排水渠泵站工程规模设计方案.docx

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(2 8km2)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23.5加，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/so
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； 釆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，平常釆用重力自排。
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/So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23.4虻/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二巾・q・F （升/秒）
式中：巾一一径流系数，取0.65
q——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. 25m7秒，雨 水总流量为91.46带/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-a ） L5 . Qmax • T 0
式中：V——调节池容积（虻）
Qmax——调节池上游干管的设计流量（n）7s）
相应于。心时的设计降雨历时（S）
下游干管设计流量的降低程度
调蓄库容计算表
编
号
Qmax
(m7s)
出流量
Q，
(m3/s )
a
i o(s)
V (万
m3)
调蓄
水深
(m)
调蓄 水体 面积 (ha)
1
19. 59
2. 0
0. 10
5030
8. 39
0.5
16. 78
2
18. 25
2.0
0. 11
5400
8. 27
0.5
16. 54
3
8. 94
1.0
0. 11
5202
3.89
0.5
7. 78
4
22. 68
2.5
0. 11
6168
11. 74
0.5
23. 48
5
22.0
2.5
0. 11
5232
9.61
0.5
19. 22
总
计
91.46
10.0

41.9

83.8
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20m7s,工业新区排入豉湖渠的流量 通过调蓄可削减为10m7s,泵站上游豉湖渠排水总流量 通过调蓄可控制在30m7so
根据以上分析，豉湖渠泵站规模确定为30m7so
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26.70叽
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 0 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南二X何+13.83X1/20000。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. 70mo
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. 70mo
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. 4 7m0
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3.9ni （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Om （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=Shi. Qi. ti/Sqjti
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）；
Q.——第i时段泵站提水流量（带/秒）；
t.——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25.80恥
（2） 当内渠水位高于外渠时或外渠水位低于26. 70 m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l.95m （净）。