挥应有的作用。并且使泵房埋深太大,施工困难,建设费用高出很多,特别是设计进水量较大,管渠断面较高者,非常明显。至于排水管渠内设计进水量水位以下的存水,可以待外洪水位下降后开闸排放,或在集水坑内专设一台水泵抽空。具体办法要看外洪水位持续时间长短而定。(2)泵站前有调节池的情况。虽然城市用地紧张,环境保持要求严格,城市排水泵站不宜使用调节池。但由于历史原因和建设资金所限,特别是有水塘可利用的城市排涝泵站前仍设调节池。调节池工作是这样的:当进水量很小时,水位未达到水泵的最低水位时,进水只能在池底滞留,起到充盈调节池的作用。只有当进水量较大时,管渠进水水位达到水泵最低水位时,水泵开始工作。此时若进水量大于泵站排水量,调节池内水位逐渐升高,调节池起到了调节作用。进水量达到高峰时,调节池作用最大。洪峰过后,进水量逐渐减少,但因为进水量仍大于泵站排水量,调节池水位仍在升高。且到进水量降到与泵站排水量相等时,调节池内水位达到最高水位。进水量继续降低到小于泵站排水量后,调节池内调节的水量进入泵站被排走,池内水位才逐渐降低。在水位降到水泵最低水位时,水泵停止工作。此时调节池不起调节作用,滞留的水量待外洪水位下降后排放。从上述分析可以看出:由于调节池暂时调节了雨水洪峰,使得泵站排水量可以小于管渠进水量。调节池的调节能力越大,泵站的排水能力就越小。也可以看出:调节池的有效调节水深是从泵站最低水位到水渠的最高水位。水泵最高水位一般是进水管渠的内顶标高,而水泵最低水位是可以在进水管渠的底至顶的范围内选择。选择得高,调节池有效水深就小,调节池容积也小,泵站排水能力就要大一些,虽然泵房埋深浅,但基建投资还是大得很多。所以水泵最低水位应选择得低一些。这样能充分利用调节池的有效高度,让其发挥最大作用,从而可以减少泵站的排水能力,压缩建设规模,节省基建投资。水泵最低水位的具体高程还受到调节池面积、进水量大小和调节池修建的地形、地质情况等因素的影响,需经多方案经济技术比较来选择经济合理的高程。一般来说是选择在相当于最小水泵流量的进水管渠的充满度左右较为合适。2泵站设计流量的计算在设计城市排涝泵站时,泵站设计流量的计算是较关键问题。一般规定泵站的设计流量是来多少水排多少水。但实际计算就会很难进行,泵站前没有调节池的,按汇水区总进水量,即Q=F××q来计算还容易一些。但是当泵站前有调节池时,怎样充分利用(下转60页)(上接66页)调节池的容积,正确计算泵站的设计流量,是一个麻烦的问题。根据雨水调节池容积的计算公式:V=f()W(1)式中:—调节池容积;V()—的函数;f—脱过系数,等于泵站设计流量Q′与进水量Q之比;W—设计径流总量,等于进水量Q与降雨历时t的乘积。根据参考文献(1)()=(0.65×f+0.2+1.1)×0.51.2×(+0.3)+0.215(2)0.15将(2)式代入(1)式中得:=0.65+0.51.2×+0.2+1.1×+0.3+0.215(3)0.15对应当地暴雨强度公式q=,+可知(3)式中的b值、值。n式中:t——汇水区内的降雨历时,不计折减系数;V、同(1)式。W由此,可以从(3)式中求出值。泵站的设计流量为:Q′=Q以上计算未考虑汇水区内污水流量,当污水流量与设计流量相比很小时,可忽略不计,但较大时应全部加到计算出的设计水量中。计算示例某汇水区进水量:Q=10.5m3/s;该地区暴雨强度公式为:q=12211+0.6681+70.605;调节池容积为:V=9000m3;降雨历时(扣除折减的量)为t=39.5分钟。在不考虑污水流量的情况下,求泵站设计流量。计算如下:由(3)式知:10.5×39.5×60=90000.6051.2+39.5×0.605+0.2+1.10.6570.5×+0.3+0.6050.150.215求得:=0.6828泵站设计流量为:Q′=Q=0.6828×10.5=7.17(m3/s)关于城市排涝泵站设计的两个问题@张志刚$丹东市市政工程管理处!丹东118000 @卢继军$丹东市市政工程管理处!丹东118000排涝泵站;;最低水位;;调节池;;泵站排水量本文分析了城市排涝泵站的最低水位与进水管渠系统的关系,提出了确定泵站最低水位的见解;也提出了有调节池的泵站排水量的确定方法。1.邓培德.雨水调节池容积的模式雨型径流过程线法的计算.给排水技术,1983(1)

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