浅谈城区排涝工程优化建设及自动化设备的应用-水利论文发表

浅谈城区排涝工程优化建设及自动化设备的应用
林继朝
【摘要】福清市城区排涝站工程是市区防洪排涝的重要配套设施，工程建成的投入运行，为福清城区汛期防洪排涝发挥了巨大作用。文章从对工程优化建设的探讨，重点论述了先进设备在工程中的应用，以及结合城区景观，优化泵站外观设计等，为今后的城区防洪排涝工程建设提供参考与借鉴。
【关键词】城区排涝；优化建设；自动化设备应用。
一概况
龙江是福清市的最大河流，全长62 km，流域面积538 km2；在福清市境内河道长35.51 km，流域面积474 km2。龙江干流两岸是福清市主城区，北岸是福清市的政治、经济、文化中心。福清市城区排涝站工程的实施建设确保了福清市城区防洪堤总体工程能在汛期全面发挥城区防洪排涝功能。从工程投入运行至今，在汛期季节先后出现多次强降雨过程，由于三座泵站的及时抽排，所以城区内未发现洪涝灾害，取得了良好的社会、经济效益。
工程范围：福清市城区排涝站工程为城区防洪堤排涝工程的一个重要组成部分。园中、东桥排涝站位于清盛大道旁，用以排除融侨技术经济开发区内的涝水，涝区面积分别为15.2 km2和7.0 km2；瑞云排涝站位于老城区瑞云街南侧，用以排除老城区的涝水，涝区面积为3.8 km2。
设计标准：按《福建省城市排水排涝设计暂行规定》中的排涝站工程标准，本排涝站按5年一遇洪水不漫溢，外江遭遇20年一遇洪水进行设计。
工程规模：瑞云排涝站设计抽排流量15m3/s，装机容量1120kw（设4台1200ZDB-125潜水泵），相应最高内水位6.52m，起排水位5.7m；园中排涝站设计抽排流量30m3/s，装机容量1680kw（设6台1200ZDB-125潜水泵），相应最高内水位7.64m，起排水位6.5m；东峤排涝站设计抽排流量15m3/s，装机容量1120kw（设4台1200ZDB-125潜水泵），相应最高内水位8.6m，起排水位6.8m。
二城区防洪排涝现状分析
福清城区位于龙江中下游，临近龙江河道入海口，地面高程较低，且受海水顶托的影响，当台风带来强降雨等恶劣气候产生洪水来袭，与海潮顶托双重危及城市的安全，容易形成严重的洪涝灾害，城区防洪宜采用堤防建设与排涝站建设相结合的办法。因此，福清城区防洪排涝采取分区设防方案，根据城区的地形地势、河道分布和汇流情况，按照“外拦洪内排涝”的原则，合理布置建设防洪工程和排涝设施。
三城区排涝工程建设的优化及自动化设备应用
随着社会和经济的发展，城区防洪排涝工程建设不仅要满足受益区域的防洪排涝要求，也必须根据城市发展和规划建设的需要，合理布局，改变传统建设模式，科学优化建设方案。根据工程运行管理的实际需要，合理应用先进设备，提高工程自动化水平，满足现代社会发展需要。其要点如下：
1 泵站进水口引洪河道及蓄洪区的优化利用
为了保证排涝站在抽排运行时能将涝水及时汇入泵站集水池，以满足保持相对稳定的水泵淹没水深，提高排涝效率。除了对其集水体积和引洪过水渠断面进行合理设计外，还应利用附近的低洼地等设置一定规模的蓄洪区汇集和调节涝水。在小河流和人工湖畔配建小桥、亭阁等建筑物，平时作为公园内的水景观，供当地群众休闲游玩；洪涝时可供排涝站滞洪调节。通过综合利用，既满足了排涝站抽排时的涝水调控要求，又为城区增添美景，取得相当好的社会效益。
2 排涝泵站外观设计优化
历来水工建筑物笨重粗大的单调外形，往往不能与周边环境相协调。如瑞云站处在教堂与民宅楼房之间，把它设计成洋楼式，园中、东峤二站处在江滨的园内，所以将其外形设计成园林式和概念式建筑物，使它们真正的融入周边环景，为城市的美化、绿化加分，这三座泵站的外形建成后也受到市各级的好评，也为今后各种水工建筑物的外形设计具有借鉴的范例。
3 泵站集水池拦污栅自动清污机的应用
福清城区排涝泵站的集水池，受城市生活垃圾随涝水汇入，并在拦污栅前形成堆集堵塞，产生了水头差，直接影响了水泵的抽排效果，甚至影响泵站设备的正常运行。该设备工作原理是：由锐三角形耙齿焊接在无缝管上组成耙管，根据过水流量，装配成不同的栅隙，安装在泵站集水池的入口处，当传动系统带动耙管自下向上运动时，耙管耙齿同时携带悬浮物质等杂物从液体中分离出来，液体则在固定栅条中流过，设备转动到上部顶点后，耙管改变运行方向，自上向下运行，由于物料的自重从耙管的耙齿上自行脱落卸除，当耙管从反面转到设备底部时，又开始由下向上运行，这样循环往复连续运行，不断的从水中清理杂质，达到固液分离目的。污物由固转式清污机从水面上捞起，回转至顶部落到皮带输送机上，再由皮带输送机将污物送至自卸车内外运。其优点为自动化程度高、分离效果好、能耗小、无噪音、耐腐蚀性好，在无人看管的情况下可以连续稳定工作。
4 自动化测报系统的应用
福清城区排涝系统由园中、瑞云、东峤三座泵站组成共设置14台潜水电泵，三座泵站各自设置了自动化测报系统，其中心管理站设在园中站。
为加强汛期排涝系统的管理自动化水平，在每座泵站各设一套程序控制器（PLC）和计算机一台，对站内的水泵运行情况和运行参数进行收集，结合内港及外江水位的监测数据并根据集水池水位和泵机的启动运转，通过计算机将采集的数据经ADSL宽带网把这些数据送至中心站主机，将三座站的数据处理后再经ADSL宽带网直接反馈市防汛指挥中心，让上级领导及时了解各站的运行工况并下达各种指令进行调度，改变了过去预警指挥管理不及时，信息不全面等问题，这套自动测报系统在我市应用尚属首次。几年的运行已取得可喜的成效，也为今后我市水工建筑物的自动化测报工作打下坚实的基础。
四、结语
在福清市城区排涝泵站整个工程建设中，主要抓住三大技术核心内容，即很好的引进自动化测报系统，又在泵站集水池拦污栅安置自动清污机收到了良好的效果，并注意水泵站建筑物的外观优化设计，使水工建筑物融入周边环境，与城市的美化建设相协调。这些成果都为今后进一步提升中小型水利工程建设水平，促进工程自动化运行管理等树立了典范，可供借鉴与探讨。