雙向泵站在城市河道整治工程中的應用探討

韓　曄

(杭州市城建設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014)

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雙向泵站在城市河道整治工程中的應用探討

韓曄

(杭州市城建設計研究院有限公司，浙江 杭州 310014)

為著力改善城市河道的水環境，以實現“水清、流暢、岸綠、景美”目標，各城市正加大對斷頭河、臭水河進行整治。通過“外引內排”實現河道內外水系的溝通，并結合建設引排水泵站等設施，以加強城市河道引配水、防洪排澇作用，從而改善區域水環境，并帶動河道周圍景觀建設。今通過對各類型引排水雙向泵站特性進行介紹，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地區，由于城市擴張、河道淤積、污水排放等造成城市河道水體流動緩慢，水質惡化，親水性消失。當前，很多城市都采用從外河道引水，對內河水體進行置換的方法，以改善河道水質。另外，城市內河還擔負著城市內部區域向外排澇的功能任務，但外河在排澇期往往處于高水位，造成內河澇水排出不暢。因此，如何設計兼顧內河引水和排澇功能的泵站，對于實現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，同時工程建設上還應考慮周邊城市用地、景觀設計等要求。

從泵站設置形式考慮，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)中每臺泵只承擔一個功能(引水或者排澇)，控制運行簡單。缺點是機組臺數、泵站占地和機電土建費用也相應增加。

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兩個功能(引水和排澇)，進水口為一個，通過出水口的控制閘(閥)調整出水方向來實現雙向的功能。泵站占地相對減少，但相應增加了進水口控制系統，對運行管理人員的要求較高。綜合國內現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)主要應用于平原城市內河與城市外圍外河，如浙江杭嘉湖、江蘇平原、珠三角地區的大中型城市的引水和排澇。這些城市河網密集，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(運行管理復雜)、開挖深度大、工程造價高，且不利于閘站結合布置。它適用于外江為較大規模江河的城市泵站。

圖2　敞開式雙向泵站剖面結構圖

1.2.2軸流泵雙出口管道型

該型泵站(圖3)為原常規立式軸流泵或潛水軸流泵的改進型，通過增加一反方向出水管道，并相應增加進出口控制閘門和閥門進行操作管理以實現雙向功能。

該型泵站總體結構較為簡單、站身高度低、泵體檢修方便，只是相應增加了出口蝶閥和控制閘門，相應增加了控制難度。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構圖

1.2.3貫流泵型

貫流泵(圖4)經過近十幾年的應用發展，技術逐漸成熟可靠。貫流泵由于是直線型流道，減少了立式泵的水流轉彎及跌落產生的水頭損失，具有水力特性好、裝置效率高、水泵結構尺寸小、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點，有時上部建筑物可以不要。但也存在著電機升溫、噪音較大、電機井通風不良等問題。在選型設計中，更應注意城市水質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構、“X”型雙向流道，如無錫江尖泵站、澹臺湖樞紐等，但流道施工、控制運行都較為復雜，只適用于大型的引排水工程。

對于城市河道中小型規模工程，可采用雙向貫流泵。該型泵有“S”型葉片、水泵調頭反轉、葉片旋轉180°三種型式，其中將葉片設計成“S”型，通過電機的正反向運轉，實現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用。

該型泵站不僅實現了單機泵雙向運行的要求，而且結構緊湊、占地面積小、易于周圍景觀配套，因此有著廣泛的應用前景。

圖4　S形葉片雙向貫流泵站結構圖

2　結　語

雙向引排水泵站的結構形式多樣，它不僅能解決城市區域的內河排澇問題，還能改善河道水環境。它的建設對于提升城市安全、城市環境、城市內涵有著積極的意義，它的運行能發揮很大的經濟效益和可觀的社會效益。

雙向泵站的設計需綜合考慮工程規模、工程定位、周邊環境、河道水力特性、工程管理運行等技術經濟景觀因素，合理選型，使泵站能安全可靠地發揮功效，并實現工程目標。

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計工作。

TU992

A

1008-3707(2016)06-0055-03