排水渠泵站工程规模设计方案.doc

排水渠泵站工程规模设计方案第一节 排水规划一、雨水排放现状沙市城区（30km2）、新北区（34km2）、工业新区（28km2）及高速公路以北农作区（9km2）总面积101km2范围内的雨水通过雨水管道或明渠收集，就近排入内河水系或湖渊水体，通过调蓄或转输，排入豉湖渠，最后汇入四湖体系。豉湖渠是四湖总干渠的排水支渠，起于沙市城区中部，连通西干渠和总干渠，总长23.5km，是沙市城区、新北区及工业新区排除雨水的唯一通道。豉湖渠（南港桥处）现状渠底宽约28.50m，渠顶宽61.85m，现状渠底高程24.05m，现状堤顶高程30.50m，常水位25.50m，最高水位（2003.7.12）29.70m，设计过流量80m3/s，设计最大洪峰流量128m3/s。二、排水规划市城市排水规划和工业新区建设规划确定的城区排水的指导思想为：提高水系调蓄能力，消减洪峰流量；采取工程措施沟通内河水系，提高排水泵站抽排能力；汛期采用低水低排，高水高排，平常采用重力自排。豉湖渠为沙市城区，新北区及工业新区排除雨水的唯一通道，根据城市总体规划，豉湖渠和西干渠的河道应承担城区的泄洪流量各为20.0m3/s。但当四湖总干渠处于暴雨洪峰流量时，豉湖渠、西干渠泄洪将受顶托，城区排水规划在豉湖渠设置节制闸和雨水泵站，当城区排水受顶托时，关闭节制闸，由豉湖泵站抽排，以保证城区在汛期不渍水。第二节 泵站建设必要性市城区地处江汉平原，城市排灌输能力受流域水系制约，当四湖流域水系处于洪水位时，城市排水受下游高水位顶托，而现有的排涝泵站排水规模太小，且分散布置，总抽排规模为23.4m3/s，沙市大部分城区、新北区及工业新区总面积101km2范围内的雨水在汛期由于下游顶托无法自排，造成大部分地段被淹，如江津路为城区主要交通干线，在汛期每年被淹数天，大街上污水横溢，交通中断，部分企业被迫停产，部分居民家中进水，城市环境受到严重污染，给国家、集体及个人财产造成了极大的损失，因此，急需在该区域的下游排放口设置节制闸和修建泵站抽排，以降低城区下游排放口水位，保障城区雨水排放通畅。第三节 泵站规模一、雨水流量的计算1、基本参数雨水设计流量计算公式：Q=·q·F（升/秒）式中：径流系数，取0.65q设计降雨强度（升/秒·公顷）；F汇水面积（公顷）。暴雨强度公式：q=684.7（1+0.854Lgp）/t0.526式中：P设计降雨重现期，取1年；t降雨历时（分钟）；2、雨水设计流量按照工业新区排水系统规划，工业新区排入豉湖渠的雨水汇水面积约28平方公里，雨水设计流量84.21m3/秒，加上高速公路以北农作区雨水流量7.25m3/秒，雨水总流量为91.46m3/秒。二、调蓄库容的计算根据工业新区排水规划，在豉湖渠两侧分别设调蓄水体，以削减排入豉湖渠洪峰流量。调蓄水体结合规划道路排水管渠和现状地形，分别在豉湖渠以北设置二片，豉湖渠以南设置三片，调蓄库容计算如下：计算公式：V=（1-）1.5·Qmax·0式中：V调节池容积（m3）Qmax调节池上游干管的设计流量（m3/s）0相应于Qmax时的设计降雨历时（S）下游干管设计流量的降低程度调蓄库容计算表编号Qmax（m3/s）出流量Q（m3/s）o（s）V（万m3）调蓄水深（m）调蓄水体面积（ha）119.592.00.1050308.390.516.78218.252.00.1154008.270.516.5438.941.00.1152023.890.57.78422.682.50.11616811.740.523.48522.02.50.1152329.610.519.22总计91.4610.041.983.8三、泵站规模的确定拟建豉湖渠泵站上游所接纳雨水有三部分，即现沙市城区雨水，沙市城区以北，三一八国道以南约35平方公里面积的农田雨水以及规划工业新区排入豉湖渠的雨水。按照规划，工业新区西北的白水滩将退田还湖，形成约300公顷的水面，根据城市总体规划，沙市城区雨水和沙市北片农田雨水将通过白水滩调蓄控制其排入豉湖渠的流量不大于20m3/s，工业新区排入豉湖渠的流量通过调蓄可削减为10m3/s，泵站上游豉湖渠排水总流量通过调蓄可控制在30m3/s。根据以上分析，豉湖渠泵站规模确定为30m3/s。第四节 泵站主要技术参数一、内渠水位豉湖渠泵站内渠特征水位应根据泵站所服务区域竖向高程情况，按照规范要求对站内水位进行推算，综合考虑合理取值。1、最高水位（现状内涝水位）取排水区建站前重现期10-20年一遇的内涝水位，即最高水位为29.70m。2、最高运行水位（启排水位）根据市工业新区场地竖向专项研究确定的工业新区内最低竖向高程为27.10m，为保证该区汛期不渍水，确定泵站启排水位为26.70m。3、最低运行水位根据市工业新区场地竖向专项研究确定的工业新区调蓄水体最低设计水位为26.20m推算到前池，水面坡降值为0.4m，即最低运行水位确定为25.80m较适宜。另，豉湖渠泵站处节制闸底板高程23.78m，有条件时还可通过节制闸进一步降低内湖调蓄水体水位，以便进一步增加调蓄水体容积。4、平均水位：最高运行水位为26.70m，最低运行水位为25.80m，平均水位为26.25m。5、设计水位取与平均水位相同的水位，即设计水位为26.25m。二、外渠水位根据泵站设计规范，外渠水位包括拟定最高水位，最高运行水位、设计水位、最低运行水位、平均水位。1、水位相关分析豉湖渠泵站（南港桥）处外渠没有实测系列水位资料。其下游13.8公里处设有何桥水文站，有较完整的水位资料。由沙市区水利局2003年8月提供的豉湖渠（何桥处）水位记录表显示，2003年7月12日12时其水位创下20年一遇最高水位记录，达到28.97m最高水位。根据豉湖渠疏挖整治规划其渠底（水面）纵向坡度为1:20000，推算出豉湖渠泵站处水位与何桥站水位关系公式：Y南=X何+13.83×1/20000。其中Y南、X何分别为南港桥处、何桥水位。利用上式关系便可求得南港桥处各级水位。2、最高防洪水位何桥水文站所测28.97m水位为豉湖渠20年一遇最高水位，推算到南港桥处为29.70。3、最高运行水位最高运行水位是决定泵站最高扬程的主要特征水位，在此水位下应能保证机组安全运行，豉湖渠（南港桥处）目前设计堤防防洪水位为29.70m，因此选定最高运行水位为29.70m。4、最低运行水位最低运行水位是确定泵站的最小扬程和确定流道出口淹没高程的依据，它应高于内渠设计水位（26.25m）或等于内渠最高运行水位（26.70m），因此确定最低运行水位为26.70m。5、平均运行水位最高运行水位为29.70m，最低运行水位为26.70m，因此平均运行水位为28.20m。6、设计水位规范规定，取承泄区重现期5-10年一遇的3-5日最高平均水位为设计水位，考虑到本泵站为沙市城区排涝泵站，设计水位取承泄区重现期10-20年一遇3-5日最高平均水位，因此选用6-8月豉湖渠最高三日平均水位进行频率计算，得出豉湖渠泵站外渠设计水位29.47m。三、特征净扬程1、设计扬程：按泵站进、出水设计水位差计，为3.22m（净扬程）。2、最高扬程：泵站出水池最高运行水位与进水池最低运行水位之差即3.9m（净）。3、最低扬程：泵站出水池最低运行水位与进水池最高运行水位之差为0m（净）。4、平均扬程：平均扬程是排水季节中泵站出现机遇最多，历时最长的工作扬程。可根据设计典型年泵站提水过程所出现的分时段扬程、流量和历时，用加权平均法求得，计算式如下：H=hi.Qi.ti/qiti式中：H泵站加权平均净扬程（m）； Hi第i时段泵站进、出水池运行水位差（m）； Qi第i时段泵站提水流量（m3/秒）； ti第i时段历时（小时或日）。排涝演算标准及原则（1）内渠起排水位按26.70m，停机为25.80m。（2）当内渠水位高于外渠时或外渠水位低于26.70m泵站停机（开启节制闸自排）。（4）排涝期每场降雨量从第一天降雨开始扣除初损0.02m然后进行产流计算。计算时段为一天。根据以上调算原则对历年排涝期间场降雨进行演算，统计每天站内外水位差及排水流量，然后进行加权，可得出豉湖渠泵站期间平均扬程。由于没有豉湖渠（南港桥处）历年排涝期间水位及降雨量资料，无法用加权平均法求得泵站的平均扬程，亦可按外渠平均水位与内渠平均水位之差计，即平均扬程为1.95m（净）。