一體化泵站在調蓄水池中的應用分析

摘""要：為了解決城市排水系統面臨的壓力及內澇問題，首先介紹了一體化泵站的基本構成與功能，包括其緊湊的結構設計、核心設備配置及智能控制系統。然后，詳細闡述了調蓄水池的作用與設計要求，以及一體化泵站在提升與輸送、水質監測、調蓄策略優化和應急響應等方面的具體應用。旨在為城市生態治理工程中的調蓄水池設計與運用提供參考幫助，促進水資源的可持續利用。

關鍵詞：水資源""一體化泵站""調蓄水池""排水系統

中圖分類號：TV67

Application"Analysis"of"Integrated"Pump"Station"in"Regulating"and"Storing"Water"Tank

XU"Xiang

Jinchang"Water"Investment"Co.，"Ltd.，"Jinchang，"Gansu"Province，"737100"China

Abstract："In"order"to"solve"the"pressure"and"waterlogging"problems"facednbsp;by"urban"drainage"systems，"the"basic"composition"and"functions"of"integrated"pumping"stations"are"first"introduced，"including"their"compact"structural"design，"core"equipment"configuration，"and"intelligent"control"system."Then，"the"role"and"design"requirements"of"regulating"and"storing"water"tanks"were"elaborated"in"detail，"as"well"as"the"specific"applications"of"integrated"pumping"stations"in"lifting"and"transportation，"water"quality"monitoring，"optimization"of"regulating"and"storing"strategies，"and"emergency"response."It"intends"to"provide"reference"and"assistance"for"the"design"and"application"of"water"storage"tanks"in"urban"ecological"governance"projects，"and"promote"the"sustainable"utilization"of"water"resources.

Key"Words："Water"resources;"Integrated"pump"station;"Regulating"and"storing"water"tank;"Drainage"system

隨著城市化進程的加速，城市排水系統面臨著越來越大的壓力。傳統的排水方式往往難以應對暴雨等極端天氣條件下的排水需求，容易導致城市內澇等問題。一體化泵站作為新型的排水設備，具有結構緊湊、運行高效、智能化控制等特點，能夠顯著提升排水效率。在調蓄水池中，一體化泵站可以通過精確控制水流，有效調節和儲存雨水或污水，從而平衡排水系統的壓力，確保城市排水系統的穩定運行。

1""工程概況

某項目借助新建水庫來收集與調蓄汛期棄水，以此強化市區地表水的調節功能，并為生態治理以及水利風景區的構建給予有力支持。主要的建設內容涵蓋蓄洪水庫、調蓄水池、引水隧洞、調節池以及相關的生態景觀提升工程。總體建設內容劃分為兩個部分，其中蓄洪水庫、調蓄水池屬于核心部分，包含一條引水隧洞以及一個調節池。調節池借助明渠與蓄洪水庫相連，水庫的總庫容為981.5萬m3，其設計容量能夠抵御50年一遇的洪水。該工程依照Ⅳ等工程標準予以設計，采用50年一遇的洪水標準，設計洪水流量為139"m3/s。調節池和水庫的合理使用年限分別設定為50年與30年。工程的抗震設計烈度為7度，與區域地震強度要求相契合。在供水系統方面，規劃通過輸水渠道為調蓄水池提供臨時供水，運用一體化泵站方案，輸水線路約810"m。憑借這些設施的建設，不僅有效提升了區域的防洪能力，還極大地改善了市區的生態環境，有力地推動了景區的生態旅游發展。

2""一體化泵站的基本構成與功能

2.1""泵站主體結構

一體化泵站的主體結構主要由預制泵站、泵筒、底座、檢修平臺、頂蓋等構件組成。其結構設計緊湊、功能集成，旨在提供高效的水流控制和泵站操作便捷性。在金昌市國防工業基地蓄洪生態治理工程中，一體化泵站采用了GRP（玻璃鋼）和不銹鋼等耐用材料。這些材料的使用具有顯著的優點：GRP材料在結構上具有較好的強度和耐腐蝕性，特別適合在濕潤、高鹽和化學腐蝕的環境中長期使用，能有效延長泵站設備的使用壽命。泵筒的規格為DN3500×7000，采用GRP材料，能承受較高的水壓和外部環境壓力，保證泵站長期穩定運行。頂蓋采用壓花鋁板，輕便且具有較強的抗腐蝕性，保證泵站的密封性和耐久性。

一體化泵站的密封設計是保證設備長期運行的關鍵。泵站底部配有智能自清潔底座，通過自動清理泵站底部的沉積物和污水，減少了人工維護的頻率，提高了設備的工作效率。泵站內還采用了特殊的防腐涂層，如SUS304不銹鋼用于水泵和管道系統的配置，進一步提升了抗腐蝕能力[1]。此外，泵站的所有接口和接縫處均采用了防水密封技術，防止水體滲漏對設備造成影響。

2.2""主要設備配置

水泵系統是泵站的核心部件，其選擇直接影響泵站的排水效率和穩定性。本工程中采用的是300WQ1200-27-132型潛污泵，每臺泵的額定流量為1"300"m3/h，揚程為25"m，功率為132"kW，轉速為1"485"rpm，泵重為1"500"kg，效率高達80%。該泵具有較強的水流輸送能力，能夠滿足調蓄水池在汛期排水和蓄水需求時的大流量、高揚程要求。泵站配置了兩臺潛污泵，采用耦合底座與導軌系統，能夠確保水泵的高效運轉與快速安裝調試。

為了提高泵站的自動化水平和運行效率，一體化泵站配備了先進的智能控制系統。液位計被安裝在吸水井內，用于監測水位的變化，確保泵站在低水位情況下自動停運，避免了潛水泵因干運轉而損壞。此外，控制系統通過外部智能控制柜（KQK-YT-3*90）與現場設備進行實時通信，能夠根據水位、流量等參數調節水泵的運行狀態，確保系統在不同水位下都能實現高效運作。在流量監測方面，泵站配置了DN800的電磁流量計，能夠精確測量泵站出口的流量。該流量計能夠自動記錄輸水管道的流量變化，并通過控制系統向操作人員提供實時數據，便于對水泵和管道系統進行優化調節。

3""調蓄水池的功能與需求

3.1""調蓄水池的作用

在極端天氣情況下，城市面臨暴雨引發的內澇問題，傳統的排水系統常常無法應對瞬時降水帶來的巨大壓力。調蓄水池通過及時收集雨水，尤其是在汛期期間的多余雨水，將其存儲并調節至排放系統的最大承載能力，從而避免城市內澇的發生。調蓄水池的設計容量為11.73萬m3，配合本工程設計的50年一遇的洪水標準，能夠有效收集來自市區的超大降水量，并通過泵站設備精確調控流量。系統設置了智能化雨水自動收集與排放機制，確保在降水量較大的情況下，能夠及時啟動泵站進行水流調節，使得雨水排放過程更加平衡高效，避免了由于雨水滯留過長時間而造成的二次污染或積水。

水池不僅僅用于收集雨水，也具備儲存來自市區污水管網的功能。通過泵站對污水進行有效分流和過濾處理，調蓄水池能夠將污水中的沉淀物、雜質等不合格水質去除后，實現水資源的再利用。例如：在非高峰期，經過處理后的污水可以回流至人工湖或生態景區的水體，既起到了水資源循環利用的作用，又有助于維護生態環境的水質穩定。通過定期檢測水質并使用化學處理手段，如加藥調節pH值、消毒等，污水經過凈化后重新進入水生態系統，為水庫和景區提供穩定的水源支持。

3.2""調蓄水池的設計要求

調蓄水池的容量規劃是根據金昌市的降水量、汛期流量以及水庫整體容量需求來確定的[2]。在本工程中，調蓄水池的設計容量為11.73萬m3，以應對50年一遇的洪水設計標準。調蓄池的水位設計應當兼顧高峰期排水需求與低水位蓄水需求，確保在雨季和干季之間的水資源平衡。為此，設計方案要求泵站控制水池水位，避免水位過高造成溢流或設備超負荷工作，同時也要避免水位過低，確保在干旱季節仍能提供足夠的水源支持。為了保證水質的持續穩定，調蓄水池的設計要求包括設置合適的水質保持與凈化設施。調蓄水池必須能夠有效濾除水中的懸浮物、污染物和有害物質，避免二次污染的發生。因此，在設計中采用先進的水質凈化技術，如多級過濾系統和紫外線消毒系統，確保水池中的水質達到環保標準。此外，池水表面還需要定期清理水面垃圾，保持水池內水流通暢，防止水質的惡化。

4""一體化泵站在調蓄水池中的具體應用

4.1""提升與輸送功能

在調蓄水池的運行中，泵站的作用體現在提升與輸送功能方面。首先，當調蓄水池水位較低時，泵站能夠自動啟動抽水功能。該系統通過水位傳感器和控制系統精確監控水池的水位變化，一旦水位低于設定值，泵站自動啟用并開始從外部水源抽取水流，及時補充水池水量。本工程中的調蓄水池設計水位范圍為2～10"m，低水位時系統將啟動，泵站流量可調節為50"m3/s，保證水池水位穩定在合理范圍內，從而滿足園區內的水資源需求。當水位達到較高水平時，泵站則具有快速排放的能力，避免水池溢流。該排水能力是通過多個排水泵組實現的，系統根據實時水位數據決定啟用幾組泵進行工作。在汛期或暴雨時，調蓄水池的設計排水流量達到150"m3/s，能夠快速排水并分流至周邊排水系統或水庫，防止內澇發生。此外，泵站還具備恒定流量和壓力控制功能。在水位波動較大時，泵站能夠調節泵組的轉速，確保流量穩定，水流壓力不受波動影響。通過PID控制算法，泵站能夠在水位變化的情況下自動調整流量和壓力，確保水質處理和輸送過程高效穩定。

4.2""水質監測與維護

調蓄水池的水質管理是保障水資源可持續利用的核心內容，一體化泵站提供了高效的水質監測與維護功能。系統配置了在線水質傳感器，可以實時監測水池中的多個關鍵水質指標，如pH值、溶解氧含量、濁度和氨氮濃度等。通過數據采集與實時分析，泵站能夠迅速響應水質變化，采取相應的處理措施。例如，若監測到pH值低于設定范圍，控制系統將自動調節藥劑投加量，恢復水體的堿性平衡。本項目中pH監測精度可達到±0.1，溶解氧濃度可精確到0.1"mg/L，確保水質在理想狀態下運行[3]。除了在線水質監測，泵站還具備定時自動沖洗與排污功能。當水池底部或管道中積累的沉淀物過多時，系統將根據設定的周期自動啟動沖洗程序，清理池底污物并排出雜質，確保泵站設備的正常運行。在調蓄水池內，定期排污可避免污水積聚，減少病菌滋生，確保水質始終保持在可用標準之內。根據項目需求，沖洗周期為每24h進行一次，排污量可根據水池污染狀況動態調整。

4.3"調蓄策略優化

在調蓄水池的運行過程中，泵站需要靈活調整其運行策略，以應對不同的水位變化和降雨情況。通過智能化的調度系統，泵站能夠根據實時雨量數據和水位變化來動態調整運行模式。例如，當預報顯示降水量超過一定值時，泵站會自動增強排水能力，提升排水流量以應對水位快速上升。系統可以通過氣象數據和歷史降雨記錄預測未來48"h的水位變化，并提前做出調整。結合本項目的調蓄水池設計，泵站能夠實現最高每秒200"m3的排水能力，在強降雨期間迅速排放多余水量，避免水池溢流或城市內澇。泵站的調蓄策略不僅限于單一設施的調整，還能夠與其他水利設施進行協同調度[4]。例如，當調蓄水池的水位過高時，泵站會將多余水流引導至周邊的水庫或排水隧道，避免過度排放并合理分配水資源。該調度機制要求泵站能夠與區域內的其他水利設施進行實時信息交換和協調，確保水資源的高效調配[5]。

5""結語

綜上所述，一體化泵站在生態治理工程的調蓄水池中展現出了卓越的應用效果。通過精確控制水流，一體化泵站有效提升了調蓄水池的雨水與污水處理能力，增強了排水系統的靈活性與效率。其智能化控制與遠程監控功能既降低了運營成本與維護難度，又促進了水資源的可持續利用。未來，隨著技術的不斷進步，一體化泵站將在更多水利工程中發揮關鍵作用，為城市防洪與水資源管理提供有力支持。

參考文獻

[1]王暴，王振華，單秋雯，等.地埋式一體化預制泵站筒體結構強度的數值分析[J].江蘇水利，2024（6）：50-53，57.

[2]楊雷，李方玉，趙江.一體化預制泵站的強度分析[J].機電設備，2024，41（4）：10-14.

[3]周曼.一體化預制泵站運行底部懸浮物沉積特性數值模擬研究[D].揚州：揚州大學，2021.

[4]況旺，杜紅飛.一體化預制泵站應用于市政道路地下通道案例分析及探討[J].城市道橋與防洪，2024（10）：167-169，213，22.

[5]劉沖，王彬，沈康.一體化智能污水截流泵站技術在農村生活污水治理中的應用[J].安裝，2024（11）：82-84.