淺談潮感區(qū)引排結(jié)合泵站方案研究

【摘要】佛山地處珠江三角洲潮感區(qū)，近年來，佛山大力整治水環(huán)境，其中一個重要的措施就是引水濟(jì)涌，通過對內(nèi)河涌進(jìn)行補(bǔ)水，改善內(nèi)河涌水環(huán)境。本文以黎邊泵站為案例，論述潮感區(qū)引水與排澇相結(jié)合的泵站布置方案，確定潮感區(qū)引排結(jié)合泵站的較優(yōu)布置方案，本文對類似工程具有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】潮感區(qū)；引排結(jié)合；泵站方案

引言

佛山地處珠江三角洲潮感區(qū)，河道水位主要受潮水影響。相較山區(qū)而言，潮感區(qū)河道水位具有變化幅度較小的特點(diǎn)。近年來，佛山大力整治水環(huán)境，其中一個重要的措施就是引水濟(jì)涌，通過對內(nèi)河涌進(jìn)行補(bǔ)水，改善內(nèi)河涌水環(huán)境。佛山地區(qū)水閘、電排站等水利設(shè)施數(shù)量眾多，大多數(shù)內(nèi)河涌匯入外江河道位置均建有水閘、電排站等防澇水利設(shè)施。由于佛山地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，土地經(jīng)濟(jì)價值高，引水濟(jì)涌主要在內(nèi)河涌涌口位置建設(shè)引水設(shè)施，因此引水設(shè)施應(yīng)充分結(jié)合排澇設(shè)施進(jìn)行布置，盡量減少占地。本文以黎邊泵站為案例，論述潮感區(qū)引水與排澇相結(jié)合的泵站布置方案，確定潮感區(qū)引排結(jié)合泵站的較優(yōu)布置方案，為潮感區(qū)引排結(jié)合泵站工程的設(shè)計提供參考。

1、工程概況

黎邊泵站工程位于佛山市南海區(qū)大瀝鎮(zhèn)，泵站主體部分穿鹽聯(lián)圍，鹽聯(lián)圍工程級別為4級，黎邊泵站工程內(nèi)接黎邊涌，外江為佛山水道。項目所在位置現(xiàn)狀建有黎邊水閘，水閘為一孔，凈寬4m，片區(qū)平時靠黎邊水閘進(jìn)行排澇。

根據(jù)大瀝鎮(zhèn)引水濟(jì)涌規(guī)劃，為進(jìn)一步增加鎮(zhèn)水圍以東引水片引水河涌枯水期水動力，需在黎邊水閘位置新建引水設(shè)施。此外項目所在片區(qū)排澇標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇最24小時設(shè)計暴雨1天排干不致災(zāi)，規(guī)劃新建排澇泵站一座，泵站設(shè)計排澇流量9.00m3/s。因此，需要在現(xiàn)狀黎邊水閘位置新建具有引水和排澇功能的泵站一座。

2、布置方案

2.1常規(guī)布置方案

在以往水利工程設(shè)計中，經(jīng)常將水閘、引水泵站和排澇泵站分開布置。有些工程直接將進(jìn)水、出水引涌也分開布置，而有些工程為了減少用地，往往會將水閘、引水泵站和排澇泵站并列布置。并列布置的優(yōu)點(diǎn)是將水閘、引水泵站和排澇泵站主體建筑物獨(dú)立開來，各主體建筑物獨(dú)立使用一個進(jìn)水渠和出水渠，進(jìn)水渠和出水渠的水流條件較好。此外，各建筑物相互之間影響不大，能夠充分發(fā)揮各主體建筑物的功能。另外，各主體建筑物分開布置后，日常的運(yùn)行管理較為簡單。而常規(guī)布置方案的缺點(diǎn)是工程占地面積較大，土建工程和機(jī)電設(shè)備工程投資較大，運(yùn)行管理人員較多。

2.2引排結(jié)合布置方案

黎邊泵站地處珠江三角洲潮感區(qū)，河道水位主要受潮水影響，潮汐為不規(guī)則半日潮，潮位過程線的形狀呈不對稱正弦曲線，漲潮歷時短，落潮歷時長，最高及最低潮分別出現(xiàn)在秋分、春分前后，潮差一般在0.5～1.6m。由于潮差一般不，且內(nèi)河涌補(bǔ)水水位一般不高，因此引水泵站的凈揚(yáng)程一般都不大。排澇時內(nèi)涌、外江水位差一般也不大，排澇泵站的凈揚(yáng)程也不大，與引水泵站的凈揚(yáng)程差不多。

基于引水泵站和排澇泵站凈揚(yáng)程相差不大的特點(diǎn)，黎邊泵站采用了引排結(jié)合的泵站布置方案。泵站將水閘、引水泵站、排澇泵站三者合一布置，主體建筑物為一個三孔涵洞式結(jié)構(gòu)，中間孔為水閘，兩邊孔為泵站。兩邊孔的水泵排水方向為邊孔排至中孔。在主體建筑物的內(nèi)涌、外江側(cè)各布置3扇平面鋼閘門，利用水泵和閘門的開閉狀態(tài)達(dá)到引水和排澇的功能。黎邊泵站主體布置及引水、排澇路線見圖1。

圖1 泵站引水、排澇路線示意圖

引水時，內(nèi)涌側(cè)邊孔閘門關(guān)閉，內(nèi)涌側(cè)中孔閘門開啟，同時外江側(cè)邊孔閘門開戶，外江側(cè)中孔閘門關(guān)閉。開啟水泵后，水流從外江側(cè)的邊孔流入，通過水泵抽水至中孔，從中孔內(nèi)涌側(cè)流入至內(nèi)涌，達(dá)到引水目的。排澇時，內(nèi)涌側(cè)中孔閘門關(guān)閉，內(nèi)涌側(cè)邊孔閘門開啟，同時外江側(cè)中孔閘門開戶，外江側(cè)邊孔閘門關(guān)閉。開啟水泵后，水流從內(nèi)涌側(cè)的邊孔流入，通過水泵抽水至中孔，從中孔外江側(cè)流出至外江，達(dá)到引水目的。水閘排澇時，可將外江側(cè)邊孔閘門關(guān)閉，將中孔內(nèi)涌、外江閘門開啟，可利用中孔通道進(jìn)行自排。

引排結(jié)合泵站的優(yōu)點(diǎn)是通過將水閘、引水泵站和排澇泵站合一布置，使得主體建筑物平面尺寸大大減少，同時水閘、引水泵站和排澇泵站的進(jìn)水渠和出水渠共用，可大大減少內(nèi)涌、外江連接建筑物的長度和寬度，使工程的占地面積大大減少。此外，引水泵站和排澇泵站共用水泵，可減少水泵、電機(jī)等機(jī)電設(shè)備的數(shù)量，減少機(jī)電及安裝工程的投資。另外，水閘、引水泵站和排澇泵站合一布置，在工程運(yùn)行管理階段，可做到快速、集中管理，可減少運(yùn)行管理人員數(shù)量，降低運(yùn)行管理費(fèi)用。

引排結(jié)合泵站的缺點(diǎn)是水泵出水口正對中墩，水泵運(yùn)行時中孔的出水水流條件較差。另外，泵站運(yùn)行時需要對6扇閘門開閉進(jìn)行控制，控制條件較為復(fù)雜，但是可通過自動化控制手段解決控制條件復(fù)雜的問題。

2.3方案對比分析

黎邊泵站工程布置方案對比分析主要從水流條件、占地面積、拆遷補(bǔ)償、運(yùn)行管理和工程造價等方面進(jìn)行對比分析，布置方案分析對比結(jié)果見表1。

根據(jù)布置方案對比分析表成果，引排水結(jié)合方案雖然存在水流條件差、閘門控制稍顯復(fù)雜的缺點(diǎn)，但是相較常規(guī)布置方案而言，占地面積較少，拆遷補(bǔ)償費(fèi)用較少，運(yùn)行管理人員較少，總投資較少，引排結(jié)合泵站在佛山地區(qū)的優(yōu)點(diǎn)較突出。

3、結(jié)論

通過對引排結(jié)合泵站方案和常規(guī)泵站方案的對比分析可知，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，土地價值高，工程征地拆遷往往是影響工程造價和工程推進(jìn)的一項重要因素，而引排結(jié)合泵站方案能夠有效減少工程占地面積，降低工程造價，采用這種型式的雙向泵站本地區(qū)已經(jīng)有多宗建成實例，建成后實際運(yùn)行效果良好，是珠江三角洲潮感區(qū)引排泵站值得推廣的型式。

參考文獻(xiàn)：

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[2]中華人民共和國水利部，水閘設(shè)計規(guī)范（SL 265-2016），北京 中國水利水電出版社，2016.

[3]丘傳忻 . 泵站 . 北京 中國水利水電出版社，2004

作者簡介：藍(lán)師園（1988-），男，畬族，廣東南雄，學(xué)士，工程師，從事水工設(shè)計。