...充市区开建防洪排涝泵站
吴建标
[摘 要]随着中国城市化建设的快速发展，许多的城郊及农村变成了城镇。城市建设中大片土地被硬化，水塘被填平，原来可以承泄雨水的低洼地也建成了小区，每当雨季来临，城市经常泛滥成灾。所以，排涝设施的重要性愈加突显。为了提高城市品质和完善城市功能，必须重视泵站设计。
[关键词]城市排涝；发展建设；排涝泵站；设计与计算
中图分类号：TU984.116 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）27-0122-01
一、排涝泵站概况阐述
目前，国内主要有水利行业及市政排水专业两类排涝水计算标准，两者都有自身适用范围的局限性。市政排水是研究城市短历时、高强度暴雨产生的排水量峰值，没有对洪水过程线的研究，也不考虑调蓄水体的影响。市政泵站设计对应也是无调蓄，按排水量峰值确定其装机容量。所以，市政泵站适用于接城市雨水管网，又没有调蓄水面的中心城区。水利排涝泵站一般分布在较大明渠或河道入江（河）口，水文计算分析的是一定采用频率较长历时暴雨（一天或三天）在渠道（河道）形成径流全过程。泵站装机规模要根据河道径流过程线，结合可调蓄水面（河道、湖泊、前池等）综合计算分析确定。水利排涝泵站前一般有明渠或小河道可调蓄雨水，泵站前池也尽量利用湖、塘进行调蓄。根据已建泵站工程规模进行计算比较，市政泵站设计装机规模是水利排涝泵站的3～4倍。所以，在有调蓄或能利用湿地、湖泊作调蓄的泵站采用水利排涝泵站计算方法装机可大大减少泵站规模及投资。但是目前水利泵站设计标准及调蓄计算方法并未明确，对此我结合某泵站设计提出一些具体、可操作的构想。
二、结合2017特大洪水中湖南湘潭城区泵站暴露出的隐患，对某排涝泵站的设计与计算进行优化分析
2.1 城区泵站存在的问题
在2017年7月特大洪水中，湖南湘潭城区遭受了严重的内涝，泵站规模及布局对内涝有着重要影响。根据对内涝严重区泵站的调查分析，泵站主要存在两方面问题：一是未经改造扩容的老泵站，装机容量不足，设备老化，排水能力达不到标准造成内涝；二是已经按水利标准改造扩容的泵站，由于前池小，调蓄空间不够，在遭遇超标准洪水时水位上升，副厂房电气设备被水淹没，造成整个泵站停机。第二种情况是可以进行计算分析并做出预防工程措施，能保护好核心建筑物，有效减少内涝损失，这也是我下面分析的重点。
2.2 实例分析某泵站建设的设计与计算
以湖南省湘潭市某泵站为例，按湖南省水利厅对城市排涝泵站标准为10年一遇24小时暴雨24小时排干。按照洪水过程线进行分析，如右图：（见图1）
从产生径流开始至t1时刻，来水量小于设计平均排除抽排流量，前池水位是可控的，一般控制在最低運行水位至设计水位之间。从t1时刻至t2时刻，来水量大于抽排流量，前池水位会升高。计算时可根据地形测量成果绘制前池等可调蓄水面的水位～容量关系曲线，参照水库调洪计算方法，进池流量按洪水过程线，出池流量按设计装机流量（水头变化小的可不考虑扬程变化对流量的影响，结果偏安全），就可以计算出前池的最高水位。对整个泵站建筑物的防洪提供出关键的控制指标。
如果计算的前池最高水位不满足泵站或周边重要建筑物的安全要求，可通过两个途径解决：一是增加装机容量，按上面的方法通过试算得出能满足安全水位所对应的出水流量（装机容量）。二是通过整个泵站区域规划调整，增加可调蓄水面。按照不同的水位～容量关系曲线进行试算，得出能满足安全水位所对应的前池容量（面积）。
总的来说，对应不同泵站的具体客观条件，从前池控制最高洪水位、泵站装机容量、前池调蓄空间三个主要因素着手，确定其中任两个因素，就能计算推断出第三个因素。由于泵站设计规范并未明确对前池容量和水位的计算方法及要求，泵站设计者按平均排除流量简单地计算装机流量，往往忽视了调蓄水面大小对前池水位的重要影响，出现了泵站在暴雨排涝中前池水位过高淹没的问题。
三、对水利泵站设计规范化三点建议
一是泵站设计标准规范化，目前，各地泵站设计标准不一，没有明确的书面设计依据；二是泵站标准低于自排涵标准（城市渠道及自排涵都达到20～30年一遇暴雨标准，泵站只有10年一遇），建议提高泵站标准或除设计标准10年一遇外，增加30一遇校核标准，计算前池的校核洪水位，控制超标准洪水风险；三是建议从规划就明确泵站设计对前池等可调蓄水面的要求，预留泄洪、滞洪空间。
四、城市泵站设计需要注意的事项
城市泵站设计要与相同范围、相同层面的城市规划充分协调。将城市规划中的城市规模、用地性质、组团功能定位等作为泵站设计的重要前提。若与城市防洪排涝同步编制，还应及时一将泵站设计方案反馈到城市防洪排涝，使得城市防洪排涝的用地布局、市政土程规划更加科学合理。一方生态城泵站设计基于场地竖向分析，确定了河渠、湖泊、湿地的建设形式与景观方案，使得相应用地在总体规划中得以预留；由于生态城处于饮用水源准保护区内，河流水质应优于四类，因此在城市防洪排涝的市政土程规划中，排水方案最终确定为生态城内污水均由污水厂处理，处理出尾水不进入保护区。确保饮水安全。
结 语
本文以某排涝泵站的建设为例，介绍了泵站的主要设计要点和泵站所依据的相关计算数据。泵站的建设应尽可能在节省投资的前提下进行，针对泵站存在的突出问题，以节能增效为中心，以实用为重点，确保工程效益的正常发挥。
参考文献
[1] GB/T50265—2010，泵站设计规范[S]
[2] 韩涛.刍议城市排水泵站运行管理及发展.中国科技博览，2013（38）：308.
