城镇排水泵站计算与设计

摘要：本文结合作者多年的设计经验，通过理论研究及实践分析，对城镇排水泵站流量计算、扬程计算、水泵和泵房设计及泵站选址的相关内容进行了详细介绍，为市政排水设计工作者提供参考与借鉴。

Abstract: in this paper, the author many years of design experience, through theoretical study and practice analysis, to urban drainage pumping station flow calculation, calculate the head, pump and pumping station and pumping station design selection related content carries on the detailed introduction, as the municipal drainage design of workers to provide reference and draw lessons from.

关键词：排水泵站流量 扬程 水泵设计

Key words: drainage pumping station, flow rate, head, pump design

中图分类号：TU992.25文献标识码：A文章编号：

城镇排水规划设计中，为了控制管道埋深、满足污水厂进水或满足受纳水体水位标高要求，均需要设置不同形式的排水泵站。排水泵站根据排水性质的不同分为三类：污水泵站、雨水泵站及合流泵站。其中污水泵站、雨水泵站应用于分流制排水系统，分别用以提升排放污水、雨水；合流泵站应用于合流制或截流式合流制排水系统中，兼具有污水泵站和雨水泵站两者的特点，当无雨时，泵站提升污水，性质同污水泵站，当下雨时，泵站提升雨污混合水，性质同雨水泵站。

1泵站设计流量的确定

1.1污水泵站设计流量

污水泵站设计流量为最高日最高时污水流量，设计流量可以采用人口综合用水量指标和用地用水量指标为依据进行计算。

1）采用人口综合用水量指标按下式计算：

Qdr＝Qd+Qm

式中：Qdr－污水设计流量(L/s)

Qd －设计综合生活污水量(L/s)

Qm －设计工业废水量(L/s)

设计综合生活污水可按综合生活用水定额确定，折污系数取0.8~0.9；工业废水按生产工艺特点确定。

2）当设计区域内人口数据无法估算时，可采用用地用水量指标按下式计算：

Qdr＝ΣQf F

式中：Qdr－污水设计流量(L/s)

Qf －单位面积某类污水量[ (L/(km2•s) ]

F－某类服务面积（km2）

单位面积污水量可按各类性质用地的用水量定额确定，综合生活污水折污系数取0.8~0.9，工业废水折污系数取0.7~0.9。该用水量定额为规划指标，因其数值较大，设计采用时应酌情减小。

1.2雨水泵站设计流量

雨水设计流量计算有传统的推理公式法和新兴的数学模型法两种。推理公式计算简单，但精确度低与实际吻合度差；数学模型法计算精度高，能模拟降水过程，但计算较为复杂。目前雨水流量计算仍以推理公式为主，但数学模型法是雨水设计流量计算的发展趋势，以下为推理公式法为例推求雨水泵站设计流量。

1）雨水泵站设计流量按下式计算：

Qs=qΨF

式中：Qs－雨水设计流量（L/s）

q－设计暴雨强度[L/(s•hm2)]

Ψ－径流系数

F－汇水面积（hm2）

2）设计暴雨强度按下式计算：

式中：q－设计暴雨强度[L/(s•hm2)]

t－降雨历时（min）

T－设计重现期（a）

A1、C、n、b－参数，各地均有成熟的数据可使用，不必计算

3）计算过程中的注意问题：

设计重现期：一般地区采用1-3年，重要地区3~5年，特别重要地区10年或以上。设计重现期取大值，设计流量大，可以降低城镇积水频率，但会增加泵站及上游管道投资及运行费用，根据实际设计经验，除有特殊要求外，一般地区取值可按1年考虑。

径流系数：当服务范围较小时，可按地面种类取分类径流系数；当服务范围较大时，可按区域情况取综合径流系数。随着城市绿化率加大以及低影响开发理念贯彻，取值有逐年减小趋势。

1.3合流泵站设计流量

合流泵站流量计算分为两种情况：一种为设在合流管道（截流井前）上的泵站，提升全部污水及雨水；一种为设在截流管道（截流井后）上的泵站，提升全部污水及截流雨水，或者提升溢流雨水。

1）合流管道上的泵站设计流量按下式计算：

Q= Qdr+ Qs

式中：Q－合流设计流量(L/s)

Qs－雨水设计流量（L/s）

Qdr－截流井以前的旱流污水量（L/s）

2）截流管道上的泵站设计流量按下式计算：

溢流雨水：Q1= Qs -noQdr

截流污水：Q2=(no+1) Qdr

式中：Q1 —溢流雨水设计流量（m3/s）

Q2 —截流污水设计流量（m3/s）

Qs —雨水设计流量（m3/s）

Qdr —旱流污水设计流量（m3/s）

no —截流倍数，取值1~5

1.4设计流量校核

1）泵站设计流量应分别计算远期流量和近期流量，设计流量应按远期取值，近期校核设计水位及流速。泵站土建规模按远期流量设计，水泵等设备按近期流量安装。

2）根据1.1~1.3计算的泵站设计流量需用泵站进水管道的设计流量进行校核，泵站设计流量应与进水管道设计流量相符。对于已建成的进水管道，当计算泵站流量大于管道流量时，应考虑管道改造的可能性，如果管道有改造计划，则设计流量取计算数值，如果管道不存在改造条件，应采用管道流量作为泵站设计流量。

3）泵站设计流量的确定应充分调查分析区域内现有排水泵站的实际运行情况及流量数据，以此为参考依据，对计算流量进行适当调整，使泵站建成后运行更加符合实际情况。

4）泵站设计流量应与下游管渠的排水能力相适应，设计时需对下游管渠排水情况进行调查分析，必要时进行改造，使之满足泵站设计流量要求。

2泵站设计扬程的确定

2.1集水池及出水设计水位

集水池水位及污水出水管道、雨水受纳水体水位直接影响泵站设计扬程，扬程计算前应准确合理确定以上两个水位。

1）集水池设计水位

集水池设计最低水位可以按进水管道的管底高程确定，也可低于该水位，最低水位应能满足水泵正常运行要求。污水泵站集水池设计最高水位按充满度计算，与设计充满度下管内水位相平；雨水及合流泵站集水池设计最高水位与进水管管顶相平，由于雨水管道多为压力状态下下运行，雨水最高水位可高于进水管管顶，但不得使管道上游地面冒水。

最高水位与最低水位之差应能满足集水池最小有效容积要求：污水泵站集水池有效容积≥最大一台泵5min出水量，雨水及合流泵站集水池有效容积≥最大一台泵30s出水量，污水泵站还应满足单台泵开启次数不大于6次/h。

2）出水设计水位

污水泵站及合流泵站出水水位即下游管道的设计水位，包括最小流量水位，平均流量水位、最大流量水位。

雨水泵站出水水位即受纳水体的水位，包括低水位、常水位、高水位。