張玉杰
廈門筼筜湖水域面積1.5㎞2,庫(kù)容3.8×106m3,匯水面積37.1㎞2,通過(guò)37 條排洪溝匯入湖區(qū)。湖區(qū)正常起調(diào)水位-0.7~1m,湖區(qū)最低處標(biāo)高-2.5m,汛期根據(jù)雨情騰出庫(kù)容,容納匯水區(qū)流入的水量以減輕匯水區(qū)積水。
1997年廈門市在筼筜湖西南側(cè)建成第一排澇泵站,主要用于對(duì)筼筜湖流域37㎞2區(qū)域的排洪防澇及湖區(qū)水質(zhì)的改善。2023年6月又在筼筜湖西北側(cè)建成第二排澇泵站。新泵站的建設(shè)主要是為了滿足筼筜湖區(qū)不斷增長(zhǎng)的排洪需求,緩解第一泵站的排洪壓力。通過(guò)對(duì)兩座泵站協(xié)調(diào)調(diào)度,進(jìn)一步提升湖區(qū)排洪能力,提高湖區(qū)水質(zhì)。
現(xiàn)將兩座泵站在建筑結(jié)構(gòu)布局和所使用的主要設(shè)備等方面做比較分析,以期為今后排澇泵的設(shè)計(jì)提供借鑒參考。
第一泵站排水量達(dá)37~40m3/s,起調(diào)水位-0.7~1.0m。泵站工程由進(jìn)水箱涵、集水池、泵房、自流通道、高位井和出水箱涵等構(gòu)筑物組成,由東向西呈一字形布置。
(1)進(jìn)水箱涵
泵站進(jìn)水口設(shè)在筼筜湖西南側(cè),泵站與筼筜湖之間通過(guò)箱涵下穿西堤路和湖濱西路。進(jìn)水箱涵總長(zhǎng)80m,兩端為喇叭口形式,中間段為44m×22m 的5 孔矩形箱涵,每孔凈面積為4m×2m。箱涵為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),底板面標(biāo)高-3m,頂板面標(biāo)高-0.6m(湖濱西路路面標(biāo)高+2m,西堤路地面標(biāo)高+4.5m),箱涵埋深2.6~5.1m。
(2)集水池
湖區(qū)水體通過(guò)湖濱西路地下箱涵與集水池相連,其中集水池的寬度為42.5m,長(zhǎng)度為33.5m,池底標(biāo)高-4.5m,容積約為1.12×104m3(池為不規(guī)則形),接納來(lái)自筼筜湖和西海域的交換水體。
(3)泵房
泵房的平面尺寸為8.7m×45.6m,深9.3m,泵房底板標(biāo)高-4.5m,中間為寬13.2m 的自流通道,兩側(cè)為泵室,泵室之間設(shè)置9 道導(dǎo)流墻,分隔為9個(gè)泵室用來(lái)安裝水泵。水泵出水口通過(guò)DN1600 的鋼制水管接至高位井出水口,管長(zhǎng)約12m。采用單管單排高位井方式,管道埋設(shè)傾斜角12°,出水管道通過(guò)雙法蘭接入高位水井。為防止海水倒灌,出水管口設(shè)有不銹鋼材質(zhì)的止回拍門,拍門密封采用聚氯丁橡膠。
(4)高位井
高位井西側(cè)與出水箱涵連接,東側(cè)與自流通道連接,湖區(qū)水體通過(guò)外箱涵排海。高位井與外箱涵連接處設(shè)有6 道液壓閘門,與自流通道連接處設(shè)有4 道液壓閘門。高位井中間上層為閘門操作間和液壓站。
(5)自流通道
自流通道從泵房下部中間通過(guò),平面尺寸17.7m×13.2m,底板面標(biāo)高-4.5m,中間設(shè)成4 條寬3.3m 的通道。在正常氣象條件下,根據(jù)潮水的自然漲落,通過(guò)自流通道進(jìn)行海水與湖區(qū)水體交換。通道上部為高低壓配電間。
(6)出水箱涵
出水箱涵總長(zhǎng)340m,底寬20.3m,西側(cè)到出???,上部為花圃用地。斷面形式為6 孔矩形箱涵,每孔凈面積3m×2m。出水箱涵為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),底板面標(biāo)高-2.7m,頂板面標(biāo)高-0.3m,出海口成八字形喇叭口,用于控制入??谒魉俣龋瑴p少對(duì)泊岸沖刷。
第二泵站排水量達(dá)50m3/s,是在原有進(jìn)排水閘基礎(chǔ)上重新改擴(kuò)建而成。工程保留了原有進(jìn)排水通道,新建集水池、泵房、自流通道等構(gòu)筑物,結(jié)構(gòu)布局更加簡(jiǎn)單合理。
(1)集水池
新的泵房建在舊的水閘向入??诜较蚣s40 多米處,在新舊水閘之間建成40m×35m,池底面標(biāo)高-5.6m,容積約8000m3的集水池(池底為不規(guī)則形),用于接納來(lái)自湖區(qū)的水體。集水池通過(guò)舊的排水閘通道與湖區(qū)相連接。
(2)泵房
泵房面積38m×48m,新泵房將納排潮閘、水泵間、維修間設(shè)置在同一建筑內(nèi)。泵房上層為閘門間,水泵間和維修間。下層為進(jìn)排水通道,由北向南依次為納潮通道、貫流泵排水通道和自排潮通道。
①納潮通道
泵房北側(cè)建有1 條6m 寬納潮通道,與海連接段底板標(biāo)高-2.7m,靠湖區(qū)側(cè)底板標(biāo)高-4.0m??亢?cè)設(shè)有兩道閘門,用于控制水流。新納潮通道與原有進(jìn)水閘通道相接。當(dāng)海水水位高于湖區(qū)水位時(shí)打開閘門引海水入湖。
②貫流泵通道
泵房中間建有3 條各6m 寬排水通道與3 臺(tái)貫流泵相連。底板面標(biāo)高-5.6m,每條通道各設(shè)3道閘門,與集水池連接處有1 道檢修閘,水泵出水口側(cè)設(shè)有1 道帶有拍門的閘門,防止停泵后海水反流回水泵,使電機(jī)反轉(zhuǎn)形成反送電,損壞電氣設(shè)備??亢R粋?cè)設(shè)1 道閘門,在水泵不工作時(shí)關(guān)閉閘門,可降低海浪及涌流對(duì)設(shè)備的影響。貫流泵通道平時(shí)很少啟用,主要是在暴雨天及其他急需快速降低湖區(qū)水位時(shí)啟用。
③排潮通道
泵房南側(cè)建有2 條各6m 寬排潮通道,底板標(biāo)高-2.7m,靠海一側(cè)同樣設(shè)有2 道閘門。當(dāng)海水水位低于湖區(qū)水位時(shí)打開排潮閘引湖水入海。
(3)高位井與出水箱涵
第二泵站建在湖區(qū)入??谔?,因此沒(méi)有排水箱涵,同時(shí)因采用的豎井貫流泵是臥式安裝,集水池水體通過(guò)貫流泵直接排海,因此也沒(méi)有高位井。這樣排水效率更高。
設(shè)備部分
第一與第二泵站設(shè)備部分對(duì)比如下。
第一與第二泵站設(shè)備部分對(duì)比表
通過(guò)以上的比較發(fā)現(xiàn),第二泵站的建筑結(jié)構(gòu)更加合理,設(shè)備技術(shù)更加先進(jìn),功效更高。而且,第二泵站增加排水量約50m3/s,與第一泵站配合調(diào)度,將極大提升應(yīng)對(duì)極端暴雨天氣產(chǎn)生的城市內(nèi)澇災(zāi)害能力。泵站一南一北的布置方式,更加有利于增加湖區(qū)水體流動(dòng)性,進(jìn)一步提升湖區(qū)水質(zhì),使筼筜湖成為真正的城市綠肺。
第二泵站建成后,經(jīng)歷了臺(tái)風(fēng)“杜蘇芮”的檢驗(yàn)。兩站全負(fù)荷運(yùn)行,快速排出入湖水體,使匯水區(qū)減少積水。臺(tái)風(fēng)過(guò)后,通過(guò)泵排與自排結(jié)合,加大了湖區(qū)水體交換量,海水快速補(bǔ)充入湖,縮短了湖區(qū)水體的修復(fù)時(shí)間,及時(shí)改善湖區(qū)水質(zhì)。雙泵站的運(yùn)行方式縮短了應(yīng)對(duì)極端天氣的響應(yīng)時(shí)間。