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石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究

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石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究 : 1674 , 6139( 2013) 11 , 0084 , 05 文章编号 石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究 姚枝良 ( ( ) ,200092)上海市政工程设计研究总院集团有限公司上海 “、、”。 : 摘 要正定新区是石家庄市规划建设的低碳生态智慧的新城区园博园雨水泵站位于正定新区园博园3 ,16 m/ s,,。的东南角泵站设计规模 为了充分发挥雨水泵站的功能园博园雨水泵站在实现区域排涝的同时并 具 、、。,,截留初期雨水补充景观用水等功能结合实例介绍园博园泵站的设计要点和...
石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究
石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究 : 1674 , 6139( 2013) 11 , 0084 , 05 文章编号 石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究 姚枝良 ( ( ) ,200092)上海市政工程设计研究总院集团有限公司上海 “、、”。 : 摘 要正定新区是石家庄市规划建设的低碳生态智慧的新城区园博园雨水泵站位于正定新区园博园3 ,16 m/ s,,。的东南角泵站设计规模 为了充分发挥雨水泵站的功能园博园雨水泵站在实现区域排涝的同时并 具 、、。,,截留初期雨水补充景观用水等功能结合实例介绍园博园泵站的设计要点和运行模式 等有截留旱流污水 。为类似项目提供借鉴意义 ;;: 关键词雨水泵站初期雨水调蓄池设计 : X32 : A 中图分类号文献标志码 Design of Garden Expo Storm Water Pumping Station in Shijiazhuang Zhengding New District Yao Zhiliang ( Shanghai Municipal Engineering Design Institute ( Group) Co, ,Ltd,Shanghai 200092,China) Abstract: Zhengding New District,which is targets ata low carbon,ecological,smart region,is a new district in Shiji- azhuang Cty, Garden Expo storm waterpu mpng staton s ocated in the southeast cornofer Z hengdng New Dstrct, The desgn iiiiliiii 3 capacity of this storm waterpu mping staiton is 16 m/ s, In order to make full use of storm waterpu mping staiton,the Garden Ex- po storm waterpu mping station is not only designed to prevendt rainage,but also to intercept dry weatherl ofw,preliminary rain- water,and mcpolement the landscape wate,r In combination with the acutal conditions,this paper analyzes the design method nad operation mode of the pumping staiton,providing referencefor similar projects, Key words: storm waterpu mping staiton; preliminary rainwate rstorage ntak; design , 近年来北方城市内涝频发的情况正定新区起步 前言。 3 区规划为强排雨水系统起步区共规划有 座雨 ,水泵站其中园博园雨水泵站为配合河北省第一 “、 正定 新区是石家庄市规划建设 的低 碳生 ,。 届园博园在正定新区的举办已经率先开始建设、”“” ,态智慧的新城区是未来石家庄市一城三区 、、园博园雨水泵站位于正定新区北京南大街迎 旭西,,的核心组成部分将成为市级行政文化中心现 代 ,,。 服务业基地科教创新集聚区生态宜居新城,,正大道的西北角在园博园范围内泵站总占地面 积约 2 ,定新区起步区是正定新区的核心区域其规划 总10 350 m。为园博园雨水泵站属于起步区雨 水 2 35 ,面积 平方公里起步区的基础设施已经开始 建B ,6. 46 km,系统的 片区总服务面积约 泵站设 计。设 3 16 m/ s,。规模为 雨水经提升后排入周汉河根据 规 。 正定新区采用雨污分流的排水系统为避免 ,、,划要求为避免初期雨水对周汉河滹沱河等的污 染 ,强排系统内结合雨水泵站设置初期雨水调蓄 。,池故泵站内建设有初期雨水调蓄池一座调蓄池 收稿日期: 2013 , 10 , 18 3 15 000 m。容积为 : ( 1981 ,) ,,,,作者简介姚枝良男工程师硕士主要从事污水处理及 排 。水工程的设计工作 ?84? 第 38 卷第 11 期 Vol. 38 No. 11 ?石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究 姚枝良Nov, 2013 2013 11 年 月 1 2 泵站设计理念 泵站设计 2, 1 泵房和调蓄池的平面布置“ 正定新区排水系统的建设应体现正定新区低 正定新区园博园雨水泵站位于园博园的东南 、、”,碳生态智慧的建设理念通过园博园雨水泵站 3 ,16 m/ s。角设计规模为 其主要构筑物为雨水泵 ,及初期雨水调蓄池的建设在保障地区排水安全的 、。,房初雨调蓄池及附属建筑等构筑物体量较大根 ,,同时力求促进新区水系统的良性循环打造缺水地 ,据工程用地条件初雨调蓄池可采用与雨水泵房分 。区生态水系的城市典范 。,建或合建的方式不同的布置方式对投资和施工 ,初期雨水具有较高的污染负荷其本身夹杂着 。难度会有一定的影响分建方式为平面上将调蓄池 ,地面的残留污染物同时还会挟带管道中大量的积 ,,及泵房分开布置两座构筑物埋深均较小基坑开挖 ,黑泥其污染物指标远高于典型城市生活污水的浓 ; ,深度较小合建方式是将调蓄池叠放在泵房下方尤 。,度这种含黑泥的水排入水体后使河水的感观受 ,其是在用地受到限制时常采用此种模式叠放后基 ,到破坏如果混掺入黑臭污水团的河水扩散到整个 ,,坑开挖深度加大施工难度及工期相对增加工程投 ,。断面河水就产生黑臭现象园博园雨水泵站的雨 。资也相对增加考虑到本工程的用地条件及现场情 ,,水出路为周汉河和园博园水系均为景观水体通过 初,,况本工程采用分建式即将初雨调蓄池及泵房分开 ,, 期雨水调蓄池的建设可以有效地截留初期雨水减,。布置以降低工程投资 。少雨水排放对城市水系的污染 片区的雨水经市政雨水管道由北京南大街接入 ,同时正定新区属于北方缺水性地区通过系统 ,,雨水泵房在泵房南侧布置初期雨水调蓄池经截留 ,集中收集雨水并通过初雨调蓄池截流含有大量污 。后的雨水向西排入周汉河及园博园水系 ,染物的初期雨水后后续排放的雨水可以用来补充 ,雨水泵房采用半地下式雨水泵房上层建筑为 、,园博园水系周汉河水系实现区域内水资源的平 。变配电所及值班室初雨调蓄池采用全地下式布 。衡被截流的初期雨水待晴天时通过水泵排入市政 ,。置上部覆土布置绿化整个泵站在建筑和绿化布 ,,污水管网最终输送至城市污水处理厂经污水厂处 ,置上力求与园博园呼应建筑风格与新区整体统一 ,。理后可实现回用实现水资源的有效利用 ( 1) 。见图 1 图 泵房和调蓄池平面位置图 ?85? 第 38 卷第 11 期 Vol. 38 No. 11 ?石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究 姚枝良Nov, 2013 2013 11 年 月 , 2 2, 泵房的设计采用移动悬挂葫芦抓斗式格栅除污机格栅间隙 60 mm,2 ,3 ,采用 雨水格栅井分为 仓每仓 工位每 ,雨水泵房的核心设备为雨水泵本工程中雨水 4. 5 m。仓井宽 ,、泵流量较大考虑到拆装维护方便运行稳定等因 ,在雨水泵房的泵室中间设置污水截流泵房泵房 ,,6 ,5 1 ,素雨水泵采用抽芯式轴流泵共 台用 备单 台 3 3 ,2 1 。l / s, H Q = 25 内设置 台潜水离心泵用 备单台 Q = 3. 20 m/ s,H = 7. 6 m,N = 315 kW。水泵 水 泵 = 11 m,N = 5. 9 kW。截流污水格栅采用回转式固 液,电机采用水冷方式在泵房外侧设冷却水塔以保 证,15 mm。分离机栅距 截流的污水经泵提升后排入 本。×28. 00 m,33. 70 冷却水循环使用泵房平面尺寸 ,, 工程站区污水管汇入北京南大街市政污水管网最,,泵房前部为格栅井中部为泵房集水井后部为 泵房。终输送至污水处理厂进行处理 ,。 出水井出水井与排放口采用箱涵连接泵 房设,雨水泵房与调蓄池间采用箱涵连接并采用手 。 上部建筑为变配电所及值班室等本工程雨 水格( 2) 。电两用铸铁镶铜方闸门控制见图 ,,栅井较宽为减少机电设备的配置泵房格栅 2 图 雨水泵房图3 —;: V,m2, 3 式中调蓄池容积 调蓄池的设计 3 2 ( 1) 调蓄池容积计算 V—/ hm ;,m 每公顷面积需调蓄雨水量单位 S, 2 , 为实现对初期雨水的截留泵站内设初期雨水—,hm ,A = ×A非渗透面积单位 系统面积 U U 。,调蓄池一座本工程调蓄池容积的设计主要参考 。 径流系数 “ATV Arbeitsblatt A 128 1992 ”, 德国废水协会标准V其中 值与城市暴雨径流污染特点密切相 S, ,及国内其它类似工程采用的参数初雨调蓄池容积 ,,12 V关德国根据其自身城市特点取值一般为 ? S,:40,、,按下式计算 ?降雨均匀卫生条件好的城市可取较低值反 : V = 1, 5 ×V ×A 调蓄池有效容积 S, U,1, 。, 之则取较高值 考虑正定新区的建设标准本工86 ?? 第 38 卷第 11 期 Vol. 38 No. 11 ?石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究 姚枝良Nov, 2013 2013 11 年 月 取值为 25。程建议 V,, 泵站流入雨水泵房的截污泵室经格栅截流水中S, 646 ,本工程本站所属雨水系统的服务面积为 的大颗粒污物后经泵室内的截流污水泵提升后 2 ,hm,= 0. 6,AU = 646进入站区污水管最终排入北京南大街市政污水 平均径流系数 ψ 即非渗透面积 2 。管道 × 0. 6 = 387. 6 hm,经公式计算,本工程中初雨调蓄 3 截流污水泵的启停通过污水集水池的水位控制 V = 14 535 m,池的计算有效容积为 设计有效容积 3 ,,联动当集水池水位逐渐升高至开泵水位时开启截 污15 000 m。取 。,, 泵当进水量减少水位逐渐下降至停泵水位时截,根据国内的相关研究若采用降雨深度法来 计 。污泵关闭 ,V = 算初雨调蓄池的有效容积其计算公式为 ,同时截流污水泵兼具有泵房放空泵的作用当 Ah。A ,h ψ式中 为雨水系统的服务面积为需要截 ,2,,泵房设备检修要求泵房集水池排空时可人工手动 ,h 3. 5 :5 mm,留的降雨深度降雨深度 一般取 。开启截污泵 ,13 566 : 若本 工程按此法计 算调 蓄 池 容 积 为 3 3 19 380 m。15 000可见本工程有效容积采用 m3, 2 雨天运行模式 。,也是比较合适的 雨天时泵站进水闸门开 启调蓄池进水闸门 开 ,。 ,启雨水出水闸门关闭随着地区开始降雨初 期雨, 根据规划用地情况本工程初雨调蓄池的平面 。 ,水进入泵站当进水量大于污水泵流量污 水区55. 24 × 43. 00 m,7. 7 m。尺寸为 有效水深为 ,。集水池的水位升高至设定水位时截污泵关 闭( 2) 调蓄池冲洗方式 雨水通过格栅截流水中的大颗粒漂浮物后进 入雨、调蓄池通常采用的冲洗措施有人工清洗水 。 ,水泵室当降雨历时延长进水量增大将根 据雨、、、射器冲洗水力冲洗翻斗连续沟槽自清冲洗门 。 ,水泵室水位上升情况逐台启动雨水泵降雨 初期 ,。式自冲洗系统等本工程调蓄池容积较大采用 ,, 雨水出水闸门关闭调蓄池进水闸门开启初期雨,,全封闭结构且上部拟做景观绿化地下调蓄池不 适 水经雨水泵提升后由调蓄池进水箱涵进入 调蓄, 合开设人员经常进出孔和开大型设备吊装孔同 。( ) , 池待调蓄池蓄满水位达到设定水位时调蓄,时应充分考虑节能的因素拟采用门式自冲洗 系,,池进水箱涵闸门关闭同时开启雨水出水闸 门雨。、、统门式自冲洗系统是一种节能型无动力无 能,, 水经出水箱涵排入河道随着水位的升降开启或,源消耗的清洗方式先后应用于上海世博园区 浦。停止雨水泵的台数 ,3,、,,、明后滩等雨水泵站运行情况良好无需外 动力,当降雨结束进水量逐渐 减 小控 制 系 统 将 根 ,、、无需外供水具有控制系统简单运行成本 低使。 据雨水泵室水位下降情况逐台关闭雨水泵当泵 。用效率高等优点 , 室中的水位达到最后一台雨水泵的停泵水位时8 ,本工程内设 套门式自动冲洗装置考虑调蓄 ,最后一台雨水泵自动关闭联动关闭雨水出水闸 , 池内的水需能排入污水管网最终接入污水厂处理,,门适时启动污水截流泵接下来按晴天运行模式 运,调蓄池中部设置放空管以满足大部分初期雨水能 。行 ,( 2 1 ) 够自排同时采用污水潜水泵用 备对剩余部 3 ,Q = 1 275 分雨水提升排放水泵单泵性能参数为 m / hr、H = 5. 7 m、N = 60 kW。 , 3 3调蓄池运行模式 : ,,进水降雨初期雨水出水闸门关闭调 蓄 池 ,进水闸门开启初期雨水经雨水泵提升后由调蓄 3 泵站运行模式。 池进水箱涵进入调蓄池初期雨水首先进入调蓄 ,,池的储水池待储水池蓄满水后水再从储水池上 3, 1 晴天运行模式( 部溢出进入调蓄池各廊道无论在何种进水量的 ,在晴天时雨水泵房的进 水 闸 门 开 启调 蓄 池 ,,情况下进水总是先充满储水池贮存一定的冲洗 ,。( 进水闸门关闭雨水出水闸门关闭旱流污水如 ) 。( ) ,水量待调蓄池蓄满达到设定水位时调蓄池 、) 路面冲洗水洗车用水等通过雨水进水箱涵进入 87 ?? 第 38 卷第 11 期 Vol. 38 No. 11 ?石家庄正定新区园博园雨水泵站设计研究 姚枝良Nov, 2013 2013 11 年 月 。 ,,, 进水箱涵闸门关闭同时开启雨水出水闸门后事件在现场应配有手动切换控制功能以备发生 。续的雨 水通过雨水泵提 升至出水井后直接排入 机械故障时可在现场进行操作 。河道 ( 4 ) 本工程初雨调蓄池采用全地下的结构形 : ,,, 放空根据外部污水管网运行情况利用晴天 式除通风井和设备吊装孔伸出至设计地面以上 ( ) ,,污水量排放低谷时段一般为夜间人工控制调 其余部分均覆土并布置绿化景观等因此调蓄池 ,。蓄池的放空初雨调蓄池内有重力放空管道可 0. 5 m。顶板上方覆土厚度不小于 ,利用重力流放掉大部分初期雨水剩余的初期雨 ( 5 ) 、, 由于调蓄池埋深较深检修维护不方便 ,,水经放空泵提升后排入泵站内的污水管最终接 ,内部应尽量采用成熟稳定的设备本工程采用门 。入市政污水管网 ,,, 式自动冲洗装置本身无需动力控制系统简单大 : ,冲洗调蓄池放空后根据出水收集渠内浮球 。大减轻今后维护工作 ,,开关的信号反馈由控制系统触发门式自冲洗系 统( 6 ) ,本工程调蓄池与泵房分开布置埋深比合 。 将依次对各廊道进行自动冲洗冲洗门瞬间将 储,建式相对较浅调蓄池的放空时应充分利用重力 ,、水释放门底部喷射出的动能形成强力席卷式 的,自排使调蓄池内高于污水管网的部分通过管道 。, 射流射流形成的波浪将池底的沉积物卷起冲,。 自排其余部分再通过放空泵进行排放同时由 。 流到调蓄池末端的收集渠第一条廊道冲洗完 成于初雨调蓄池内的雨水是排放到城市污水管网系 ,,,后启动放空泵待液位降低到设定水位时放 空泵,, 统中排空应尽量设在污水管网流量处于低谷时。 ,5 min,关 闭第一组冲洗完成后放 空 泵 关 闭 后 由。避免由于瞬间流量过大对污水系统造成影响 ,,,控制系统触发第二条廊道开始冲洗顺序 而作依次 。完成各廊道的冲洗 5 结语 , 正定新区园博园雨水泵 站 的 建 设提 高 区 域4 泵站设计中的注意事项,。 的排水标准保障正定新区的排水安全同时将 ( 1 ) , ,虽然正定新区采用雨污分流系统但雨水初期雨水调蓄池与泵房同步建设避免初期雨水 ,管网系统中仍会进入部分旱流污水如路面冲洗 。 直接排入河道造成的面源污染初期雨水经截留 、。,水洗车用水等因此在雨水泵站的设计时尽量 ,,后后续的雨水可作为景观河道的补充水截留的 ,考虑设置旱流污水截留设施本工程利用雨水格 ,。 初期雨水最终进入污水管网经处理后回用因 ,栅井中间的空间布置旱流截污泵既可以排出进 此园博园雨水泵站的建设是促进新区水系统良性 ,入雨水系统的旱流污水同时也可以在雨水泵检 ,循环的重要一环同时也为北方缺水性城市雨水 ,。修维护时作为雨水泵房的放空泵使用 。系统的建设提供借鉴意义 ( 2 ) ,本工程为雨水泵站工程系统中的旱流污 ,, 水会产生少量臭气由于本工程处于园博园区域 ,为避免臭气影响周边环境本工程中泵房的主要 : 参考文献 ,,1,,, ,J,,开孔均采用带敷面的除臭盖板同时在格栅等的 黄建秀等调蓄池在排水系统中的研究进展 ,2010,35( 4) : 115 , 118,,环境科学与管理 开孔处设置植物液喷淋除臭装置一次性投资较 ,2,,, ,,。丁志斌等基于降雨过程理论分析的初期雨水调 蓄低且运转灵活可满足预期的除臭效果 ,J,, ,2011,30( 1) : 75 , 78,净水技术 容积计算( 3 ) 本工程雨水泵房的出水和初雨调蓄池进 ,3,,, 肖艳徐建初世博浦东园区雨水泵站初期雨水调 ,水端均采用电动闸门来进行控制但为防止意外 ,J,, ,20093,5( 3) : 50 , 52,蓄池冲洗方式设计给水排水 ?88?
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