浅谈中型水闸泵站的主要计算.pdf
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1、第9 期2023年9 月文章编号:16 7 3-9 0 0 0(2 0 2 3)0 9-0 148-0 2陕西水利Shaanxi WaterResourcesNo.9September,2023浅谈中型水闸泵站的主要计算黄义淳(广东省水利电力勘测设计研究院有限公司,广东广州510 17 0)【摘要内河涌进入主要河道的建筑物往往于汇入口采用泵闸一排布置的形式,当外江水位低于内河涌时,采取重力流的方式,当遇到外江大潮位时,外江水位高于内河涌水位,这时采取关闭闸门,利用泵站进行强排,可降低内涝发生的概率,较少内涝发生的危害。通过探讨市区中型泵站的主要计算,可为市区中型泵站的设计建造提供一定的计算经验
2、。【关键词泵闸一体;闸顶;稳定计算中图分类号TV675文献标识码B1工程概况鹤洞涌位于荔湾区白鹤洞街道,北靠德士古油库旧址,南靠广船地块,西临芳村大道南,东靠珠江后航道,河长约0.37km,宽度5m15m、河底高程-0.8 m0.33m,汇人珠江口处河宽达40 m。汇水总面积1.46 km,平均比降4.5%o,河口现状无水闸。鹤洞水闸泵站工程建设的主要内容为:新建水闸1座,新建排涝泵站1座。本工程主要任务为防洪(潮)、治涝。通过本工程修建,减少危及到生命财产安全的事故所产生的社会效益和环境效益上。工程建设完善后,可以为本地区经济可持续发展提供安全保障。2工程总布置从现场的实际地形、水流形态、经
3、济等方面考虑,并根据项目用地限制情况,采用水闸、泵站平面一字并排布置。中墩设分缝,水闸采用单孔8 m,泵站采用三台机组。此方案近期需要满足9.7 5ms 的排涝要求,安装2 台1.5m/s+1台6.7 5m/s的机组组合。远期需要满足15m/s的排涝要求,仅需将1台1.5m/s的水泵更换为6.7 5ms 的水泵。建筑物总宽2 5.10 m,水闸布置在左岸侧,水闸底板高程-1.50 m,水闸设单孔,孔净宽8 m,水闸总净宽8 m。设一孔防洪排涝闸,闸门采用平板顶升式钢闸门,孔口尺寸(孔口净宽净高)为8.0 m5.9m,底槛高程1.50 m。右侧布置排涝泵站,排涝泵站底板高程-4.10 m,闸墩顶
4、高程4.40 m。泵房布置为一字并排布置,均为正向进水及出水。排涝泵站净宽12.4m,泵房底高程为-4.10 m。管理房布置在右岸外江侧。管理房平台从进水池前端开始至外江侧,沿涌边管理范围线平顺布置。整体布置长度为8 0 m。3建筑物主要计算3.11闸顶高程确定根据水闸设计规范(SL265-2016)4.2.4的规定,闸顶高程应根据挡水和泄水两种运用情况确定。闸顶高程不应低于正常蓄水位(或最高挡水位)加波浪计算高度与相应安全超高值之和,并及根据水闸设计规范(SL265-2016)4.2.2 2 第3点工作桥、检修桥的梁(板)底高程均应高程最高洪水位0.5m以上来确定水闸墩顶高程。鹤洞涌水闸挡洪
5、(潮)标准为2 0 0 年一遇水位,1级建筑物。(1)风雍水面高度按水闸设计规范有关风浪要素计算的规定算出鹤洞涌水闸泵站水闸的等效风区长度为150 m。查广东沿海地区国家气象站设计风速资料,荔湾区最大风速为 2 2 m/s。风雍水面高度计算公式:KVFcose=2gd式中:e为风雍水面高度,m;K 为综合摩阻系数;V为计算风速,m/s;d 为水域的平均水深,m;F为风区长度,m;g 为重力加速度,9.8 m/s;为风向垂直于大坝轴线的法线的夹角(),30。(2)风浪要素平均波高按下列公式计算确定:gH=0.13th0.7V式中:H为平均波高,m;V 为计算风速,m/s;d 为水域的平0.45F
6、0.00180.th0.13th0.7(gd0.7收稿日期2 0 2 3-0 4-2 3【作者简介黄义淳(19 8 5-),男,广东普宁人,工程师,主要从事工程监理工作。:148JZG第9 期2023年9 月均水深,m;F为风区长度,m;g 为重力加速度,9.8 m/s。计算正常蓄水位平均波高H=0.14m,最高挡水位平均波高 H=0.34 m。(3)平均波周期按下式计算:7=13.9VV2计算正常蓄水位平均波周期T-1.09s,最高挡水位平均波周期 T-1.69 s。(4)波长计算按下式计算:计算正常蓄水位平均波长L=1.84m,最高挡水位平均波长 L=4.45 m。(5)波浪爬高采用莆田公
7、式计算:KKyKpR,=Vi+m式中:Rp为累积频率为P的波浪爬高;K为斜坡的粗率及渗透系数,根据护面类型确定;K,为经验系数,可根据风速V、坝前水深d、重力加速度g组成的无维量VI/gd确定;Kp为爬高累积频率换算系数 2;H为坝前波浪的平均波高,m;L为坝前波浪波长。经计算,正常蓄水位浪高0.17 m,最高挡水位浪高0.42 m。挡水工况:闸顶高程不应低于水闸正常蓄水位或最高档水位加波浪计算高度与相应安全加高值之和。泄水工况:闸顶高程不应低于设计洪水位或校核洪水位与相应安全加高值之和。两种不同工况计算出来的闸顶高程见表1。表1闸顶计算表对应水位波浪计算安全加高闸顶高程计算工况/m正常蓄水位
8、0.4挡水工况最高挡水位3.07泄水工况设计洪水位2.08同时,根据水闸设计规范(SL265-2016)4.2.2 2,工作桥、检修便桥和交通桥的梁底高程应高出最高洪水位0.5m以上 4,本工程梁底高程应大于2.0 8+0.5=2.58 m,最大梁高=0.8 m,因此:设计闸顶高程=梁底高程+梁高3.38 m;水闸设计规范(SL265-2016)4.2.5,位于防洪、挡潮堤上的水闸,其闸顶高程不应低于防洪、挡潮堤堤顶高程。根据珠江河口综合治理规划修编主要测站设计潮位复核报告(以下简称潮位复核报告)的成果,2 0 0 年一遇外江潮水位为3.07m,根据广州市珠江堤防达标提升总体方案,本工程所在位
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