雨水泵站設(shè)計注意的幾點問題研究

摘要：雨水泵站作為城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要組成部分，其能夠有效排除城市低洼地區(qū)或者是管道內(nèi)部的積水，在城市排澇防洪方面發(fā)揮著十分重要的作用。要想確保雨水泵站的功能得以正常發(fā)揮，首先就應合理設(shè)計雨水泵站。文章結(jié)合工程實例，重點探討了雨水泵站設(shè)計中的注意事項。

關(guān)鍵詞：雨水泵站設(shè)計；問題；研究

一、做好雨水泵站設(shè)計之前的資料收集工作

要想確保雨水泵站的科學合理設(shè)計，就必須做好前期的設(shè)計資料收集，確保資料的完整性和可靠請。在雨水泵站設(shè)計前期資料的收集過程中，需重點關(guān)注一下問題：

（一）雨水泵站的位置確定與廠站地形測量

一方面，合理確定雨水泵的位置。應依據(jù)城市整體規(guī)劃及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求，合理設(shè)置雨水泵站，確保雨水泵站和城市其他基礎(chǔ)設(shè)施相配套，和城市總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)。另一方面，測量廠站地形。在進行廠站地形測量時，測量比例按照1：500或者1：1000進行。同時，測量范圍需要結(jié)合泵站以及附屬構(gòu)筑物的占地面積進行確定，通常而言，測量范圍≥4倍泵站面積為宜。采取沿著管道的中心線的兩側(cè)各20m-30m的指標，確定雨水泵站排出管道以及雨水管的測量范圍。征地范圍以及鉆探深度等資料的收集也必不可少。

（二）降雨強度與河渠水文資料收集

其一，重點掌握雨水泵所在城市的降雨情況，準確計算降雨強度；其二，收集城市雨水排出口位置和河渠水文資料的時候，應確保收集到的資料的準確性和可靠性。

二、雨水泵站的設(shè)計要求

（一）工藝流程

目前在我國的雨水泵站設(shè)計上，通常會采用雨水干管、格柵間、進水管、雨水調(diào)節(jié)池、雨水泵站、水泵壓力出水管、出流井域緩沖池下排水管碟下出口翼墻晌時還設(shè)有防洪閥門下水渠、河流或海洋這樣流程來完成設(shè)計工作，但這個流程也會根據(jù)各地具體情況的不同而有所調(diào)整，許多進修會將格柵間和雨水調(diào)節(jié)池合并為一個構(gòu)筑物，根據(jù)洪水水位的不同而進行分別的設(shè)計。一般情況下雨水泵站都存在著排水量大的特點，所以會選用軸流泵來進行排水，這樣就對格柵間有一定的要求，需要保證穩(wěn)定的進水和易于清理，從而使水泵能安全高效的運行。

（二）雨水量的計算

進行雨水泵站設(shè)計時，需要對雨水量進行精確的計算，以保證泵站的排水量與雨水量之問相互符合，雨水量計算的準確性對于投資的成本及事故的發(fā)生都有著直接的影響。在對雨水量進行設(shè)計時，需要根據(jù)城市雨水管網(wǎng)的設(shè)計同時進行，這樣可以充分保證設(shè)計水量的準確性。在設(shè)計時還需要對于城市地形、短時間內(nèi)積水、降雨量變化、生產(chǎn)廢水量等進行全面的考慮。

（三）雨水泵的選擇

當前，我國大多數(shù)的大中型雨水泵站會選用軸流泵。因雨水泵在進行排水的時候才會運轉(zhuǎn)，因此可以依據(jù)城市雨水量的具體情況，選擇2臺以上，但不多于5臺的雨水泵即可，同時應合理組合雨水泵，確保雨水泵能夠在任何時間范圍內(nèi)及時的進行運轉(zhuǎn)。若雨水泵站的設(shè)計數(shù)量相對較少，可以優(yōu)先選擇無機變速電機或可調(diào)整葉片的軸流泵，這樣便于充分發(fā)揮水泵的使用效率，提高其運轉(zhuǎn)的能力，有效節(jié)約投資成本，提高水泵的工作效率。此外，選擇水泵時，還應該考慮水泵的揚程，每臺水泵在運轉(zhuǎn)時都有其不同的啟動停止水位，但啟動和停止水位不宜過大。但選擇雨水泵的臺數(shù)較少時，則需要泵具有較大的流量，而相反，選擇較多臺雨水泵時，單臺雨水泵的流量宜小。雨水泵數(shù)量的選擇受多種因素的影響，不僅與設(shè)計流量有關(guān)，同時還要考慮雨量的排除，所以當雨量較大時，應選擇水泵大小的搭配，型號有所不同，但不能過多，其他情況下宜選擇同一型號的水泵。

（四）雨水泵站設(shè)計

雨水泵站應根據(jù)選用水泵的型號及規(guī)格，設(shè)計成干室淹沒式。如水泵臺數(shù)為3臺及3臺以下，應采用圓形，如水泵臺數(shù)超過3臺，則宜采用矩形。水泵站內(nèi)集水池的有效容量的計算應從全部水泵中的最低啟動水位計算到所有水泵中的最高停止水位。但不得小于全部水泵1分鐘的流量。如有生產(chǎn)廢水排入雨水泵站，則集水池內(nèi)應考慮防腐措施。電機間的標高應高于最高水位0.5m以上。集水池底標高根據(jù)水泵樣本和吸水喇叭口的要求確定。水泵壓力出流管在穿墻時應水平設(shè)置，并予埋套管，同時考慮減小轉(zhuǎn)動軸不平穩(wěn)而產(chǎn)生的應力。應采用柔性接頭。

三、工程實例

（一）工程概況

某城市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，總占地面積96.52km2。為確保該區(qū)域的防洪排澇工作順利進行，經(jīng)規(guī)劃設(shè)計，決定采用雨污分流制，并分別建設(shè)4座雨水泵站，設(shè)計的規(guī)模分別為11.8m3/s，8.1m3/s，5.8m3/s及6.0m3/s；污水泵站1座，規(guī)模為0.32m3/s；雨污合建泵站1座，規(guī)模為14.3m3/s。以下將重點針對其中一座雨水泵站的設(shè)計展開探討，該雨水泵站的收水范圍為259hm2，設(shè)計的流量為8.1m3/s。雨水系統(tǒng)經(jīng)過泵站提升之后排入污水處理池中。

（二）泵站設(shè)計要點

1.工藝流程

進水井→格姍井→集水池→蝶閥及壓力井→壓力出水池1→壓力出水池2→出水口→處理塘。

2.泵站布置形式

在綜合考慮泵站的建設(shè)規(guī)模、選用的泵型及工藝要求等多方面因素后，盡量縮小泵站的平面尺寸。該泵站地下部分采用梯形與矩形組合型的布置方式：進水部分包括進水閘井、格柵井和布置成漸擴梯形的前池；出水部分包括水泵出水管路壓力出水池，后者布置成漸縮的梯形，中間呈矩形，下部是集水池，上部無建筑物。這樣的組合型式具有較好的水力條件。

3.設(shè)備選型

其一，水泵的選型。在本工程中工使用了4臺潛水混流泵，單泵的流量為Q=2.10m3/s，揚程H=8.8m，功率280kW。因其具備結(jié)構(gòu)緊湊；占地面積小，安裝的有自動耦合裝置，能夠進行自動安裝，且拆裝和維修極為簡便；使用過程中振動噪聲較小，電機的溫升比較低等優(yōu)點。其二，格柵的選型。本工程選用的是一種新型的移動式格柵清污機，主要利用水上撈污的一套組合裝置來對下部的格柵位置進行清污處理。因其維修和管理簡便，收集柵渣及時，且有利于節(jié)約投資。

4.集水池水位的確定

最高水位通常指泵站在正常運行過程中，進水達到設(shè)計流量時的集水池水位。在該工程中，選用的是雙排的d2 200mm進水管，管內(nèi)底高為-5.900m，最高水位為-5.900+2.200=-3.700m，而最低水位的確定需慎重考慮。該工程中，我們發(fā)現(xiàn)從最小一臺水泵流量時進水干管的充滿度可以看出管道里的水位偏高，使得管道利用率降低。因此，在確定最低水位的時候，在不改變水泵數(shù)量的同時，即單泵流量不變的前提下，我們將h值適當取小一點，這樣既符合定義計算要求，同時又不會因為最低水位值偏高，對工程造成影響，使得最低水位值更趨于實際。

（三）泵站運行

雨水泵站的控制系統(tǒng)運營PLC邏輯控制系統(tǒng)，提供設(shè)備的自動控制機關(guān)聯(lián)設(shè)備的聯(lián)動和聯(lián)鎖控制。泵站的控制系統(tǒng)主要為自動和手動兩種運行方式。水泵的運行以水位的高低選擇水泵的開停臺數(shù)。水泵開車為閉閘啟動，要逐臺開啟，逐臺關(guān)閉。當發(fā)生超高或超低水位時，PLC則發(fā)出報警信號，自動調(diào)整進水閘門的開啟高度和關(guān)閉運行水泵。移動式格柵清污機的控制方式有兩種：一是平時定時開停；二是根據(jù)格柵前后的液位差值來控制格柵清污機的運行，探頭分別安裝于格柵前后，檢測格柵前后的液位差，當達到一定水位值時，開啟格柵清污機。

（四）運行效果

在本工程的雨水泵站設(shè)計中，充分考慮了泵站的設(shè)計形式和配泵方案，實現(xiàn)了泵站的用途，且有效節(jié)約了資源和投資成本，獲得了計價的市政建設(shè)綜合效益。當前，該雨水泵已經(jīng)竣工，并于今年的雨季正式投入運營，滿足了雨季防洪排澇的要求，實現(xiàn)了工程設(shè)計的最終目標。

總之，雨水泵站作為市政工程建設(shè)中的重要組成部分，在城市的防洪排澇中發(fā)揮著極為重要的作用。在具體設(shè)計雨水泵站的時候，應依據(jù)城市所處的具體情況，合理設(shè)計泵站選型，明確泵站的設(shè)置方式，尤其需重點關(guān)注集水池的水位，確保雨水泵設(shè)計符合相關(guān)設(shè)計標準，進而為城市的防洪排澇發(fā)揮重要功效。

參考文獻：

[1] GB 50265-2010，泵站設(shè)計規(guī)范[S]

[2] 趙洋.關(guān)于雨水泵站工藝設(shè)計的幾點探討[J].城市道橋與防洪，2012（11）