導讀：按照規(guī)范要求及結合實際設計經驗，對不同類型的排水泵站集水池設計水位總結出一套簡單易行的計算方法，可供同行借鑒。

關鍵詞：污水泵站，雨水泵站，合流污水泵站，最高設計水位，最低設計水位，啟泵水位，警戒水位，管頂標高，池底設計標高

　　1前言根據排水性質的不同，排水泵站可分為污水泵站、雨水泵站和合流污水泵站。在排水泵站的設計過程中，集水池相關設計水位的確定十分重要，它關系到泵的選型和整個構筑物尺寸的計算，進而影響到工程造價和建成后泵站的運行管理。2最高設計水位最高水位，一般指泵站在正常運行情況下，進水達到設計流量時的集水池水位。對于雨水泵站和合流污水泵站，進水管按滿流[1]設計污水泵站，因而最高設計水位應與進水管管頂相平，室外排水設計規(guī)范[1]指出，我國的雨水泵站運行時，部分受壓情況較多，因此最高設計水位也可選擇高于進水管管頂，但不得使管道上游地面冒水。污水泵站進水干管按非滿流設計，因而集水池最高設計水位應按進水干管設計充滿度計算。實際設計中，對于小型污水泵站（最高日污水量小于5000 m3）一般取進水干管管底標高，對于大中型污水泵站（最高日污水量小于15000 m3）可取進水干管設計水面標高。但近年來，隨著城鎮(zhèn)規(guī)模的擴張及施工技術的進步，污水干管埋深越來越大，如取進水干管設計標高作為集水池最高設計水位，勢必造成泵房埋深加大，工程費用及施工難度成倍增加，考慮到在污水泵站實際運行過程中，污水干管存在部分受壓情況，在條件允許時選擇高于進水管管頂污水泵站，但須低于上游干管起始管底標高，避免管道上游地面冒水論文。3集水池有效容積、最低設計（停泵）水位、池底設計標高為了泵站正常運行，集水池的貯水部分必須有適當的有效容積，集水池設計最高水位與設計最低水位之間的容積稱為有效容積。不同類型的泵站，有效容積具有不同的確定方式。對于全晝夜運行的大中型污水泵站，集水池容積一般根據工作水泵機組停車時啟動備用機組所需要的時間來計算，如不應小于最大一臺水泵5min的出水量。如水泵機組為自動控制，根據規(guī)范要求，對污水泵站應控制單臺泵開停次數不大于6次/h，由此推算最小有效容積不應低于水泵機組10min出水量[1]。對于雨水泵站和合流污水泵站，由于雨水進水管部分可作為貯水容積考慮，根據規(guī)范[1]，有效容積不應小于最大一臺水泵30s的出水量。間歇使用的排水泵站，應按一次排入的水、泥量和水泵輸送能力計算，如對于小型污水泵站，由于夜間的流入量不大，通常在夜間停止運行污水泵站，此時集水池有效容積應能夠滿足貯存夜間流入量的要求。水泵機組不同，停泵水位也不同，最低設計水位一般取決于水泵吸水喇叭口的安裝條件及葉輪的淹沒深度。臥式離心泵及立式軸流泵的最低水位的確定方法可以參照手冊[2]。潛水泵的最低設計水位則在保證淹沒泵蝸殼頂部的同時，還應考慮抽水過程形成漩渦使水位降低對水泵運行造成的影響，如可能導致水泵抽氣不抽水，使水泵空載運行，因此最低設計水位應該淹沒葉輪0.1~0.2m。對于小功率潛水泵，其最低設計水位可以考慮淹沒泵體，這樣可以省去冷卻裝置。集水池有效容積、最低設計水位及池底設計標高三個參數相互制約，他們之間的關系如下：Hmin=Hmax-V/A 式1H0= Hmin -△h 式2式中，Hmin表示集水池最低設計水位，Hmax表示集水池最高設計水位，V表示集水池設計有效容積，A表示集水池平面面積，H0表示池底設計標高，△h表示水泵吸水口安裝要求水深。在實際設計過程中，需對這三個參數相互校核污水泵站，如確定了池底設計標高，計算最低水位時，需校核集水池有效容積能否滿足規(guī)范要求，即不低于水泵機組10min出水量，如確定了有效容積，需校核池底設計標高能否滿足構筑物構造及設備安裝、運行管理要求。4正常工作水位正常工作水位指水泵運行時經常保持的水位，在最高與最低水位之間，由泵站管理單位根據具體情況決定，一般根據集水池有效水深的平均值確定。如集水池有效水深為2m，則正常水位可取1m論文怎么寫。由于泵站經常運行在最高水位與最低水位之間，因此需校核水泵運行工況在此范圍內是否均處在高效段。5啟泵水位5.1啟泵水位1啟動水位1的確定不僅要結合集水池的構造特點，而且要滿足當水泵機組為自動控制時每小時開泵次數不得超過6次的規(guī)范要求，因此，啟動水位1到最低水位之間水體的體積至少要滿足最大一臺水泵最短工作周期(10min)出水量的要求。由于污水泵站的設計規(guī)模是按最高日最高時流量確定的。而實際上，平日泵站污水量基本上是處于小流量狀況下。所以對于一個常年運行的泵站，更多的是在單泵情況下運行。因此確定啟動水位1對于污水泵站具有重要意義，水位確定不合理易導致機組啟閉頻繁污水泵站，對運行控制不利。5.2啟泵水位2、啟泵水位3啟動水位2、3指水泵運行時由于水位上升需要再投入一臺水泵運行需要的水位。為滿足當水泵機組為自動控制時每小時開泵次數不得超過6次的規(guī)范要求，從最低設計水位到啟動水位2、3之間水體的體積至少要滿足投入運行的水泵并聯(lián)運行10min的出水量要求。需要注意的是，從圖1多臺水泵并聯(lián)運行特性曲線可知，水泵并聯(lián)的總出水量并非是單臺水泵單獨工作時出水量的簡單疊加，而是前者小于后者。因此，確定并聯(lián)運行的多臺水泵啟動水位時應考慮該特性，同時也應該考慮由于水位上升造成的靜揚程減小、工況點偏移等問題。

　　圖1 水泵并聯(lián)運行特性曲線5.3討論水泵啟動水位若僅按水泵機組最短運行周期l0min的流量確定，可能會導致水泵兩個啟動水位太低，水位傳感器反應不夠靈敏，影響到水泵機組的卻換運行。因此，在實際設計中應盡量考慮兩個水位之間水體體積大于水泵并聯(lián)運行最短工作周期的要求。通過設置啟動水位2、3，階梯式開啟水泵，可以降低集水池正常工作水位，為上游污水干管創(chuàng)造良好的水力條件。6警戒水位考慮最不利情況，即集水池的進水量連續(xù)數小時大于最高日最高時設計流量，或是水泵出現故障而關閉進水閘門需要一段時間，使得集水池水位不斷上升危及機器間污水泵站，因此有必要設定一個警戒水位論文怎么寫。當集水池水位上升到警戒水位時，打開事故閥門，關閉進水閘門。由于機器間格柵的人工操作平臺高程至少應該高出最高設計水位或可能出現的最高水位以上0.5~1.0m[3]，且不低于溢流管水位，因此可以確定將警戒水位的上限定在格柵的人工操作平臺以下0.5~1.0m；警戒水位下限的確定與關閉閘門需要的時間有關，即水泵出現故障時關閉進水閘門期間的進水水位。但是，目前很多全地下式小型污水泵站，由于采用粉碎格柵機替代機械格柵，不存在機器間被淹的問題，因此，在無法設置事故排放口的情況下，也可不設置警戒水位。7工程實例南方某地區(qū)污水提升泵站，泵站遠期設計規(guī)模15000 m3/d，污水最大提升高度15m，最大設計流量945m3/h，進水干管管徑d800，管內底標高-3.900m污水泵站，設計地面標高3.8m。主體構筑物為矩形沉井結構，長18.4m，寬7.8m，集

三維復合土工排水網鋪設在地基和底基之間，用于排出地基與底基之間積水，阻斷毛細水并有效地結合到邊緣排水系統(tǒng)中。這種結構自動縮短了地基的排水途徑，排水時間大大減短，而且可以使精選地基材料的使用數量減少（即可使用帶有更多細料，滲透率較低的材料）?？梢匝娱L道路的使用壽命。

水池底面面積64.13m2。選用WQ315-15-22型潛污泵4臺，3用1備，近期安裝2臺，見圖2。

南方某地區(qū)污水提升泵站示意圖相關設計水位的確定：(1)最高水位。泵站進水干管管內底標高為-3.9m，設計充滿度0.7，取進水干管設計水面標高-3.34m為集水池最高水位。(2)最低水位、池底設計標高。取有效水深2.5m，最低設計水位-5.84m，有效容積160.3m3，滿足3臺水泵機組10min最短工作周期(10min)出水量157.5m 3的要求。本工程采用WQ315-15-22型潛水泵，不帶冷卻裝置，根據手冊提供的安裝大樣圖，水泵最小淹沒水深取0.9m，為滿足水泵冷卻以及安裝、運行管理的要求，本工程確定池底設計標高為-4.940m。(3)啟泵水位1。取最短運行周期10min污水泵站，初步計算啟動水位1應大于315×10／60／A=0.819m?？紤]到集水池水位上升，水泵工況點右移，泵流量增加，經過核算啟泵水位1≥0.84m論文怎么寫。故本工程確定啟泵水位1為-5.84＋0.84＝-5.00m，取-5.00m。(4)啟泵水位2。取最短運行周期10min，初步計算啟動水位2應大于315×2×10／60／A=1.638m?？紤]到集水池水位上升，水泵工況點右移，泵流量增加，而單泵流量減少，經過核算啟泵水位2≥1.642m。故本工程確定啟泵水位1為-5.84＋1.642＝-4.20m，取-4.20m。同理啟泵水位3取-3.80m。(5)警戒水位。由于本工程不存在機器間，也不允許設置事故排放口，故可以不設置警戒水位。