浅析筼筜湖第一与第二泵站技术性差异

2023-10-28 10:29张玉杰
厦门科技 2023年5期
关键词:箱涵泵房湖区

张玉杰

厦门筼筜湖水域面积1.5㎞2,库容3.8×106m3,汇水面积37.1㎞2,通过37 条排洪沟汇入湖区。湖区正常起调水位-0.7~1m,湖区最低处标高-2.5m,汛期根据雨情腾出库容,容纳汇水区流入的水量以减轻汇水区积水。

1997年厦门市在筼筜湖西南侧建成第一排涝泵站,主要用于对筼筜湖流域37㎞2区域的排洪防涝及湖区水质的改善。2023年6月又在筼筜湖西北侧建成第二排涝泵站。新泵站的建设主要是为了满足筼筜湖区不断增长的排洪需求,缓解第一泵站的排洪压力。通过对两座泵站协调调度,进一步提升湖区排洪能力,提高湖区水质。

现将两座泵站在建筑结构布局和所使用的主要设备等方面做比较分析,以期为今后排涝泵的设计提供借鉴参考。

建筑结构及布局

1.第一泵站

第一泵站排水量达37~40m3/s,起调水位-0.7~1.0m。泵站工程由进水箱涵、集水池、泵房、自流通道、高位井和出水箱涵等构筑物组成,由东向西呈一字形布置。

(1)进水箱涵

泵站进水口设在筼筜湖西南侧,泵站与筼筜湖之间通过箱涵下穿西堤路和湖滨西路。进水箱涵总长80m,两端为喇叭口形式,中间段为44m×22m 的5 孔矩形箱涵,每孔净面积为4m×2m。箱涵为钢筋混凝土结构,底板面标高-3m,顶板面标高-0.6m(湖滨西路路面标高+2m,西堤路地面标高+4.5m),箱涵埋深2.6~5.1m。

(2)集水池

湖区水体通过湖滨西路地下箱涵与集水池相连,其中集水池的宽度为42.5m,长度为33.5m,池底标高-4.5m,容积约为1.12×104m3(池为不规则形),接纳来自筼筜湖和西海域的交换水体。

(3)泵房

泵房的平面尺寸为8.7m×45.6m,深9.3m,泵房底板标高-4.5m,中间为宽13.2m 的自流通道,两侧为泵室,泵室之间设置9 道导流墙,分隔为9个泵室用来安装水泵。水泵出水口通过DN1600 的钢制水管接至高位井出水口,管长约12m。采用单管单排高位井方式,管道埋设倾斜角12°,出水管道通过双法兰接入高位水井。为防止海水倒灌,出水管口设有不锈钢材质的止回拍门,拍门密封采用聚氯丁橡胶。

(4)高位井

高位井西侧与出水箱涵连接,东侧与自流通道连接,湖区水体通过外箱涵排海。高位井与外箱涵连接处设有6 道液压闸门,与自流通道连接处设有4 道液压闸门。高位井中间上层为闸门操作间和液压站。

(5)自流通道

自流通道从泵房下部中间通过,平面尺寸17.7m×13.2m,底板面标高-4.5m,中间设成4 条宽3.3m 的通道。在正常气象条件下,根据潮水的自然涨落,通过自流通道进行海水与湖区水体交换。通道上部为高低压配电间。

(6)出水箱涵

出水箱涵总长340m,底宽20.3m,西侧到出海口,上部为花圃用地。断面形式为6 孔矩形箱涵,每孔净面积3m×2m。出水箱涵为钢筋混凝土结构,底板面标高-2.7m,顶板面标高-0.3m,出海口成八字形喇叭口,用于控制入海口水流速度,减少对泊岸冲刷。

2.第二泵站

第二泵站排水量达50m3/s,是在原有进排水闸基础上重新改扩建而成。工程保留了原有进排水通道,新建集水池、泵房、自流通道等构筑物,结构布局更加简单合理。

(1)集水池

新的泵房建在旧的水闸向入海口方向约40 多米处,在新旧水闸之间建成40m×35m,池底面标高-5.6m,容积约8000m3的集水池(池底为不规则形),用于接纳来自湖区的水体。集水池通过旧的排水闸通道与湖区相连接。

(2)泵房

泵房面积38m×48m,新泵房将纳排潮闸、水泵间、维修间设置在同一建筑内。泵房上层为闸门间,水泵间和维修间。下层为进排水通道,由北向南依次为纳潮通道、贯流泵排水通道和自排潮通道。

①纳潮通道

泵房北侧建有1 条6m 宽纳潮通道,与海连接段底板标高-2.7m,靠湖区侧底板标高-4.0m。靠海侧设有两道闸门,用于控制水流。新纳潮通道与原有进水闸通道相接。当海水水位高于湖区水位时打开闸门引海水入湖。

②贯流泵通道

泵房中间建有3 条各6m 宽排水通道与3 台贯流泵相连。底板面标高-5.6m,每条通道各设3道闸门,与集水池连接处有1 道检修闸,水泵出水口侧设有1 道带有拍门的闸门,防止停泵后海水反流回水泵,使电机反转形成反送电,损坏电气设备。靠海一侧设1 道闸门,在水泵不工作时关闭闸门,可降低海浪及涌流对设备的影响。贯流泵通道平时很少启用,主要是在暴雨天及其他急需快速降低湖区水位时启用。

③排潮通道

泵房南侧建有2 条各6m 宽排潮通道,底板标高-2.7m,靠海一侧同样设有2 道闸门。当海水水位低于湖区水位时打开排潮闸引湖水入海。

(3)高位井与出水箱涵

第二泵站建在湖区入海口处,因此没有排水箱涵,同时因采用的竖井贯流泵是卧式安装,集水池水体通过贯流泵直接排海,因此也没有高位井。这样排水效率更高。

设备部分

第一与第二泵站设备部分对比如下。

第一与第二泵站设备部分对比表

结束语

通过以上的比较发现,第二泵站的建筑结构更加合理,设备技术更加先进,功效更高。而且,第二泵站增加排水量约50m3/s,与第一泵站配合调度,将极大提升应对极端暴雨天气产生的城市内涝灾害能力。泵站一南一北的布置方式,更加有利于增加湖区水体流动性,进一步提升湖区水质,使筼筜湖成为真正的城市绿肺。

第二泵站建成后,经历了台风“杜苏芮”的检验。两站全负荷运行,快速排出入湖水体,使汇水区减少积水。台风过后,通过泵排与自排结合,加大了湖区水体交换量,海水快速补充入湖,缩短了湖区水体的修复时间,及时改善湖区水质。双泵站的运行方式缩短了应对极端天气的响应时间。

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