摘 要：城市雨水排水泵站是給排水工程的重要組成部分，是給水排水系統(tǒng)正常運(yùn)行的水利樞紐，在城市日常運(yùn)行中起到了至關(guān)重要的作用，和人們的日常生活息息相關(guān)。雨水泵站在城市的防洪排澇中的作用異常重要，它是保證城市在汛期降雨時(shí)道路暢通，保證市民以及各行各業(yè)正常的生產(chǎn)，生活的重要的城市基礎(chǔ)設(shè)施。正是這些泵站夜以繼日的工作，才為城市污水的順利排放，雨季安全渡汛提供了可靠的保障。加強(qiáng)城市排水系統(tǒng)的運(yùn)行管理，確保其運(yùn)行安全，對(duì)于改善城鎮(zhèn)環(huán)境，提升城鎮(zhèn)品位，方便居民出行和生活，有著非常重要意義。近年來(lái)隨著氣候變化，本市汛期頻繁出現(xiàn)局地短時(shí)強(qiáng)降雨，原有的雨水排除系統(tǒng)負(fù)荷大大增加，造成部分地區(qū)特別是下凹式立交橋區(qū)產(chǎn)生積水，少部分立交橋區(qū)發(fā)生短時(shí)積水現(xiàn)象也給首都北京帶來(lái)了不少麻煩，橋下路段淹了，路堵了，車(chē)泡了等等問(wèn)題影響了城市的正常運(yùn)行。面對(duì)日益加速的城市發(fā)展和城鎮(zhèn)居民生活水平的提高，本課題在新的時(shí)代背景下進(jìn)行關(guān)于城市排水泵站防汛排澇功能的發(fā)揮，及對(duì)配套系統(tǒng)要求的淺析，以首都北京的雨水排水泵站為例，解析各種雨水泵站的防汛措施的意義、現(xiàn)狀、利弊以及未來(lái)發(fā)展的方向。

關(guān)鍵詞：城市防汛；排水泵站；排水系統(tǒng)

引言

雨水泵站是城市排水系統(tǒng)中的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在每年雨季和汛期中承擔(dān)著城市防洪排澇的重大責(zé)任。為保證城市的安全運(yùn)行，為保證城市居民的正常生活起著重要的保障作用。而北京城區(qū)的雨水泵站作為排水系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施，更突顯了在為首都服務(wù)，為國(guó)際大都市服務(wù)，為中央服務(wù)，為全體市民服務(wù)的重大政治責(zé)任和無(wú)以替代的社會(huì)功能。近10年歷史上多次發(fā)生嚴(yán)重的洪澇災(zāi)害，由于極端天氣所形成的強(qiáng)降雨遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有排水工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一些路段瞬時(shí)滯水，短時(shí)造成交通中斷，影響城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)。綜合分析積水原因，從排水泵站的角度分析，主要是暴雨強(qiáng)度和瞬時(shí)雨量大，超出泵站設(shè)計(jì)能力。北京作為全國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心，立交橋積水的頻繁發(fā)生，直接影響首都的形象，與北京建設(shè)世界城市目標(biāo)和城市發(fā)展規(guī)劃還有很大差距。因此，如何提高城市排水泵站排澇能力，同時(shí)保障排水泵站汛期自身的安全運(yùn)行，是目前急需解決的課題。

北京市政排水事業(yè)隨著首都城市的飛速發(fā)展，近30年來(lái)發(fā)生了巨大的變化，城市道路的建設(shè)，尤其是環(huán)路的建設(shè)，由市中心向外依次有二環(huán)、三環(huán)、四環(huán)、五環(huán)、六環(huán)，形成了北京市道路網(wǎng)絡(luò)，在這些環(huán)路上及其聯(lián)絡(luò)線上，有著下凹式鐵路立交及道路立交，同時(shí)建造了雨水排放泵站，用以排放降雨時(shí)匯集在橋區(qū)低洼區(qū)域的雨水。目前北京市有雨水泵站80多座。全市四環(huán)以?xún)?nèi)的下凹式立交橋有42座，另外還有大量拉槽式道路和地下通道，成為雨天道路交通的節(jié)點(diǎn)，一旦遭遇暴雨造成立交橋橋區(qū)積水?dāng)嗦?，將?dǎo)致整條環(huán)路斷路，交通癱瘓，對(duì)城市交通正常運(yùn)行影響巨大。

近年來(lái)，北京地區(qū)極端降雨天氣經(jīng)常發(fā)生，（每小時(shí)降雨超過(guò)70毫米）嚴(yán)重威脅著城市運(yùn)行安全。2004年“7·10”城區(qū)暴雨，蓮花橋積水2m，城西地區(qū)交通癱瘓；2007年“8·1”和“8·6”北三環(huán)安華橋下2次發(fā)生積水[1]。2012年7月21日遭遇了進(jìn)入主汛期以來(lái)首場(chǎng)暴雨襲擊，暴雨時(shí)間長(zhǎng)、強(qiáng)度大，為60年來(lái)最大。北京廣渠門(mén)橋下積水達(dá)2.5米。正是由于極端天氣所形成的強(qiáng)降雨遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)現(xiàn)有排水工程的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，一些路段瞬時(shí)滯水，短時(shí)造成交通中斷，在暴雨造成立交橋橋區(qū)嚴(yán)重積水的同時(shí)，如果積水水位超出泵站承受范圍，泵站的配電設(shè)備可能會(huì)遭到損壞。2012年7月21日的暴雨，導(dǎo)致了多座排水泵站格柵間、配電室進(jìn)水，由于泵站配備了電源和備用機(jī)組，一旦積水沒(méi)過(guò)了泵站本身的設(shè)施，電力設(shè)備可能被淹。造成嚴(yán)重的電氣事故。

綜合分析積水原因，從排水泵站的角度分析，主要是暴雨強(qiáng)度和瞬時(shí)雨量大，超出泵站設(shè)計(jì)能力，影響城市正常運(yùn)轉(zhuǎn)。北京做為全國(guó)的政治、經(jīng)濟(jì)和文化的中心，立交橋積水的頻繁發(fā)生，直接影響首都的形象，與北京建設(shè)世界城市目標(biāo)和城市發(fā)展規(guī)劃還有很大差距。因此，如何提高城市排水泵站排澇能力，同時(shí)保障排水泵站汛期自身的安全運(yùn)行，是目前急需解決的課題。

1 城市雨水泵站升級(jí)改造

目前，現(xiàn)有的80多座雨水排水泵站提級(jí)改造，提高泵站的設(shè)計(jì)重現(xiàn)期，也就是提高排水泵站的抽升能力[2]，達(dá)到排水泵站在較強(qiáng)降雨時(shí)的排水能力，以減低城市道路立交橋橋區(qū)的積水情況。

在現(xiàn)有的情況下，將排水泵站設(shè)計(jì)重現(xiàn)期提高到5年，以應(yīng)對(duì)5年一遇的降雨。同時(shí)在排水泵站周邊修建雨水調(diào)蓄池，其調(diào)蓄能力為5年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。排水泵站提級(jí)改造及雨水調(diào)蓄池的修建，汛期降雨時(shí)調(diào)蓄池與排水泵站同時(shí)運(yùn)行，達(dá)到滿(mǎn)足P=10年的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行排水能力。提高城市道路立交橋橋區(qū)的排澇能力。

1.1 雨水泵站改造方案（蓮花橋雨水泵站為例）

蓮花橋雨水泵站建于1994年，位于西三環(huán)蓮花橋東南角，占地面積約1286.4平方米，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期為2年，設(shè)計(jì)抽升能力為2.5m3/s。泵站設(shè)置潛水泵4臺(tái)。由于2004年“7·10”的強(qiáng)降雨，造成了西三環(huán)蓮花橋橋區(qū)嚴(yán)重積水?dāng)嗦?，因此，?duì)蓮花橋泵站內(nèi)部設(shè)備設(shè)施進(jìn)行了提級(jí)改造。提級(jí)改造后，泵站的抽升能力由2.5m3/s提高到4.1m3/s，重現(xiàn)期達(dá)到了5年的標(biāo)準(zhǔn)。目前，經(jīng)過(guò)對(duì)蓮花池雨水泵站現(xiàn)況綜合分析，目前泵站設(shè)計(jì)參數(shù)能力已經(jīng)達(dá)到重現(xiàn)期5年的標(biāo)準(zhǔn)，因此，泵站內(nèi)的設(shè)備設(shè)施不再進(jìn)行提級(jí)改造。

1.2 新建調(diào)蓄池方案

為提高蓮花橋橋區(qū)整體綜合排水能力，配合泵站對(duì)降雨高峰進(jìn)行消峰調(diào)蓄，新建了4座調(diào)蓄池，調(diào)蓄池的總?cè)莘e為11000m3，設(shè)計(jì)重現(xiàn)期5年。調(diào)蓄池是一種雨水收集設(shè)施，它的外形特征是占地面積大，容積大。一般建于城市的廣場(chǎng)或綠地的下方。它的主要作用是把雨水徑流的高峰流量暫時(shí)存于池內(nèi)，待最大流量峰值下降后，再將雨水從池內(nèi)慢慢排出。從而實(shí)現(xiàn)降雨時(shí)避開(kāi)雨水洪峰，提高排水區(qū)域的排水保障能力，并起到排除雨水的調(diào)度作用。同時(shí)調(diào)蓄池還具有收集初期雨水，避免下游承受水體被污染，以及實(shí)現(xiàn)雨水循環(huán)利用的功能和作用。調(diào)蓄池主要有初期雨水池和調(diào)蓄池，如圖1所示。

圖1 雨水泵站抽升與調(diào)蓄池蓄水聯(lián)動(dòng)流程示意圖

雨水首先進(jìn)入初期雨水池，當(dāng)初期雨水池的蓄水量超過(guò)設(shè)計(jì)最大容積量時(shí)，雨水通過(guò)堰口經(jīng)管道進(jìn)入泵站。泵站啟動(dòng)水泵進(jìn)行雨水抽升，當(dāng)遇到大到暴雨量級(jí)降水的時(shí)候，泵站來(lái)水量超過(guò)泵站設(shè)計(jì)抽升能力時(shí)，雨水通過(guò)泵站前端的配水井內(nèi)的閘門(mén)或堰口經(jīng)管道進(jìn)入調(diào)蓄池。調(diào)蓄池將雨水徑流的高峰流量暫時(shí)存于池內(nèi)。待最大流量峰值下降后，再將雨水從調(diào)蓄池內(nèi)排出。目前，北京市80多座雨水泵站中，2013年已經(jīng)對(duì)20座重點(diǎn)積滯水地區(qū)的泵站進(jìn)行了提級(jí)改造，2014年對(duì)第二批泵站進(jìn)行提級(jí)改造，例如蓮花橋排水泵站、五路居排水泵站、廣渠門(mén)排水泵站等，其中包括新建排水泵站，如成壽寺排水泵站、雙營(yíng)排水泵站等，每座泵站新建了橋區(qū)雨水調(diào)蓄池，使總體排水能力達(dá)到10年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。

2 雨水泵站自身安全運(yùn)行方案

2012年7月21日至22日8時(shí)左右，中國(guó)大部分地區(qū)遭遇暴雨，其中北京及其周邊地區(qū)遭遇61年來(lái)最強(qiáng)暴雨及洪澇災(zāi)害，北京市城區(qū)降雨量達(dá)到了215毫米[3]。從21日晚7時(shí)至9時(shí)，瞬間強(qiáng)降雨，超出泵站設(shè)計(jì)抽升能力，多座泵站發(fā)生內(nèi)澇情況，由于泵站內(nèi)配有高低壓設(shè)備和發(fā)電機(jī)組，一旦積水沒(méi)過(guò)了泵站本身的設(shè)施，電力設(shè)備可能被淹，將會(huì)造成嚴(yán)重電氣事故，泵站必須切斷電源，泵站無(wú)法正常運(yùn)行抽升，造成橋區(qū)嚴(yán)重積水情況。這也是北京市自建有泵站以來(lái)第一次發(fā)生這樣的情況，也反映出近年來(lái)北京市夏季汛期不斷出現(xiàn)極端天氣所造成的嚴(yán)重后果。通過(guò)這次降雨反映出的問(wèn)題，對(duì)排水泵站自身安全運(yùn)行提出了更高的要求，結(jié)合排水泵站的現(xiàn)況，采取了一系列預(yù)防措施，具體有以下各方面。

2.1 預(yù)防泵站配電室內(nèi)進(jìn)入雨水

為預(yù)防雨水流入配電室內(nèi)，對(duì)泵站內(nèi)的電纜溝、電纜井進(jìn)入配電室的穿墻管，都采用有效防水材料進(jìn)行封堵，并在電纜井和發(fā)電機(jī)進(jìn)線電纜井上，用止水沙袋進(jìn)行封蓋，預(yù)防雨水流入淹泡配電室造成泵站停電運(yùn)行。

2.2 預(yù)防泵站機(jī)房和格柵間內(nèi)上水造成設(shè)備無(wú)法運(yùn)行

泵站機(jī)房和進(jìn)水格柵間內(nèi)，都安裝有各種設(shè)備的各類(lèi)電氣控制箱，如遇有強(qiáng)降雨，造成機(jī)房和格柵間進(jìn)水，勢(shì)必會(huì)造成電氣設(shè)備損壞，設(shè)備無(wú)法正常運(yùn)行，因此將泵站機(jī)房和格柵間內(nèi)的所有電氣控制箱上移至地面以上1米，并且對(duì)機(jī)械格柵電機(jī)設(shè)置獨(dú)立電源控制，必要時(shí)切斷電源，不影響泵站水泵抽升的正常運(yùn)行。

2.3 預(yù)防泵站外部雨水進(jìn)入泵站造成設(shè)備無(wú)法運(yùn)行

泵站高、低壓配電室和機(jī)房是泵站的主要設(shè)施，為預(yù)防雨水從泵站外部流入泵站內(nèi)，在泵站的高、低壓配電室、機(jī)房重要設(shè)施入口處碼放止水沙袋并加高封堵沙袋的高度，泵站門(mén)口處也應(yīng)碼放沙袋，圍墻護(hù)欄四周要定期進(jìn)行巡視檢查，并進(jìn)行必要的填埋封堵，預(yù)防雨水流入泵站，造成設(shè)備設(shè)施損壞，保障泵站的正常安全運(yùn)行。

通過(guò)上述應(yīng)急措施的安排與實(shí)施，近兩年來(lái)，在汛期中泵站未發(fā)生自身內(nèi)澇導(dǎo)致的泵站不能正常運(yùn)行的情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著北京市城市建設(shè)的不斷發(fā)展，城市道路交通對(duì)市政排水泵站要求越來(lái)越高，如何保證城市排水泵站安全可靠運(yùn)行，提高排水泵站的排水能力，保證城市道路交通暢通，為北京市市民出行創(chuàng)造良好的條件。城市防汛排澇是個(gè)系統(tǒng)工程，在城市運(yùn)行中發(fā)揮著舉足輕重的作用，應(yīng)在充分考慮蓄、排的基礎(chǔ)上，開(kāi)展高標(biāo)準(zhǔn)的排澇系統(tǒng)規(guī)劃，系統(tǒng)性的排水設(shè)施建設(shè)，不斷提高城市運(yùn)行的防洪排澇的整體能力。

參考文獻(xiàn)

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[3]王振宇.對(duì)北京市城區(qū)防汛市政排水管理的思考[J].中國(guó)防汛抗旱，2009（3）：42-44.