韓　曄

(杭州市城建設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310014)

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雙向泵站在城市河道整治工程中的應(yīng)用探討

韓曄

(杭州市城建設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江 杭州 310014)

為著力改善城市河道的水環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)“水清、流暢、岸綠、景美”目標(biāo)，各城市正加大對(duì)斷頭河、臭水河進(jìn)行整治。通過(guò)“外引內(nèi)排”實(shí)現(xiàn)河道內(nèi)外水系的溝通，并結(jié)合建設(shè)引排水泵站等設(shè)施，以加強(qiáng)城市河道引配水、防洪排澇作用，從而改善區(qū)域水環(huán)境，并帶動(dòng)河道周?chē)坝^建設(shè)。今通過(guò)對(duì)各類(lèi)型引排水雙向泵站特性進(jìn)行介紹，欲為河道整治工程實(shí)施提供有益的參考。

引排水；雙向泵站；城市河道

城市水系特別是平原河網(wǎng)地區(qū)，由于城市擴(kuò)張、河道淤積、污水排放等造成城市河道水體流動(dòng)緩慢，水質(zhì)惡化，親水性消失。當(dāng)前，很多城市都采用從外河道引水，對(duì)內(nèi)河水體進(jìn)行置換的方法，以改善河道水質(zhì)。另外，城市內(nèi)河還擔(dān)負(fù)著城市內(nèi)部區(qū)域向外排澇的功能任務(wù)，但外河在排澇期往往處于高水位，造成內(nèi)河澇水排出不暢。因此，如何設(shè)計(jì)兼顧內(nèi)河引水和排澇功能的泵站，對(duì)于實(shí)現(xiàn)城市河道整治功能有著積極的意義。

1　雙向泵站特性及選型

城市河道雙向泵站兼顧從外江引水，并排出內(nèi)河澇水的功能。該類(lèi)型泵站有著大流量、低揚(yáng)程、引水頻率高等特點(diǎn)，同時(shí)工程建設(shè)上還應(yīng)考慮周邊城市用地、景觀設(shè)計(jì)等要求。

從泵站設(shè)置形式考慮，雙向引排水泵站可分為單泵單向型和單泵雙向型。

1.1單泵單向型

該型式泵站(圖1)中每臺(tái)泵只承擔(dān)一個(gè)功能(引水或者排澇)，控制運(yùn)行簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是機(jī)組臺(tái)數(shù)、泵站占地和機(jī)電土建費(fèi)用也相應(yīng)增加。

圖1　雙向泵站單泵單向布置型式圖

1.2單泵雙向型

該型式泵站中每臺(tái)泵同時(shí)承擔(dān)兩個(gè)功能(引水和排澇)，進(jìn)水口為一個(gè)，通過(guò)出水口的控制閘(閥)調(diào)整出水方向來(lái)實(shí)現(xiàn)雙向的功能。泵站占地相對(duì)減少，但相應(yīng)增加了進(jìn)水口控制系統(tǒng)，對(duì)運(yùn)行管理人員的要求較高。綜合國(guó)內(nèi)現(xiàn)有城市河道雙向泵站工程，該類(lèi)型的泵站有敞開(kāi)式立式軸流泵的雙出口流道型、軸流泵雙出口管道型、雙向貫流泵型。

1.2.1敞開(kāi)式軸流泵的雙出口流道型

該型泵站(圖2)主要應(yīng)用于平原城市內(nèi)河與城市外圍外河，如浙江杭嘉湖、江蘇平原、珠三角地區(qū)的大中型城市的引水和排澇。這些城市河網(wǎng)密集，引水流量、排澇流量都很大，揚(yáng)程很低。

該型式泵站站身高度大、控制閘門(mén)多(運(yùn)行管理復(fù)雜)、開(kāi)挖深度大、工程造價(jià)高，且不利于閘站結(jié)合布置。它適用于外江為較大規(guī)模江河的城市泵站。

圖2　敞開(kāi)式雙向泵站剖面結(jié)構(gòu)圖

1.2.2軸流泵雙出口管道型

該型泵站(圖3)為原常規(guī)立式軸流泵或潛水軸流泵的改進(jìn)型，通過(guò)增加一反方向出水管道，并相應(yīng)增加進(jìn)出口控制閘門(mén)和閥門(mén)進(jìn)行操作管理以實(shí)現(xiàn)雙向功能。

該型泵站總體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單、站身高度低、泵體檢修方便，只是相應(yīng)增加了出口蝶閥和控制閘門(mén)，相應(yīng)增加了控制難度。它對(duì)于城市河道的引排水是較為適合的。

圖3　雙出口管道型雙向泵站剖面結(jié)構(gòu)圖

1.2.3貫流泵型

貫流泵(圖4)經(jīng)過(guò)近十幾年的應(yīng)用發(fā)展，技術(shù)逐漸成熟可靠。貫流泵由于是直線型流道，減少了立式泵的水流轉(zhuǎn)彎及跌落產(chǎn)生的水頭損失，具有水力特性好、裝置效率高、水泵結(jié)構(gòu)尺寸小、水泵井及泵房的工程量小、工程投資省、且易于觀察和便于管理等優(yōu)點(diǎn)，有時(shí)上部建筑物可以不要。但也存在著電機(jī)升溫、噪音較大、電機(jī)井通風(fēng)不良等問(wèn)題。在選型設(shè)計(jì)中，更應(yīng)注意城市水質(zhì)對(duì)水泵絕緣材料的腐蝕和破壞作用以及河道泥沙和垃圾對(duì)葉輪運(yùn)行的影響。

該型泵站適用范圍較廣，對(duì)于大型的引排水工程常采用豎井式泵房結(jié)構(gòu)、“X”型雙向流道，如無(wú)錫江尖泵站、澹臺(tái)湖樞紐等，但流道施工、控制運(yùn)行都較為復(fù)雜，只適用于大型的引排水工程。

對(duì)于城市河道中小型規(guī)模工程，可采用雙向貫流泵。該型泵有“S”型葉片、水泵調(diào)頭反轉(zhuǎn)、葉片旋轉(zhuǎn)180°三種型式，其中將葉片設(shè)計(jì)成“S”型，通過(guò)電機(jī)的正反向運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)水泵雙向抽水的要求是最為合適的。近幾年，在蘇州青龍橋河樞紐、上海楊樹(shù)浦港閘泵工程、上海國(guó)際汽車(chē)城水利工程中得到了成功應(yīng)用。

該型泵站不僅實(shí)現(xiàn)了單機(jī)泵雙向運(yùn)行的要求，而且結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、易于周?chē)坝^配套，因此有著廣泛的應(yīng)用前景。

圖4　S形葉片雙向貫流泵站結(jié)構(gòu)圖

2　結(jié)　語(yǔ)

雙向引排水泵站的結(jié)構(gòu)形式多樣，它不僅能解決城市區(qū)域的內(nèi)河排澇問(wèn)題，還能改善河道水環(huán)境。它的建設(shè)對(duì)于提升城市安全、城市環(huán)境、城市內(nèi)涵有著積極的意義，它的運(yùn)行能發(fā)揮很大的經(jīng)濟(jì)效益和可觀的社會(huì)效益。

雙向泵站的設(shè)計(jì)需綜合考慮工程規(guī)模、工程定位、周邊環(huán)境、河道水力特性、工程管理運(yùn)行等技術(shù)經(jīng)濟(jì)景觀因素，合理選型，使泵站能安全可靠地發(fā)揮功效，并實(shí)現(xiàn)工程目標(biāo)。

Investigation on the Application of the Bidirectional PumpingStation in the River Training Works of City

HAN Ye

2016-01-15

韓曄(1982—)，女，河北承德人，工程師，從事市政給水排水工程設(shè)計(jì)工作。

TU992

A

1008-3707(2016)06-0055-03