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摘要:雨水泵站作为城市基础设施建设中的重要组成部分,其能够有效排除城市低洼地区或者是管道内部的积水,在城市排涝防洪方面发挥着十分重要的作用。要想确保雨水泵站的功能得以正常发挥,首先就应合理设计雨水泵站。文章结合工程实例,重点探讨了雨水泵站设计中的注意事项。
关键词:雨水泵站设计;问题;研究
一、做好雨水泵站设计之前的资料收集工作
要想确保雨水泵站的科学合理设计,就必须做好前期的设计资料收集,确保资料的完整性和可靠请。在雨水泵站设计前期资料的收集过程中,需重点关注一下问题:
(一)雨水泵站的位置确定与厂站地形测量
一方面,合理确定雨水泵的位置。应依据城市整体规划及基础设施建设的要求,合理设置雨水泵站,确保雨水泵站和城市其他基础设施相配套,和城市总体规划相协调。另一方面,测量厂站地形。在进行厂站地形测量时,测量比例按照1:500或者1:1000进行。同时,测量范围需要结合泵站以及附属构筑物的占地面积进行确定,通常而言,测量范围≥4倍泵站面积为宜。采取沿着管道的中心线的两侧各20m-30m的指标,确定雨水泵站排出管道以及雨水管的测量范围。征地范围以及钻探深度等资料的收集也必不可少。
(二)降雨强度与河渠水文资料收集
其一,重点掌握雨水泵所在城市的降雨情况,准确计算降雨强度;其二,收集城市雨水排出口位置和河渠水文资料的时候,应确保收集到的资料的准确性和可靠性。
二、雨水泵站的设计要求
(一)工艺流程
目前在我国的雨水泵站设计上,通常会采用雨水干管、格栅间、进水管、雨水调节池、雨水泵站、水泵压力出水管、出流井域缓冲池下排水管碟下出口翼墙晌时还设有防洪阀门下水渠、河流或海洋这样流程来完成设计工作,但这个流程也会根据各地具体情况的不同而有所调整,许多进修会将格栅间和雨水调节池合并为一个构筑物,根据洪水水位的不同而进行分别的设计。一般情况下雨水泵站都存在着排水量大的特点,所以会选用轴流泵来进行排水,这样就对格栅间有一定的要求,需要保证稳定的进水和易于清理,从而使水泵能安全高效的运行。
(二)雨水量的计算
进行雨水泵站设计时,需要对雨水量进行精确的计算,以保证泵站的排水量与雨水量之问相互符合,雨水量计算的准确性对于投资的成本及事故的发生都有着直接的影响。在对雨水量进行设计时,需要根据城市雨水管网的设计同时进行,这样可以充分保证设计水量的准确性。在设计时还需要对于城市地形、短时间内积水、降雨量变化、生产废水量等进行全面的考虑。
(三)雨水泵的选择
当前,我国大多数的大中型雨水泵站会选用轴流泵。因雨水泵在进行排水的时候才会运转,因此可以依据城市雨水量的具体情况,选择2台以上,但不多于5台的雨水泵即可,同时应合理组合雨水泵,确保雨水泵能够在任何时间范围内及时的进行运转。若雨水泵站的设计数量相对较少,可以优先选择无机变速电机或可调整叶片的轴流泵,这样便于充分发挥水泵的使用效率,提高其运转的能力,有效节约投资成本,提高水泵的工作效率。此外,选择水泵时,还应该考虑水泵的扬程,每台水泵在运转时都有其不同的启动停止水位,但启动和停止水位不宜过大。但选择雨水泵的台数较少时,则需要泵具有较大的流量,而相反,选择较多台雨水泵时,单台雨水泵的流量宜小。雨水泵数量的选择受多种因素的影响,不仅与设计流量有关,同时还要考虑雨量的排除,所以当雨量较大时,应选择水泵大小的搭配,型号有所不同,但不能过多,其他情况下宜选择同一型号的水泵。
(四)雨水泵站设计
雨水泵站应根据选用水泵的型号及规格,设计成干室淹没式。如水泵台数为3台及3台以下,应采用圆形,如水泵台数超过3台,则宜采用矩形。水泵站内集水池的有效容量的计算应从全部水泵中的最低启动水位计算到所有水泵中的最高停止水位。但不得小于全部水泵1分钟的流量。如有生产废水排入雨水泵站,则集水池内应考虑防腐措施。电机间的标高应高于最高水位0.5m以上。集水池底标高根据水泵样本和吸水喇叭口的要求确定。水泵压力出流管在穿墙时应水平设置,并予埋套管,同时考虑减小转动轴不平稳而产生的应力。应采用柔性接头。
三、工程实例
(一)工程概况
某城市高新技术开发区,总占地面积96.52km2。为确保该区域的防洪排涝工作顺利进行,经规划设计,决定采用雨污分流制,并分别建设4座雨水泵站,设计的规模分别为11.8m3/s,8.1m3/s,5.8m3/s及6.0m3/s;污水泵站1座,规模为0.32m3/s;雨污合建泵站1座,规模为14.3m3/s。以下将重点针对其中一座雨水泵站的设计展开探讨,该雨水泵站的收水范围为259hm2,设计的流量为8.1m3/s。雨水系统经过泵站提升之后排入污水处理池中。
(二)泵站设计要点
1.工艺流程
进水井→格姗井→集水池→蝶阀及压力井→压力出水池1→压力出水池2→出水口→处理塘。
2.泵站布置形式
在综合考虑泵站的建设规模、选用的泵型及工艺要求等多方面因素后,尽量缩小泵站的平面尺寸。该泵站地下部分采用梯形与矩形组合型的布置方式:进水部分包括进水闸井、格栅井和布置成渐扩梯形的前池;出水部分包括水泵出水管路压力出水池,后者布置成渐缩的梯形,中间呈矩形,下部是集水池,上部无建筑物。这样的组合型式具有较好的水力条件。
3.设备选型
其一,水泵的选型。在本工程中工使用了4台潜水混流泵,单泵的流量为Q=2.10m3/s,扬程H=8.8m,功率280kW。因其具备结构紧凑;占地面积小,安装的有自动耦合装置,能够进行自动安装,且拆装和维修极为简便;使用过程中振动噪声较小,电机的温升比较低等优点。其二,格栅的选型。本工程选用的是一种新型的移动式格栅清污机,主要利用水上捞污的一套组合装置来对下部的格栅位置进行清污处理。因其维修和管理简便,收集栅渣及时,且有利于节约投资。
4.集水池水位的确定
最高水位通常指泵站在正常运行过程中,进水达到设计流量时的集水池水位。在该工程中,选用的是双排的d2 200mm进水管,管内底高为-5.900m,最高水位为-5.900+2.200=-3.700m,而最低水位的确定需慎重考虑。该工程中,我们发现从最小一台水泵流量时进水干管的充满度可以看出管道里的水位偏高,使得管道利用率降低。因此,在确定最低水位的时候,在不改变水泵数量的同时,即单泵流量不变的前提下,我们将h值适当取小一点,这样既符合定义计算要求,同时又不会因为最低水位值偏高,对工程造成影响,使得最低水位值更趋于实际。
(三)泵站运行
雨水泵站的控制系统运营PLC逻辑控制系统,提供设备的自动控制机关联设备的联动和联锁控制。泵站的控制系统主要为自动和手动两种运行方式。水泵的运行以水位的高低选择水泵的开停台数。水泵开车为闭闸启动,要逐台开启,逐台关闭。当发生超高或超低水位时,PLC则发出报警信号,自动调整进水闸门的开启高度和关闭运行水泵。移动式格栅清污机的控制方式有两种:一是平时定时开停;二是根据格栅前后的液位差值来控制格栅清污机的运行,探头分别安装于格栅前后,检测格栅前后的液位差,当达到一定水位值时,开启格栅清污机。
(四)运行效果
在本工程的雨水泵站设计中,充分考虑了泵站的设计形式和配泵方案,实现了泵站的用途,且有效节约了资源和投资成本,获得了计价的市政建设综合效益。当前,该雨水泵已经竣工,并于今年的雨季正式投入运营,满足了雨季防洪排涝的要求,实现了工程设计的最终目标。
总之,雨水泵站作为市政工程建设中的重要组成部分,在城市的防洪排涝中发挥着极为重要的作用。在具体设计雨水泵站的时候,应依据城市所处的具体情况,合理设计泵站选型,明确泵站的设置方式,尤其需重点关注集水池的水位,确保雨水泵设计符合相关设计标准,进而为城市的防洪排涝发挥重要功效。
参考文献:
[1] GB 50265-2010,泵站设计规范[S]
[2] 赵洋.关于雨水泵站工艺设计的几点探讨[J].城市道桥与防洪,2012(11)
关键词:雨水泵站设计;问题;研究
一、做好雨水泵站设计之前的资料收集工作
要想确保雨水泵站的科学合理设计,就必须做好前期的设计资料收集,确保资料的完整性和可靠请。在雨水泵站设计前期资料的收集过程中,需重点关注一下问题:
(一)雨水泵站的位置确定与厂站地形测量
一方面,合理确定雨水泵的位置。应依据城市整体规划及基础设施建设的要求,合理设置雨水泵站,确保雨水泵站和城市其他基础设施相配套,和城市总体规划相协调。另一方面,测量厂站地形。在进行厂站地形测量时,测量比例按照1:500或者1:1000进行。同时,测量范围需要结合泵站以及附属构筑物的占地面积进行确定,通常而言,测量范围≥4倍泵站面积为宜。采取沿着管道的中心线的两侧各20m-30m的指标,确定雨水泵站排出管道以及雨水管的测量范围。征地范围以及钻探深度等资料的收集也必不可少。
(二)降雨强度与河渠水文资料收集
其一,重点掌握雨水泵所在城市的降雨情况,准确计算降雨强度;其二,收集城市雨水排出口位置和河渠水文资料的时候,应确保收集到的资料的准确性和可靠性。
二、雨水泵站的设计要求
(一)工艺流程
目前在我国的雨水泵站设计上,通常会采用雨水干管、格栅间、进水管、雨水调节池、雨水泵站、水泵压力出水管、出流井域缓冲池下排水管碟下出口翼墙晌时还设有防洪阀门下水渠、河流或海洋这样流程来完成设计工作,但这个流程也会根据各地具体情况的不同而有所调整,许多进修会将格栅间和雨水调节池合并为一个构筑物,根据洪水水位的不同而进行分别的设计。一般情况下雨水泵站都存在着排水量大的特点,所以会选用轴流泵来进行排水,这样就对格栅间有一定的要求,需要保证稳定的进水和易于清理,从而使水泵能安全高效的运行。
(二)雨水量的计算
进行雨水泵站设计时,需要对雨水量进行精确的计算,以保证泵站的排水量与雨水量之问相互符合,雨水量计算的准确性对于投资的成本及事故的发生都有着直接的影响。在对雨水量进行设计时,需要根据城市雨水管网的设计同时进行,这样可以充分保证设计水量的准确性。在设计时还需要对于城市地形、短时间内积水、降雨量变化、生产废水量等进行全面的考虑。
(三)雨水泵的选择
当前,我国大多数的大中型雨水泵站会选用轴流泵。因雨水泵在进行排水的时候才会运转,因此可以依据城市雨水量的具体情况,选择2台以上,但不多于5台的雨水泵即可,同时应合理组合雨水泵,确保雨水泵能够在任何时间范围内及时的进行运转。若雨水泵站的设计数量相对较少,可以优先选择无机变速电机或可调整叶片的轴流泵,这样便于充分发挥水泵的使用效率,提高其运转的能力,有效节约投资成本,提高水泵的工作效率。此外,选择水泵时,还应该考虑水泵的扬程,每台水泵在运转时都有其不同的启动停止水位,但启动和停止水位不宜过大。但选择雨水泵的台数较少时,则需要泵具有较大的流量,而相反,选择较多台雨水泵时,单台雨水泵的流量宜小。雨水泵数量的选择受多种因素的影响,不仅与设计流量有关,同时还要考虑雨量的排除,所以当雨量较大时,应选择水泵大小的搭配,型号有所不同,但不能过多,其他情况下宜选择同一型号的水泵。
(四)雨水泵站设计
雨水泵站应根据选用水泵的型号及规格,设计成干室淹没式。如水泵台数为3台及3台以下,应采用圆形,如水泵台数超过3台,则宜采用矩形。水泵站内集水池的有效容量的计算应从全部水泵中的最低启动水位计算到所有水泵中的最高停止水位。但不得小于全部水泵1分钟的流量。如有生产废水排入雨水泵站,则集水池内应考虑防腐措施。电机间的标高应高于最高水位0.5m以上。集水池底标高根据水泵样本和吸水喇叭口的要求确定。水泵压力出流管在穿墙时应水平设置,并予埋套管,同时考虑减小转动轴不平稳而产生的应力。应采用柔性接头。
三、工程实例
(一)工程概况
某城市高新技术开发区,总占地面积96.52km2。为确保该区域的防洪排涝工作顺利进行,经规划设计,决定采用雨污分流制,并分别建设4座雨水泵站,设计的规模分别为11.8m3/s,8.1m3/s,5.8m3/s及6.0m3/s;污水泵站1座,规模为0.32m3/s;雨污合建泵站1座,规模为14.3m3/s。以下将重点针对其中一座雨水泵站的设计展开探讨,该雨水泵站的收水范围为259hm2,设计的流量为8.1m3/s。雨水系统经过泵站提升之后排入污水处理池中。
(二)泵站设计要点
1.工艺流程
进水井→格姗井→集水池→蝶阀及压力井→压力出水池1→压力出水池2→出水口→处理塘。
2.泵站布置形式
在综合考虑泵站的建设规模、选用的泵型及工艺要求等多方面因素后,尽量缩小泵站的平面尺寸。该泵站地下部分采用梯形与矩形组合型的布置方式:进水部分包括进水闸井、格栅井和布置成渐扩梯形的前池;出水部分包括水泵出水管路压力出水池,后者布置成渐缩的梯形,中间呈矩形,下部是集水池,上部无建筑物。这样的组合型式具有较好的水力条件。
3.设备选型
其一,水泵的选型。在本工程中工使用了4台潜水混流泵,单泵的流量为Q=2.10m3/s,扬程H=8.8m,功率280kW。因其具备结构紧凑;占地面积小,安装的有自动耦合装置,能够进行自动安装,且拆装和维修极为简便;使用过程中振动噪声较小,电机的温升比较低等优点。其二,格栅的选型。本工程选用的是一种新型的移动式格栅清污机,主要利用水上捞污的一套组合装置来对下部的格栅位置进行清污处理。因其维修和管理简便,收集栅渣及时,且有利于节约投资。
4.集水池水位的确定
最高水位通常指泵站在正常运行过程中,进水达到设计流量时的集水池水位。在该工程中,选用的是双排的d2 200mm进水管,管内底高为-5.900m,最高水位为-5.900+2.200=-3.700m,而最低水位的确定需慎重考虑。该工程中,我们发现从最小一台水泵流量时进水干管的充满度可以看出管道里的水位偏高,使得管道利用率降低。因此,在确定最低水位的时候,在不改变水泵数量的同时,即单泵流量不变的前提下,我们将h值适当取小一点,这样既符合定义计算要求,同时又不会因为最低水位值偏高,对工程造成影响,使得最低水位值更趋于实际。
(三)泵站运行
雨水泵站的控制系统运营PLC逻辑控制系统,提供设备的自动控制机关联设备的联动和联锁控制。泵站的控制系统主要为自动和手动两种运行方式。水泵的运行以水位的高低选择水泵的开停台数。水泵开车为闭闸启动,要逐台开启,逐台关闭。当发生超高或超低水位时,PLC则发出报警信号,自动调整进水闸门的开启高度和关闭运行水泵。移动式格栅清污机的控制方式有两种:一是平时定时开停;二是根据格栅前后的液位差值来控制格栅清污机的运行,探头分别安装于格栅前后,检测格栅前后的液位差,当达到一定水位值时,开启格栅清污机。
(四)运行效果
在本工程的雨水泵站设计中,充分考虑了泵站的设计形式和配泵方案,实现了泵站的用途,且有效节约了资源和投资成本,获得了计价的市政建设综合效益。当前,该雨水泵已经竣工,并于今年的雨季正式投入运营,满足了雨季防洪排涝的要求,实现了工程设计的最终目标。
总之,雨水泵站作为市政工程建设中的重要组成部分,在城市的防洪排涝中发挥着极为重要的作用。在具体设计雨水泵站的时候,应依据城市所处的具体情况,合理设计泵站选型,明确泵站的设置方式,尤其需重点关注集水池的水位,确保雨水泵设计符合相关设计标准,进而为城市的防洪排涝发挥重要功效。
参考文献:
[1] GB 50265-2010,泵站设计规范[S]
[2] 赵洋.关于雨水泵站工艺设计的几点探讨[J].城市道桥与防洪,2012(11)