陕西省水利电力勘测设计研究院 陕西西安 710001
摘要：泵站在城市排水系统中起着相当重要的作用，同时也需要消耗大量的能量。随着泵站工程规模的扩大和复杂程度的提高,泵站的运行调度管理显得越来越重要。泵站的效益和能耗与水泵的效率、动机效率等众多因素有关，泵站运行调度主要是在一定时期内，通过泵站科学管理的优化技术和调度决策,按照一定的最优准则，在满足相应的约束条件的前提下,使泵站运行的目标函数达到最优，这也说明泵站调度不是追求某一设备的运行状态最好，而是以整体配合的运行状态最优为目标。本文基于城市排水泵站的设计建设展开论述。
关键词：城市；排水泵站；设计建设
中图分类号：TV675 文献标识码：A
引言
当前我国城市建设所需的基础设施越来越多，尤其是我国很多地区用水量较大，所以在城市排水方面必须符合相关标准。很多城市在进水以及排水方面都需要用电机水泵进行输送，因此对水泵有着很大的需求量。同时，城市排水需要严格监管水泵的质量，保证水泵的使用不会出现问题。
1城市排水泵站安装类型
城市排水泵站一般建在地下，由泵房和集水池所组成，由于水性质存在差异，所以在排水泵的种类上也存在一定的区别，可分为污水泵站、雨水泵站以及合流泵站等。三者在建造时由于排水的处理方向不同，所以安装工序也存在一定的差异。雨水泵站：由于雨天气候不经常出现，所以雨水泵站开启时间也不断变化，并不是全天开启，雨水泵经常使用轴流泵。污水泵站：主要是对污水进行处理，所以经常使用的是离心式污水泵，能够对水源起到一定的净化作用。合流泵站：考虑到晴雨天的水量变化，所以在不同的地区有不同的修建方式。同时，由于排水泵站往往位于地面下方，所以在建设时需考虑方便后续的修复以及清理等工作，安装工程在要求上就显得较多一些。此外，潜水污水泵是泵和电机相结合的一种排水泵，其安装方法和一般的排水泵安装方法类似，潜水污水泵通常设置在集水井内，有固定式和移动式两种不同的安装方法。移动式安装常适用于小水泵中，安装过程相对简单。而固定式安装通常用于带有自动耦合的大型水泵，在安装时要浇筑混凝，安装泵座、泵体、出水管以及相应的辅助附件。
2城市地区泵站特征水位的选取
2.1设计运行水位设计运行水位是排水泵站站前经常出现的内涝水位，是计算确定泵站设计扬程的依据。《规范》根据排水区有无调蓄容积分为2种情况，一是调蓄区容积较小的采用大部分耕地（90%~95%耕地）不受涝的高程作为排水渠道的设计水位，再推算到泵前。二是根据调蓄区设计水位计入排水渠道的水力损失后作为设计运行水位。分析本地区泵前排水区可知，泵前无固定集中调蓄区，可参与调蓄的是平原河网和低洼农田，河网纵横交错，农田分布点多面广，难以采用《规范》所述排调蓄区方法推算泵前设计运行水位；泵站位于中心城区，而低洼农田多分布于城市郊区，距离泵站在15.0~30.0km，且分布散、跨度大，对《规范》所述第一种推算泵前设计水位不适用。因此，本次计算从设计运行水位定义出发，直接统计泵前泵站运行时经常出现的水位（平均水位）作为设计运行水位。
2.2最低运行水位最低运行水位是排水泵站正常运行的下限排涝水位，
是确定水泵安装高程的依据。低于这个水位运行将使水泵产生汽蚀、振动，给工程运行带来困难。根据《规范》取按降低地下水埋深或调蓄区允许最低水位的要求推算到站前的水位。并必须满足3个要求：①满足作物对降低地下水位的要求；②满足调蓄区预降最低水位的要求；③满足盐碱地区控制地下水位的要求。
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2.3泵站出水池设计最高运行水位
最高运行水位是确定泵站最高扬程的依据。规范条文说明解释其确定与外河水位变化幅度有关，且重现期的采用应保证泵站机组在最高运行水位工况下能安全运行，同时也不应低于确定设计运行水位时所采用的重现期标准，因此规范取重现期10~20a一遇的排水时段均潮水位作为最高运行水位。
3基于GIS的城区防汛排水泵站智能可视化管理系统的应用策略
3.1泵站的属性查询模块
在该模块中，泵站的属性数据能够通过多种方式显示出来。第一，可在地图上显示。操作人员通过鼠标点击地图上的某个标注点，就会出现一个下拉列表，在下拉列表中详细显示该泵站的各种属性数据；第二，可进行列表化显示。操作人员在数据检索栏中输入目标泵站的名称，后台数据库就会将相关泵站数据发送到前端界面进行列表化显示。
3.2图形显示模块
泵站的运行数据主要以直方图、饼状图等显示方式对泵站的运行数据进行直观而详细的展示，此外，还能够以雷达图的显示方式在多个层次展示不同泵站之间的差异性，以折线图的显示方式直观的展示泵站运行数据的变化趋势，从而更全面地对泵站的各类数据进行解读。
3.3泵站运行数据下载模块
泵站智能可视化管理系统中的各类数据存储在后台数据库中，在进行泵站的维护与管理中，经常需要对数据库中的相关数据进行导出，以方便相关人员进行数据的离线检索与分析。虽然系统拥有数据导入与导出的功能，但是对于一些非专业人士来说还是存在一定的使用难度。因此，在系统平台中加入了数据的下载模块。操作人员可根据需要将相关的泵站运行数据下载到本地，保存格式包括PDF、CSV、Excel等。
3.4地图工具模块
在系统平台的开发过程中，需要将泵站的位置在地图上显示出来，因此，系统平台也拥有与地图相关的一些操作，如地图的缩放、编辑、定位能操作；在地图的使用过程中，经常需要对地图上的距离或者面积进行测量，因此，在地图的操作功能中，还增加了长度测量与面积计算等功能。除此之外，还可以对地图进行截图和保存，可用鼠标选择需要截图的区域并进行保存和下载。
4城市排水规划原则分析
4.1经济合理原则
首先按照国家现行规范、规定和技术标准，结合新村产业园的具体和特点，制定先进、经济、合理的规划方案。其次结合雨水系统现状，合理确定暴雨重现期标准。充分结合现状条件和自然地势，做到高水高排、低水低排，合理规划雨水管网和雨水提升泵站。新规划的雨水管网，尽量重力流进河道；对于地势较低、受外江水位顶托的区域，局部考虑泵站强排，尽量减少提升量。
4.2可持续发展原则
首先以城市总体规划为依据，从全局出发，统筹安排，满足城市总体布局的要求，使城市排水工程成为城市有机整体的重要组成部分。其次根据现状特征及相关规划，充分考虑调蓄设施及雨水利用，既能解决内涝问题，又能改善生态环境，节约水资源，使城市可持续发展；管道敷设、排水泵站建设可依据发展情况、资金安排，逐步建设，近期解决眼前最紧迫的问题。
结束语
泵站在城市排水系统中起着相当重要的作用，同时也需要消耗大量的能量。随着泵站工程规模的扩大和复杂程度的提高,泵站的运行调度管理显得越来越重要。泵站的效益和能耗与水泵的效率、动机效率等众多因素有关，泵站运行调度主要是在一定时期内，通过泵站科学管理的优化技术和调度决策,按照一定的最优准则，在满足相应的约束条件的前提下,使泵站运行的目标函数达到最优，这也说明泵站调度不是追求某一设备的运行状态最好，而是以整体配合的运行状态最优为目标。
参考文献
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论文作者:刘帮超,杨高翔,张弛
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/10
标签：泵站论文; 水位论文; 城市论文; 水泵论文; 数据论文; 雨水论文; 最优论文; 《建筑实践》2019年第11期论文;