基于水力模型的雨水调蓄泵站规模确定

摘要：雨水泵站是城市雨水防涝系统的重要组成部分，规模是其重要设计参数。文章以合肥市区某新建雨水泵站为例，基于InfoWorks ICM模型软件，介绍了一种城市雨水调蓄泵站规模的确定方法，通过将雨水调节与泵站抽排相结合，与传统的设计方法相比，提高了系统的调蓄能力，减小了泵站的规模，为合肥市雨水泵站的建设提供了一个新的思路。

关键词：雨水；雨水泵站；调蓄泵站；水力模型；防涝系统 文献标识码：A

中图分类号：TV131 文章编号：1009-2374（2016）19-0120-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.057

随着我国社会经济的快速发展，城市区域范围的不断扩大，雨水管道越来越长，埋深越来越大，工程造价越来越高，甚至无法自流排到江河湖海等水体中。为了解决这些问题，雨水泵站在城市中越建越多。雨水泵站一般只有在雨水管道中有流量时才运行，因此大部分时间处于闲置状态，而且有些地区的暴雨强度很大，暴雨历时却比较短，按常规设计方法设计雨水泵站，在及时排涝的情况下，雨水泵站的设计规模就会比较大，因此如何确保雨水泵站的功能而减少其造价是值得研究的课题。

1 研究对象

排涝泵站位于包河区淝河镇南淝河左岸，总汇水面积2.83km2。现有农排站一座，现状规模仅2m3/s，远不满足区域排水需求。随着包河区淝河镇的进一步开发，巢湖南路、郎溪路、南淝河路、上海路等城市主干路网的修建，区域排水防涝压力较大，迫切需要解决区域排水问题。

范拐排涝泵站工程主要内容包括：雨水排涝泵站一座，新建B5000×H2500雨水主排箱涵512m、自排箱涵112m；新建泵站进、出水箱涵58m。

2 研究方法

利用Wallingford公司开发的InfoWorks ICM排水管网软件结合已建或规划排水系统制作模型，选用长历时降雨重现期P=50a的雨型对该模型进行模拟，模型采用固定径流系数法，综合径流系数取值0.6；汇流模型采用SWMM。

主要建模步骤如下：明确研究对象和研究范围、收集与整理现状资料、建立雨水系统模型、确定规划设计标准、确定规划方案、模型模拟评估及优化调整。对于规划方案，应建立规划系统模型，利用规划模型模拟，模拟结果应包含可能积水点的空间分布，可能积水点的积水面积、积水时间、积水深度以及雨水管道水位线、流速及流量变化曲线，最后根据模拟结果对规划方案进行优化调整。

3 结果与讨论

3.1 模型方法

设置不同的泵站规模进行模拟，详细软件动态截图见图4。通过不同工况的模拟，可以得出系统的流量曲线，需要调蓄的水量及水深曲线。由图可知，峰值流量约为47.6m3/s。

将不同工况结果对应的调蓄水深绘制在一张图上，如图6所示，各曲线由外到内分别是2～35m3/s。同时根据结果，得到不同泵站规模对应的最大调蓄深度、峰值出现时间、结束时间、持续时间等。详见表2，可以得出如下两点结论：（1）调蓄最大深度随泵站流量的增大而递减；（2）峰值时间、结束时间随泵站流量的增大而提前，整个水位变化持续时间随泵站流量而缩短。

3.2 与传统方法比较

采用《室外排水设计规范》（GB 50014-2006）2014年版中关于峰值流量调蓄计算的脱过系数法，得到不同泵站流量对应的最大调蓄深度，并与模型法进行比较。

从表2可知，固定泵站流量对应的最大调蓄深度模型法小于脱过系数法；同理，相同调蓄深度对应的泵站流量，模型法小于脱过系数法。因此，可以看出，脱过系数法相较于模型法计算结果较大。

4 结语

对合肥市的案例情况分析表明，选用先进的雨水系统数学模型可以在雨水调蓄泵站的规划设计、现状系统校核与改造、应急措施制定等方面进行辅助，提高规划设计的科学性和准确性。

参考文献

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作者简介：顾正亚（1979-），男，安徽省城建设计研究总院有限公司高级工程师，研究方向：市政基础设施规划与

设计。

（责任编辑：小 燕）