1号泵站可研解析.docx

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1号泵站可研解析

第一章综述

1.1项目背景

近年来，宝安区城市建设发展迅速，造成基础设施严重滞后。

2005年、2006年、2007年的暴雨曾导致宝安区出现了大面积内涝，造成巨大的经济损失。

2008年进入汛期以来，“6.13”、“6.25”、“6.28”出现了三次连续的强降雨，造成多条主要市政道路积水严重、车辆阻滞路面交通瘫痪、房屋被浸市民出入困难。

新安、西乡、福永、松岗等街道因为地势低洼且临海，内涝现象犹为明显。

其中“6.13”超百年一遇特大暴雨造成宝安区66.3万人受灾，直接经济损失约3.5亿元。

据调查显示，整个宝安区共有59处低洼易涝区域，受涝总面积约35平方公里，影响人口约40万人。

大面积的内涝不仅给群众财产造成损失，给群众生命安全带来威胁，引起交通阻塞甚至中断，而且严重影响了当地居民的生活和经济的发展。

深圳市委、市政府十分重视宝安区的内涝问题，专门召集各有关部门召开了调研会，针对宝安区存在的受淹问题共商解决对策。

会议从分析原因入手，提出了“防止内涝，生态建设是根本，工程设施是基础，管理措施是重点，应急措施是关键”的要求，并且从体制上、工程上、方法上提出了彻底解决宝安区内涝问题的思路。

会议要求有关部门要安排出计划和方案，尽早列出治涝工程项目，争取明年上半年完成流域的治理规划，逐步安排治涝工程项目立项，到2010年彻底解决宝安区的内涝问题。

2007年，宝安在主汛期来临前，投资1.42亿元，完成了92项防洪排涝应急工程，不少地方“小雨小涝、大雨大涝”的问题得到了初步缓解。

为了尽早实现市委、市政府提出的治涝目标，宝安区水务局于今年5月一次招标了12座雨水泵站，我院承担位于西乡河西岸的1#、2#雨水泵站的设计任务。

我院在接受这一任务后，立即抽调工程技术人员组成项目组，深入到受淹区域调查了解受淹情况，将收集来的资料进行仔细的分析研究，听取当地村委、村民以及西乡街道办的意见，并交换了对淹水问题对策的看法。

经过两个多月的努力，最终完成了本项目的可行性研究报告。

1.2编制范围及内容

本项目为深圳市宝安区西乡河1#雨水泵站工程。

工程设计的具体内容是论证工程建设的必要性，选定工程规模，初选工程方案，初步选定主要建筑物形式，提出主要工程量、建材需要量，进行投资估算，并进行工程技术经济可行性合理性分析评价。

1.3编制依据

1.3.1主要基础资料

1.深圳市宝安区西乡河1＃雨水泵站工程设计中标通知书

2.《深圳市宝安区雨水、防洪工程专项规划》

深圳市规划局宝安分局、深圳市市政设计研究院有限公司，2007.12

3.西乡街道西乡河片区1：

1000地形图

4.《深圳市暴雨公式及计算图表》深圳市规划国土局，2007.08

5.《广东省暴雨径流查算图表使用手册》广东省水文总站

6.《深圳市宝安区西乡镇西乡河综合整治工程施工图》

深圳市广汇源水利勘测设计有限公司

其它有关的现状调查资料

1.3.2主要规范与标准

1.《中华人民共和国环境保护法》1989.12

2.《防洪标准》GB50201-94

3.《城市防洪工程设计规范》CJJ50-92

4.《室外排水设计规范》GB50014-2006

5.《泵站设计规范》GB/T50265-97

6.《雨水泵站设计规程》DBJ08-22-91

7.《中华人民共和国消防条例》（1984年5月13日）

8.《中华人民共和国消防条例实施细则》

9.《建筑设计防火规范》GB50016－2006

10.《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058－92

11.《建筑物防雷设计规范》GB50057－94

12.《水利水电工程设计防火规范》SDJ278－90

13.《火灾自动报警系统设计规范》GB50116－98

14.《建筑灭火器配置设计规范》GB50140－2005

15.《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50151－92

16.《水利工程维修养护定额标准》（2004）

17.《水利工程管理定员标准》（2004）

18.《工程建设标准强制性条文》

1.4项目建设的必要性

西乡河1#雨水泵站的服务范围位于西乡河西岸、宝安大道两侧，标高在2.00～3.00米。

近年新建的宝安大道、西乡大道、新湖路的道路标高均高出周边地面，阻断了雨水排放的通道，造成了内涝。

解决排涝问题是该地区的当务之急。

由于此片属于老城区，大部分为城中村，是人口、工业的聚集地，设置调蓄池或进行填方都不太现实，因此采用泵站抽排的措施。

为了保证排涝泵站在有效的工程范围发挥作用，工程设计还需对泵站范围内的配套雨水管网进行改造。

除了新建部分雨水管道外，对现状雨水管与污水管混接的情况必须逐一断开、改接，否则排涝泵站不能经济的运行，严重的情况下，低洼地区还会继续受淹。

第二章工程范围概况

2.1自然环境概况

2.1.1气象

工程范围处于亚热带海洋性季风气候区，气象特征是高温、多雨、日照长、无霜期长。

年降雨量分配极不平衡，往往酿成旱、洪（涝）灾害，加上常受台风侵袭，给经济发展和居民生活带来一定影响。

1.降雨

表2.1石岩、铁岗雨站雨量表

年份

降雨量

年份

降雨量

石岩雨站

铁岗雨站

石岩雨站

铁岗雨站

1960

1672.0

1846.0

1982

1376.8

1548.8

1961

1861.0

1843.0

1983

1810.9

1841.9

1962

1018.0

1262.4

1984

1060.7

1076.0

1963

777.0

721.3

1985

1608.5

1717.2

1964

1472.8

1648.9

1986

1563.2

1437.0

1965

1955.6

1928.3

1987

1828.4

1735.1

1966

2153.2

1760.0

1988

1272.3

1177.8

1967

1301.3

1327.6

1989

1250.4

1426.7

1968

1525.3

1585.0

1990

1021.0

990.6

1969

1640.0

1470.0

1991

1021.4

1068.3

1970

1666.5

1653.6

1992

1643.1

2099.5

1971

1810.1

1304.1

1993

1930.7

2096.0

1972

1836.0

1810.1

1994

1903.0

2241.4

1973

2000.6

1839.8

1995

1463.3

1913.4

1974

1576.8

1515.1

1996

1662.0

1663.4

1975

2382.4

2397.3

1997

1739.1

1931.5

1976

1872.1

1789.8

1998

1548.9

1558.4

1977

1151.9

1136.3

1999

1548.9

1268.8

1978

1575.8

1615.3

2000

2160.2

2116.0

1979

1518.1

1671.5

2001

2371.3

2355.0

1980

1488.9

1727.7

2002

1417.5

1320.3

1981

1520.7

1478.5

多年平均

1602.9

1625.2

根据深圳气象站的观测资料，多年平均降雨量1625.2mm，最大2397.3mm，最小721.3mm，雨量在年内分配极不平衡，汛期4～9月降雨约占全年降雨量的85％，24小时最大降雨量354.6mm。

2.气温

多年平均气温22.4℃

最高日平均气温32℃

最低日平均气温10.54℃

极端最高气温38.7℃

极端最低气温0.2℃

日最高气温大于30℃的天数多年平均为132天。

3.湿度

多年平均相对湿度79％。

4.蒸发量

根据深圳气象台资料，多年平均蒸发量1322mm，最小1107mm。

5.台风

台风是影响本工程的主要灾害天气。

台风袭击常带来暴雨和风暴潮，造成山洪爆发、潮水倒灌。

根据深圳气象台资料，影响深圳的台风平均每年4.8次，其中影响严重的台风平均每年1.6次。

台风最大风力达12级以上，最大风速达34m/s。

常年主导风向为东南风，多年平均风速为3.2m/s；冬季多东北风，其多年平均风速为3.4m/s。

2.1.2水文

西乡河属珠江口水系，流域面积80km2，河长16.40km，平均坡度2.34%。

在中游修建铁岗水库后，西乡河已成为铁岗水库的排洪渠之一。

河道自铁岗水库坝下起，自北向南转向西南，穿越广深高速公路、前进路、广深公路、宝安大道后，经西乡码头入海，全长约8.4km控制集雨面积17.78km2。

由于西乡河污染严重，下游感潮河段泥沙大量淤积，目前政府正在对西乡河进行河道综合整治，目标是要把西乡河治理成一个碧水长流，能发挥综合效益的生态河流，成为宝城一条亮丽的风景线。

目前，西乡河综合整治工程正在进行中，一期工程（宝安大道——西乡水闸）已基本完工。

西乡河出海口属弱潮型河口，潮差不大，平均为1～2m，最大潮差约为3m。

潮汐在一个太阳日（24小时50分）内有2次高潮和低潮；月内有朔、望大潮和上、下弦小潮，15天为一周期；年内一般是夏潮高于冬潮，最高、最低潮位一般出现在秋分和春分，且潮差最大，夏至、冬至潮差最小。

台风对本地区滨海沿岸的潮位有较大的影响，年最高潮位一般出现在汛期。

潮位过程为对称型，即涨潮历时大致与落潮历时相等。

表2.2舢舨洲、赤湾站潮汐要素特征值表

站名

项目

舢舨洲

赤湾站

平均潮位

0.41

0.35

平均高潮位

1.21

1.00

平均低潮位

-0.39

-0.37

实测最高潮位

3.30（1993年9月17日）

2.82（1993年9月17日）

实测最低潮位

-1.40（1966年1月7日）

-1.54（1968年12月22日）

2.1.3地质

拟建场地原始地貌单元为滨海滩涂，地下水分为第四系孔隙水及基岩裂隙水孔隙地下水。

地下水补给源为海水侧向补给及大气降水，地下水埋藏较浅，测得稳定水位埋深为1.00～3.80米。

地下水对混凝土具有弱～中等腐蚀性。

场地抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10g，场地土类型为中软土～岩石，场地类别为Ⅱ类，场地内有呈流～软塑状的淤泥。

2.2工程范围排水工程现状及规划

2.2.1排水工程现状

西乡河西岸广深公路下游片区的排水问题比较突出，主要就是雨季地势低洼地带易涝。

早期形成的道路、房屋地势高程较低，每到暴雨来临或是海水涨潮时，西乡河水位高涨，片区内地势低洼的区域就会积水，严重时还会发生河水倒灌。

地下排水管道是随着社区的建设而逐步建成的，而早期建设时没有规划，建设时间也有不同，因此地下排水管线比较乱，存在的问题也很多。

总体来看，工程范围内既存在合流制的排水系统，也存在分流制的排水系统。

合流制排水管道主要分布在建设较早的老城区，其它沿海新建区域基本为雨污分流制。

雨污合流制排水体系导致大量污水直接排入西乡河，对水体造成严重污染。

新建区域虽然按雨污分流制设计，由于固戍污水处理厂建成较晚，许多污水管网仍然直接排入西乡河。

广深公路下游西乡河西岸现状市政道路下都有雨水干管（渠），主要分布在西乡大道、宝安大道、新湖路、宝源路、兴业路、海城路等几条道路上。

整个片区的雨水大部分排入西乡河，少部分排入西乡大道的分流渠。

2.2.2排水工程规划概况

根据专项规划对广深公路下游西乡河西岸片区的排水按雨、污水分流考虑，西乡河西岸地面竖向标高不满足重力流排放的区域，增设两座雨水泵站。

广深公路下游、宝安大道上游区域雨水收集后由西向东通过宝安大道一根DN400～DN1600雨水管、一根DN400～DN1000雨水管接3.25×1.5雨水箱涵，再由西乡河1＃雨水泵站排入西乡河。

宝安大道下游区域雨水收集后由北向南通过海城路规划的一条3.5×1.5m～4.5×1.8m雨水箱涵，接入兴业路规划的一条4.8×1.8m雨水箱涵，最后由西乡河2＃雨水泵站排入西乡河。

西乡河1#雨水泵站规划规模13.0m3/s，拟建位置位于宝安大道南西乡河西岸，服务范围66.8ha。

西乡河2#雨水泵站规划规模23.0m3/s，拟建位置位于兴业路南西乡河西岸，服务范围138.5ha。

2.2.3泵站用地现状

依据《深圳市城市规划标准与准则》（97版）2002年修编成果中的雨水泵站规划用地指标，流量10～20m3/s的雨水泵站，用地指标为3500～5600m2。

根据《深圳市宝安区雨水、防洪工程专项规划》，西乡河1#雨水泵站规划拟建位置位于宝安大道南西乡河西岸，整个红线位于西乡河河道中，规划红线面积为552m2。

图2.1为1＃雨水泵站规划用地示意图。

图2.1泵站规划用地示意图

图2.2泵站规划红线位置现状

（一）

图2.3泵站规划红线位置现状

（二）

图2.2和图2.3为1＃雨水泵站规划红线位置的现状。

从图中可以看到，规划的红线位置大部分已被占用。

目前，西乡河河道整治一期工程（宝安大道～西乡水闸）已完成施工。

图2.4泵站规划用地范围现状管线及附属构筑物示意图

据调查了解，新近建好的河堤为钢筋混凝土结构，距河堤3m左右有一条DN1500的截污干管（宝安大道至宝源路），附近还有DN600的雨水管一条，排水管道的管材为HDPE双壁波纹管，见图2.4。

DN1500截污干管在宝安大道桥边为西乡河河道整治二期工程上游污水接入预留顶管接收井一座。

规划红线范围有DN500的高压燃气管一条及其穿越西乡河的桁架一座，大小截流井、检查井、顶管接收井数座，雨污水管道百米左右，新近修建的河堤30m。

泵站规划用地西北方是华侨新村与宝安大道的连接要道，东南方为西乡河，现状地段狭窄，面积小，附近是海皇宫大酒店（现为米萝咖啡厅）及居住区。

现场用地为不规则形状，宽度最窄的地方在宝安大道桥边只有5m多，较宽的位置在华侨新村入口处也仅有13m左右。

第三章总体设计

3.1泵站服务范围

3.1.1规划服务范围

图3.1西乡河1#、2#雨水泵站规划服务范围图

依据《深圳市宝安区雨水、防洪工程专项规划》西乡河1#和2#雨水泵站的服务范围以宝安大道为界。

1#雨水泵站收集范围包括：

宝乐新村、共乐村、上塘村、南沙新村、鸣乐新村、蚝业村、河西村、西乡中学、黄屋村和龙珠花园，面积共计66.8ha。

2#雨水泵站收集排出西乡大道、宝安大道、西乡河及兴业路所围的共计九个地块的雨水。

如图3.1所示。

3.1.2排涝范围

本次设计西乡河1#和2#雨水泵站总的服务范围与规划基本一致。

目前，新湖路正在修建地铁，考虑到地铁建成后新湖路将两侧的雨水自然隔断，本次设计将新湖路作为西乡河1#和2#雨水泵站服务范围的分界线。

排涝范围根据地形高程与西乡河设计洪水位的关系，并结合现场了解的受淹范围来划分。

通过走访调查了解到，劳动村一队、麻布新村、华侨新村、半岛明苑、鸣乐新村、共乐村都受到过不同程度的水淹，受淹最严重的是共乐路，水深最深处达0.5米。

按照《深圳市宝安区雨水、防洪工程专项规划》，这一片区的受纳水体西乡河按100年一遇的标准设计，广深公路至新湖路段设计水面线高程为3.67～3.08米，河堤顶高程4.90～3.80米；宝安大道处水面线高程为3.09米，河堤顶高程为3.80米。

从地形图上显示的高程分析，位于宝安大道和新湖路之间的劳动村一队地面高程2.10～3.10米，麻布新村的地面高程2.70～3.20米，半岛明苑的地面高程2.20~3.00m，华侨新村的地面高程2.10~2.90m，鸣乐新村的地面高程2.20～3.20米，共乐村地面标高2.8～4.5米。

实际受淹的地区地面标高均低于西乡河水面线高程。

本设计取西乡河水面线高程3.09m作为控制标高，凡地面标高低于此标高的区域就视为涝区。

据此西乡河1#雨水泵站服务范围内涝区范围73.6公顷，其中宝安大道北侧有25.6公顷，宝安大道南侧有48公顷。

依据《深圳市宝安区雨水、防洪工程专项规划》，黄屋村、西乡中学、龙珠花园属于西乡河1#雨水泵站的抽排范围。

根据实地考察，这一片区的地面高程较高，均高于西乡河水面线高程3.09m，且雨水实际上可自流排入西乡河，不进入1#雨水泵站的抽排范围。

图3.2西乡河1#雨水泵站设计服务范围图

本次设计对规划的西乡河1＃泵站服务范围做了部分调整，调整后的西乡河1＃雨水泵站服务范围为100公顷，详见图3.2，将承接新湖路上游西乡河西岸部分地区的雨水以及宝安大道（西乡大道至西乡河段）的路面雨水。

3.2排涝标准

《深圳市宝安区雨水、防洪工程专项规划》关于排涝标准的叙述：

排涝泵站按市政短历时3年一遇的标准设计，不考虑涝期水库泄洪量。

汇水区域内无河网或调蓄池的，采用《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中的雨水设计流量计算公式。

汇水区内有河网或调蓄池调蓄的，采用2年一遇雨水流量过程线，经过调蓄池调节计算确定设计流量。

本工程排涝范围内的雨水基本由管道和暗渠收集，原有的一些沟渠随着城市化的进程也都暗渠化了，仅在共乐路南沙新村段有一座容积约4500m3的鱼塘。

本可行性报告的排涝标准延用《深圳市宝安区雨水、防洪工程专项规划》选定的标准。

由于鱼塘的容积较小调蓄能力十分有限，本次设计雨水泵站按照汇水区域内无河网或调蓄池，采用《室外排水设计规范》（GB50014-2006）中的雨水设计流量计算公式，按市政短历时3年一遇的标准设计，不考虑涝期水库泄洪量。

3.3泵站规模

3.3.1计算方法

设计采用深圳市暴雨强度公式，即

（L.s/ha）

式中：

T─重现期，（a）

t─降雨历时，

t1─地面集水时间，取5～10min

t2─管内流行时间（min）

m─折减系数，暗渠m=2

雨水量计算公式：

式中：

Q─雨水设计流量（L/s）；

q─设计暴雨强度；

─径流系数，城镇建筑密集区综合径流系数取值为0.7；

F─汇水面积（ha）。

3.3.2设计流量

本次设计中雨水排涝泵站负担的汇水范围为100公顷，按市政短历时3年一遇的标准设计，排涝泵站设计流量采用暴雨标准与公式计算，计算结果雨水排涝泵站的规模为13.5m3/s，不考虑涝期水库泄洪量。

表3.1设计排涝流量成果表

名称

汇水面积

（ha）

重现期

（年）

集水时间

t（min）

暴雨强度

（L/ha·s）

径流系数

ψ

流量

Q（m3/s）

西乡河1#

雨水泵站

100

1

53

158.5

0.7

11.1

100

2

53

180.4

0.7

12.6

100

3

53

193.3

0.7

13.5

3.3.3特征水位及扬程

1．泵站出水最高运行水位3.09m，取西乡河宝安大道处100年一遇洪（潮）水位。

2．集水池最高运行水位0.90m。

3．集水池设计水位-0.10m。

4．集水池设计最低水位-2.10m。

5.设计扬程：

按泵站进出水管设计水位差（H0=4.05m），并记入进出水流道水头的沿程和局部水头损失（h=1.00m），选定泵站设计扬程为5.00m。

6.最大设计扬程：

按泵站出水管设计最高运行水位与集水池最低运行水位之差（H0=5.29m），并记入进出水流道水头的沿程和局部水头损失（h=0.70m），选定泵站最大扬程为6.00m。

3.3.4泵站主要设计参数

泵站主要设计参数详见表3.2。

表3.2泵站主要设计参数表

项目

单位

设计参数

备注

一、设计流量

m3/s

13.5

市政暴雨重现期3年

二、特征水位

出水最高运行水位

m

3.09

西乡河100年一遇洪（潮）水位

集

水

池

最高水位

m

0.90

按控制点高程推算到集水池的水位

最低水位

m

-2.10

与泵站水泵安装高度相应的水位

设计水位

m

-0.10

与泵站最大流量相应的水位

三、特征扬程

最大设计扬程

m

6.00

按泵站出水管设计最高运行水位与集水池最低运行水位之差记入进出水流道水头损失

设计扬程

m

5.00

泵站进出水管设计水位差记入进出水流道水头损失

3.4泵站选址

本次设计泵站依据《深圳市宝安区雨水、防洪工程专项规划》位于宝安大道南西乡河西岸河堤旁。

图3.3泵站拟设计用地示意图

图3.4西乡河现状河道示意图

图3.5泵站建成后西乡河河道示意图

为不影响附近用户的生活环境，泵站依河而建，设计考虑利用部分河道面积作为西乡河1#雨水泵站的建设用地。

图3.4和图3.5为西乡河宝安大道桥至华侨新村段现状河道示意图，图3.5为西乡河宝安大道桥至华侨新村段泵站建成后河道示意图。

由图可知，西乡河在宝安大道桥下的河道宽度51米，华侨新村处河道宽度为32米。

西乡河上游向下游过流断面由宽变窄，占用部分河道不会影响西乡河的行洪。

设计红线范围占地面积约720m2，需拆除并重建现状河堤80m，永久占用河道面积43m2，泵站建设对现状河堤的走向稍做调整。

此外，还涉及西乡河河道整治一期工程在西乡河边埋设的各种管道及附属构筑物的迁移，包括DN1500截污干管、DN600雨水管、截流井、检查井以及为二期工程污水管道穿越宝安大道预留的顶管接收井等专项设施的拆建工程量。

3.5雨水管网设计标准

雨水管渠设计按照城市雨水规划标准。

设计重现期（T）一般取1年，低洼易渍水区域采用2～3年。

径流系数按城镇建筑密集区综合径流系数取值，为0.7。

设计暴雨强度公式采用深圳市暴雨强度公式：

（L.s/ha）

式中：

T─重现期，（a）

t─降雨历时，

t1─地面集水时间，取10min

t2─管内流行时间（min）

m─折减系数，暗渠m=2，明渠m=1.2

雨水量计算公式：

式中：

Q─雨水设计流量（L/s）；

q─设计暴雨强度（L/ha•s）；

─径流系数；

F─汇水面积（ha）。

3.6排水管材的选用

雨水管道属于城市地下永久性隐藏工程设施，要求具有一定的安全可靠性。

因此，合理选择管材非常重要。

同时管材的选取还会影响到施工、管道埋深费用等等。

3.6.1对管材的要求

排水管渠的材料必须满足一定要求，才能保证正常的排水功能。

一般对排水管渠材料有如下方面的要求：

1.排水管材的选用应充分考虑水质、水温、地质情况、地下水位、地下水侵蚀性和施工条件等因素。

2.排水管渠必须具有足够的强度，以承受外部的静荷载和动荷载以及内部水压。

3.排水管渠应具有抵抗污水中杂质的冲刷和磨损的作用。

以及抗腐蚀的性能。

4.排水管渠必须不透水，以防止污水渗出或地下水渗入。

5.排水管渠的内壁应整齐光滑，使水流阻力尽量减小。

6.排水管渠应尽量就地取材，尽量减少运输和施工费用。

7.选用的管材应符合管网的设计使用年限；

8.选用的管材应安装方便快捷，日后维护检修方便。

3.6.2排水管材的类型

目前，常用的排水管材有钢筋混凝土排水管、硬聚氯乙烯（UPVC）加筋管和双壁波纹管、增强聚丙烯模压排水管（FRPP管）、高密度聚乙烯双壁波纹管（HDPE），其特点分述如下：

1.钢筋混凝土排水管

钢筋混凝土管制作方便，