5. 排涝泵站设计 5.1 泵站场址选择 5.1.1泵站选址原则
根据工程性质拟建排涝泵站选址原则如下： 1、站址选择应符合城市规划的要求；
2、站址应靠近滞洪区，地势低洼，利于排水，减少挖渠土方；
3、站址应靠近承泄区，减少管道投资，减少管路损失，节约能量；出水口应选择在河床稳定的地段；
4、泵站站址应选择在岩土坚实抗渗性能良好的天然地基上，应尽量避免不良地段； 5、尽量减少占地，避免拆迁。 5.1.2拟建场地概述
根据城市防洪排涝工程总体布置，拟在滞洪区边缘建设排涝泵站。规划的滞洪区有两处，较大的一处为乌屿滞洪区，较小的一处为浔美滞洪区。乌屿滞洪区经北渠至城东海堤变建有凤屿拦潮闸（北闸）。浔美滞洪区边已建有浔美渠拦潮闸（南闸）。这两处闸口均紧靠滞洪区、地势低洼且位于海堤上，在此两处附近任意一处建站均能满足排涝泵站的任务要求。
1、北闸现状
根据收集到的资料情况看，北闸建闸的地方地质情况基本为黄粘土地层，含沙量大，地质坚硬。外海有现状水闸排水的水道，利于水顺利排至外海。现状北闸海堤内百米之内范围均有渔民建造的住宅，海堤外在北闸左右也有数栋渔民住宅。
2、南闸现状
南闸位于浔美渠端城东海堤上，在该闸的四周均发现有岩石出露，根据南闸建闸资料，该处岩石高程4—7米，自北向南呈20度角倾斜，伸进海堤一般岩石破碎，嵌入陆地岩石较完整，四面都为分化物覆盖。地质情况较理想。现状南闸外建筑比较少，堤内有几处养殖场，堤外无建筑，地势开阔，有现成南闸排水水道，通向外海。 5.1.3站址综合比选
根据滞洪区位置与南、北两闸的相对关系，对排涝泵站的选址提出三个场址方案进行选择。
场址方案一：排涝泵站位于南闸处，紧靠浔美滞洪区。 场址上游于现状浔美渠道、浦潭河相连，为低洼的鱼塘。 场址方案二：排涝泵站位于北闸处。
场地现状标高在1.09—1.63米之间，海堤内外全为当地居民自建的民房，北闸与上游乌屿低洼地有一条水道相连。
场址方案三：排涝泵站位于乌屿村西南侧的空地处，紧靠乌屿滞洪区，场地标高为0.78—1.38米之间，上游与菜浦河相连。
根据现有掌握的资料对拟建站址的三个方案进行综合比较见表5-1.
拟建排涝泵站站址综合比较表 表5-1
站址 比较项目 是否符合规划要求 地势是否满足要求 是否靠近滞洪区 是否靠近主要来水一侧 是否靠近承泄区 场址一（南闸） 符合 地势低洼利于集水 在滞洪区边缘设置无需设置前池 靠近主要来水渠端部，利于集水 靠近 场址二（北闸） 符合 地势低洼利于集水 距主滞洪区较近，需建设部分渠道 场址三（在南、北闸中间靠近北闸） 符合 地势低洼利于集水 在滞洪区边缘设置无需设置前池 靠近主要滞洪区，远靠近主要滞洪区，远离来水渠道 靠近 出口有房屋建筑，出离来水渠道 靠近 站址离堤坝近，出口出水管路路线 水可能需伸入堤外站址离堤坝近，出口无障碍，出水管路较一定距离；如选址不无障碍，出水管路较短 拆迁则离堤坝距离增加，出水管路增加 短 堤外水道是否畅通 地质情况是否符合 征地情况 堤外水道畅通 资料显示地质情况较好 需征地 现状无建筑，不需拆迁房屋 堤外水道较为畅通 地质情况尚可 需征地 现状建筑较密集，泵站站内及周围一定范围均需拆迁 堤外水道较为畅通 地质情况较差，淤泥层较厚 需征地 现状无建筑，不需拆迁房屋 是否需拆迁房屋 预估投资情况 是否影响远期发展 最低 影响较大 征地拆迁费用高，地地基处理费用高，但基处理费用高 稍有影响 比北闸低，较南闸高 无影响
根据表5-1比较情况看，方案一较好，但该处一个较大的缺点是在城东片区南闸处有一个远期发展规划，将对城东片区滨江滩涂进行围垦，南闸亦在围垦之内，则在此处建排涝泵站对远期规划影响较大，即使实施，出水管路将很长。
而方案二的拆迁量较大，实施困难。
方案三将排涝泵站建于乌屿村西南侧的空地处，紧靠乌屿滞洪区，距北闸约940米，场地无拆迁，并且也不在滨江围垦之内，是个较为理想的场址，该场址的缺点是地质情况较差，地基处理费用高。
综上所述，本次排涝泵站选址为方案三选址，即排涝泵站位于乌屿村西南侧的空地处，紧靠乌屿滞洪区，距北闸940米。 5.2 泵站的工艺设计 5.2.1排涝泵站的任务和规模
排涝泵站的建设目的是为排除设计标准下不能自流排至外江，并不能被滞洪区容纳的来洪水量，因此其规模根据设计标准下最不利情况的调洪分析计算确定，根据前面章节的调洪分析计算，确定泵站的设计规模为38m3/s。 5.2.2工程等别
根据《泵站设计规范》中泵站等级划分的有关规定，本泵站设计规模38m3/s ，泵站等级划分为Ⅲ等（中型）。 5.2.3泵站设防标准
根据《泉州市城市总体规划》和国家有关防洪标准，城东组团采用的防洪标准为：海堤的防潮标准按100年一遇潮水位校核，城东组团内的山洪按20年一遇洪水标准校核，排涝按20年一遇标准校核，24小时内排完。本排涝泵站为堤后泵站，泵站自身的防洪标准等同于堤防的防洪设防标准。 5.2.4泵站特征静扬程的分析
1、进水水位确定
本排涝泵站位于滞洪区边上，泵站进水水位根据滞洪区运行水位推算至渠前确定。滞洪区底标高为0米，最高水位3.00米，最低运行水位0.13米。
设计进水水位：
为了使选择的水泵符合经常运转状态，本工程选用水位的中间值1.5米作为选泵设计进水水位。
最高进水水位：
根据防洪设计中的滞涝标准，滞洪区的设计最高水位为3.0米，因此本站最高进水
水位为3.0米。
最低进水水位：
调蓄计算中滞洪区最不利情况时起调水位0.13米，该水位为泵站最低运行水位。 进水特征水位如表5-2所示：
泵站进水设计特征水位一览表 表5-2
序号 1 2 3 2、出水水位确定
根据收集到的资料，推算洛阳江各个不同重现期的潮水水位见表5-3。
洛阳江不同频率P（%）潮水水位表 表5-3
重现期（年） 100 50 20 10 5 设计出水水位：
《泵站设计规范》规定“泵站排出设计水位，取承泄区重现期5—10年一遇潮水位的3—5日平均潮水位”；因此本设计出水水位采用洛阳江5年一遇潮水位4.11米。
最高出水水位：
《泵站设计规范》规定“泵站排出最高设计水位，当承泄区为感潮河段时取重现期10—20年一遇的3—5日平均潮水位，对特别重要的排水泵站可适当提高排涝标准”；本工程中20年一遇潮水位4.35米，与100年一遇潮水位仅差0.5米。因此确定最高出水水位采用100年一遇潮水位4.85米。
最低出水水位：
最不利情况调蓄计算中，滞洪区水位0.13米起泵时外江水位为0.35米，去该值为泵站最低出水水位。
根据上述分析最终确定的泵站出水特征水位如表5-4所示：
频率P（%） 1 2 5 10 20 穿堤处潮水水位标高（m）（黄海） 4.85 4.65 4.35 4.27 4.11 设计特征水位 最高进水水位 设计进水水位 最低进水水位 标高（m） 3.0 1.5 0.13
泵站出水设计特征水位一览表 表5-4
序号 1 2 3 设计特征水位 最高出水水位 设计出水水位 最低出水水位 标高（m） 4.85 4.11 0.35 3、特征静扬程计算分析
根据上述数据，泵站特征静扬程计算如表5-5：
泵站特征静扬程分析计算表 表5-5
出水水位 进水水位 设计水位 最低水位 最高水位 1.50 0.13 3.00 设计水位（m） 最低水位（m） 最高水位（m） 4.11 2.61 3.96 1.11 0.35 -1.15 0.20 -2.65 4.85 3.35 4.70 1.85 注：此处计算中进水水位尚未考虑进格栅水头损失。 （1）、设计最高静扬程有四种情况：
①、理论最高静扬程为最低进水水位和最高进水水位的差值4.70米。
②、在本工程中由于外江为感潮河段，外江最高潮水位每天出现两次，历史较短，通过调洪计算分析当设计标准洪水到来时，只有滞洪区水位达到1.4米，遭遇外江潮位最高峰4.85米是才必须起泵工作。其余低于此水位时，洪水均可通过滞洪区调节，错峰后自流排泄，因此，这一点是水泵工作扬程的最不利点，此时泵工作静扬程3.45米。
③、在防洪设计最不利情况的调洪计算中，外江潮位4.85米时的最大扬程为2.71米。
④、根据泵出水管的穿堤形式，由出水管的最高点高程决定。本设计考虑不对泵的装机功率产生大的影响，确定穿堤管道顶高程4.45米，高于二十年一遇潮水位0.1米，此时水泵在最低点0.13米起泵时最大静扬程4.32米。
经过分析比较，为考虑泵的装机功率与平时使用功率差值不是太大，符合实际使用情况，设计认为选择4.32米作为设计最高静扬程比较合理。
（2）、设计最低扬程一般为进水最高水位和出水最低水位的差值，但本工程中该值为负，因此最低扬程取进水最低水位和出水最低水位的差值0.2米。
（3）、由于洛阳江海湾每日涨潮两次，最低潮水位-1.82米，地狱滞洪区底标高0.00
