韓　曄

(杭州市城建設(shè)計研究院有限公司，浙江 杭州 310014)

?

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，以實現(xiàn)“水清、流暢、岸綠、景美”目標(biāo)，各城市正加大對斷頭河、臭水河進(jìn)行整治。通過“外引內(nèi)排”實現(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，并帶動河道周圍景觀建設(shè)。今通過對各類型引排水雙向泵站特性進(jìn)行介紹，欲為河道整治工程實施提供有益的參考。

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)計兼顧內(nèi)河引水和排澇功能的泵站，對于實現(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。該類型泵站有著大流量、低揚程、引水頻率高等特點，同時工程建設(shè)上還應(yīng)考慮周邊城市用地、景觀設(shè)計等要求。

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)中每臺泵只承擔(dān)一個功能(引水或者排澇)，控制運行簡單。缺點是機(jī)組臺數(shù)、泵站占地和機(jī)電土建費用也相應(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

該型式泵站中每臺泵同時承擔(dān)兩個功能(引水和排澇)，進(jìn)水口為一個，通過出水口的控制閘(閥)調(diào)整出水方向來實現(xiàn)雙向的功能。泵站占地相對減少，但相應(yīng)增加了進(jìn)水口控制系統(tǒng)，對運行管理人員的要求較高。綜合國內(nèi)現(xiàn)有城市河道雙向泵站工程，該類型的泵站有敞開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，揚程很低。

該型式泵站站身高度大、控制閘門多(運行管理復(fù)雜)、開挖深度大、工程造價高，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，通過增加一反方向出水管道，并相應(yīng)增加進(jìn)出口控制閘門和閥門進(jìn)行操作管理以實現(xiàn)雙向功能。

該型泵站總體結(jié)構(gòu)較為簡單、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，相應(yīng)增加了控制難度。它對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，有時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)不良等問題。在選型設(shè)計中，更應(yīng)注意城市水質(zhì)對水泵絕緣材料的腐蝕和破壞作用以及河道泥沙和垃圾對葉輪運行的影響。

該型泵站適用范圍較廣，對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，如無錫江尖泵站、澹臺湖樞紐等，但流道施工、控制運行都較為復(fù)雜，只適用于大型的引排水工程。

對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)計成“S”型，通過電機(jī)的正反向運轉(zhuǎn)，實現(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、上海楊樹浦港閘泵工程、上海國際汽車城水利工程中得到了成功應(yīng)用。

該型泵站不僅實現(xiàn)了單機(jī)泵雙向運行的要求，而且結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、易于周圍景觀配套，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

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)河排澇問題，還能改善河道水環(huán)境。它的建設(shè)對于提升城市安全、城市環(huán)境、城市內(nèi)涵有著積極的意義，它的運行能發(fā)揮很大的經(jīng)濟(jì)效益和可觀的社會效益。

雙向泵站的設(shè)計需綜合考慮工程規(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)計工作。

TU992

A

1008-3707(2016)06-0055-03