【正文】 ................................. 68 環(huán)境效益 .................................................................................................................. 68 社會效益 .................................................................................................................. 68 亞行貸款武漢市污水和雨水項(xiàng)目可行性研究報告 雨水項(xiàng)目 1 1 概 述 工程服務(wù)范圍 本工程擬建的雨水項(xiàng)目包括武昌羅家路地區(qū)排水工程、漢陽楊泗港泵站及其雨水管涵工程、三閘連通工程及常青泵站二期工程等四部分。 常青泵站二期工程：常青泵站二期工程服務(wù)范圍包括漢口西部城區(qū)和東西湖區(qū)，具體范圍為西起東西湖大堤，東止利濟(jì)路和新華下路，南臨漢江，北到府河堤，排水流域面積約 ， 按用地性質(zhì)分為三個地區(qū)：漢口主城區(qū)的匯水面積為 (含長豐南北垸和機(jī)場河地區(qū) )；東西湖城市發(fā)展區(qū) (含吳家山、金銀湖和金銀潭 )，面積為 ；東西湖農(nóng)業(yè)發(fā)展區(qū)，面積為 。 武漢市的漢口長豐南北垸地區(qū)及漢陽鸚鵡洲地區(qū)，現(xiàn)有的排水系統(tǒng)極不完善，尾部渠道迂回碾轉(zhuǎn)于城、郊，由于現(xiàn)有明渠淤積嚴(yán)重，斷面及高程均不能滿足排水要求，以及上述地區(qū)的雨水分別排入東西湖的金銀湖和南太子湖，再經(jīng)塔爾頭泵站和東風(fēng)泵站抽排出江。 設(shè)計原則 1 依據(jù)城市總體規(guī)劃，對上述三片服務(wù)范圍內(nèi)的雨水系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，充分利用現(xiàn)有排水排水設(shè)施，以 節(jié)省工程投資； 2 兼顧工程服務(wù)區(qū)周邊城市排水要求，協(xié)調(diào)各地區(qū)排水系統(tǒng)，發(fā)揮排水設(shè)施綜合效益； 3 突出排水系統(tǒng)相對獨(dú)立性，提高防災(zāi)安全度； 4 突出環(huán)境工程效益，將排水工程與水環(huán)境工程建設(shè)相結(jié)合； 5 在泵站設(shè)計中力求采用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備，實(shí)現(xiàn)科學(xué)自動化管理，以達(dá)到運(yùn)行安全可靠、維護(hù)管理方便的目的； 6 在常青泵站及羅家路泵站擴(kuò)建中，與站區(qū)現(xiàn)有的設(shè)施結(jié)合緊密，合理布置新建的構(gòu)筑物，以保證良好的水力條件，并實(shí)現(xiàn)新老泵站間的合理調(diào)度； 7 結(jié)合泵站的用地和規(guī)模，合理地確定泵型、臺數(shù)、安裝方式，確保水泵安全高效運(yùn)行； 8 結(jié)合現(xiàn)有的 防水墻的型式，合理確定泵站壓力出水管穿堤方式，以確定汛期安全，合理利用出水管路虹吸，以節(jié)省運(yùn)行能耗； 9 對大型排漬涵渠的結(jié)構(gòu)型式進(jìn)行優(yōu)化，滿足功能性、經(jīng)濟(jì)性的要求。ha) 式中： ψ—徑流系數(shù)取 。徑流系數(shù)根據(jù)湖北省水文手冊采用 。 羅家路地區(qū)地勢較平坦，地面高程在 ~ (黃海高程，下同 )。 本工程服務(wù)區(qū)相鄰沙湖地區(qū)的雨水經(jīng)沙湖調(diào)蓄后，汛期經(jīng)新生路泵站和前進(jìn)路泵站抽排出江，非汛期則經(jīng)沙湖港、羅家港、羅家路自排閘自排出江。 羅家港南起沙湖港，北止羅家路泵站，全長約 ，底寬 B=11m，邊坡 m=2，水深 h=，坡度 i=%，可通過流量 30m3/s，入羅家路泵站前的港底高程為 ，其常水位 ，兩岸自然地面高程在 ~ 之間。該地區(qū)的排水主要存在以下問題： 原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)偏低： 1975 年建設(shè)羅家路泵站時，該區(qū)大部分地區(qū)尚屬郊區(qū)，因此設(shè)計按農(nóng)田排水的標(biāo)準(zhǔn)計算，并充分利用湖泊的調(diào)蓄，即按 20 年一遇的暴雨，日降雨量為 231mm，一日降雨，一至二天排完，確定羅家路泵站的規(guī)模為 30m3/s，隨著城市的快速發(fā)展，該系統(tǒng)的排水涵渠的過流能力和泵站 的抽排能力已遠(yuǎn)不適應(yīng)城市排漬的需要。 城市排漬與漁業(yè)養(yǎng)殖的矛盾： 城市排水規(guī)劃中，要求城區(qū)大部分調(diào)蓄湖泊最高控制水位為 ，各主要排水干管出口均以此水位規(guī)劃設(shè)計。武昌東沙湖系統(tǒng)由東湖排水系統(tǒng)及沙湖排水系統(tǒng)組成。 沙湖排水系統(tǒng)匯水范圍為 ，包括內(nèi)外沙湖系統(tǒng) ()、羅家路排水系統(tǒng)()和港西排水系統(tǒng) ()組成。 泵站建設(shè)規(guī)模 (1)武昌羅家路地區(qū)城市排水雨水設(shè)計流量：匯水面積為 ，按管渠雨水匯流計算出口設(shè)計流量為 85m3/s。鑒于羅家路泵站現(xiàn)有規(guī)模為 30m3/s，羅家路泵站二期規(guī)模確定為 55m3/s。結(jié)合武漢市市政排水設(shè)施實(shí)際用地情況，對上述 2 個用地規(guī)模數(shù)值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，決定泵站規(guī)劃用地規(guī)模采用 20200m2。 明渠整治工程 設(shè)計明渠斷面 羅家港是羅家路排水系統(tǒng)中重要的排水渠道，全長約 ，其中渠長約 ，橋涵長 。 新溝渠 (東湖至新溝閘段 )，渠長約 ，是雨后排除東湖漬水的主要渠道，其過水?dāng)嗝姘?85m3/s 進(jìn)行規(guī)劃，底寬 B=35m， H=， m=， i=‰ ，粗糙系數(shù) n=，設(shè)計超高 ，渠道上寬為 44m，渠道采用兩級式護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式，渠道頂寬為 ，渠亞行貸款武漢市污水和雨水項(xiàng)目可行性研究報告 雨水項(xiàng)目 8 道控制寬度為 80m。沙湖港與徐東路等四條規(guī)劃路相交，采用單孔方型涵橋結(jié)構(gòu)(BH=)，涵橋總長約 100m。 疏浚后的底泥就近集中囤積在明渠沿線臨時租用的魚塘內(nèi)，魚塘囤泥平均深度為，需租用的魚塘面積約 54000m2。羅家港整治工程的護(hù)岸工程采用兩級式護(hù)岸為主，在設(shè)計水位以上 ，馬道寬 2m，馬道以上邊坡坡度為 1?，采用植草磚生態(tài)護(hù)坡，馬道以下邊 坡坡度為 1?2，采用 300mm 塊石護(hù)坡、護(hù)底，馬道采用 60mm 厚青石板鋪砌。 亞行貸款武漢市污水和雨水項(xiàng)目可行性研究報告 雨水項(xiàng)目 9 明渠綠化設(shè)計 此次明渠整治，全長約 ，屬自然河道，線形曲折，呈現(xiàn)典型自然風(fēng)貌。設(shè)計卵石園路蜿蜒其中，配合小規(guī)模硬質(zhì)鋪地、座椅、庭園燈、青石欄桿等地景構(gòu)筑物，形成自然園林風(fēng)格，提高河道環(huán)境整治的社會及環(huán)境效益。沿河岸線的景觀布置有收有放，使人的視線有透有閉。 燈光造 型方面：設(shè)置庭園燈，燈距約 16m；綠化草坪上每隔 4m左右布置草坪燈，起到一定的點(diǎn)綴作用。 PE 線引至沿線的每組金屬桿并與其連接，為確保電源碰桿時能使保護(hù)很快動作。 在晴天和降雨時，新溝閘并閉，羅家路泵站將羅家路地區(qū)的雨水直接抽排出江，東湖地區(qū) 132km2 范圍內(nèi)的雨水經(jīng)排水管涵收集后，就近排入東湖調(diào)蓄，雨后待羅家路地區(qū)的雨水抽排完畢，再開啟新溝閘，將入東湖調(diào)蓄的雨水抽排出長江，以降低東湖水位，可在三日內(nèi)排完東湖 132km2 的匯水， 將東湖水位降至常水位， 騰出調(diào)蓄庫容以備下一場降雨水。護(hù)底、護(hù)坡均采用 M10 水泥砂漿砌 MU30 塊石。羅家路二期泵站與現(xiàn)有羅家路泵站共用進(jìn)水明渠，因此二期泵站盡量靠近原有泵站，擬建的羅家路二期泵站位于武昌區(qū)和平鄉(xiāng)，原有泵站東北方向臨江堤邊，工程擬建區(qū)域目前為農(nóng)民耕地和農(nóng)民生產(chǎn)用地、民房住宅用地。羅家路自排閘閘口斷面為 BH=,閘底高程 ，過水流量為 ，可以滿足該地區(qū)的自排要求。立式濕坑式斜流泵是二十世紀(jì)八十年代引進(jìn)美國英格索蘭公司技術(shù)發(fā)展起來的新產(chǎn)品，是傳統(tǒng)立式干坑斜流泵的改進(jìn)型，是一種適應(yīng)性廣、有前途的水泵，其主要優(yōu)點(diǎn)有： (1). 軸功率變化小，即軸功率曲線比較平緩，泵在運(yùn)行中不易出現(xiàn)因偏移工況而超功率現(xiàn)象； (2). 泵效率高，其效率在 85~90%之間，且泵高效范圍廣，能適應(yīng)水位的變化； (3). 抗氣蝕性能好，運(yùn)行平穩(wěn)； (4). 較干坑斜流泵，體積較小、占地面積小，進(jìn)水流道易施工； (5). 較干坑斜流泵比，轉(zhuǎn)子部件一般為可抽出式，裝拆方便，容易維修 。 亞行貸款武漢市污水和雨水項(xiàng)目可行性研究報告 雨水項(xiàng)目 12 水泵設(shè)計揚(yáng)程的確定 (1). 水泵經(jīng)常工作揚(yáng)程： 分析武漢市 1865~1999 年間共計 134 年的長江干流漢口站特征水位統(tǒng)計資料 (附表一 )可得出，長江最高水位平均值為 (相應(yīng)的吳淞高程為 )，則： 設(shè)計凈揚(yáng)程： H1=(吳淞 )(設(shè)計最高水位 )= 總水頭損失約為： H2=(管路損失 )+(自由水頭 )= 水泵揚(yáng)程為： H=H1+H2=+= 水泵設(shè)計流量 Q=，設(shè)計揚(yáng)程 H=。長江干流漢口站 1865~1999 年間共計 134 年實(shí)測歷年各月最高水位數(shù)據(jù)詳見附表一。過柵水頭損失 為 ，并在格柵前后均設(shè)置了超聲波液位計，以便隨時監(jiān)測過柵的水頭損失，并控制除渣機(jī)自動運(yùn)行。 (3). 前池 前池設(shè)在排水箱涵與泵房之間，前 池中的水流均勻地流向各臺水泵，為水泵在運(yùn)行過程中提供良好的吸水條件，不致產(chǎn)生旋流和渦流，避免因吸入空氣和汽蝕作用使水泵的性能改變、效率下降、出水量減少，以保證水泵機(jī)組的正常運(yùn)行。 泵房共分三層，其中地下兩層，地 上一層。 亞行貸款武漢市污水和雨水項(xiàng)目可行性研究報告 雨水項(xiàng)目 14 泵房起重設(shè)備采用電動雙梁橋式起重機(jī)，起重量為 32T，起升高度為 15m。顯然設(shè)冷卻循環(huán)水池可節(jié)省常年運(yùn)行費(fèi)用， 同時可減少水資源的浪費(fèi)。 消能設(shè)施主要由一級消力池、斜坡、二級消力池、海漫組成 。 站區(qū)總平面布置 (1). 總體布局 羅家路二期泵站緊鄰現(xiàn)有羅家路泵站，占 地面積為 14150m2，現(xiàn)狀為菜地或民房用地。輔助構(gòu)筑物布置整齊美觀、布局緊湊；綜合樓與泵房、變配電站、機(jī)修間等形成相對分區(qū)；設(shè)計綜合考慮在大門前布置一景點(diǎn)水池，亞行貸款武漢市污水和雨水項(xiàng)目可行性研究報告 雨水項(xiàng)目 15 與綜合管理樓相對，池中裝點(diǎn)傘形噴泉、小品，即提高站區(qū)空氣環(huán)境，又增加美感。 站區(qū)給水水源為市自來水公司供給，設(shè)循環(huán)水池供生產(chǎn)用水。 建筑綠化設(shè)計 羅家路二期泵站位于羅家路一期泵站東北側(cè)，占地約為 14150m2。 站區(qū)綠化范圍滿鋪馬尼拉草坪 ,在圍墻周邊采用大葉女貞與棕櫚間植，株距 ≥4m,其他布置有絲蘭、蘇鐵、紅繼木、金葉女貞、美人蕉、珊瑚樹綠籬以及甬路、條登。為滿足結(jié)構(gòu)抗浮的要求，前池頂板上的復(fù)土厚度約為 2m。 (2). 用電負(fù)荷及變配電系統(tǒng) 泵站配用 6kV、 10。高低壓配電室為磚混結(jié)構(gòu)，預(yù)應(yīng)力空心板屋面。 前池和進(jìn)水格柵間均為地下式，采用鋼筋混凝土整體現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)。 泵房建 筑因體量及位置均為站區(qū)主導(dǎo)，自然地形成臨江街道的對景，其體型及色彩既有工業(yè)建筑的簡潔特點(diǎn)，又能為城市景觀增色，通過其它的附屬單體建筑的烘托更加突出了其獨(dú)特的地位，站區(qū)建筑則因其相似的細(xì)部材料及色彩求得統(tǒng)一。 站 區(qū)道路為 6m寬，便道 3m寬，道路兩側(cè)空地為綠化用地。 (2). 輔 助工程設(shè)計 羅家路二期泵站內(nèi)設(shè)機(jī)修車間 390m2，倉庫 195m2，變配電站 600m2，車庫及洗車臺60m2，綜合管理樓、食堂及浴室共計 1080m2，門房 20m2。在建筑總平面布局方面，基本上分為生產(chǎn)區(qū)和生產(chǎn)管理區(qū)兩大部分。二級消力池底部高程為 ，消力檻頂高程為 ，長 16m。 出江壓力管道及消能構(gòu)筑物 泵站的出江壓力管采用八根 D182016mm 鋼管，管道中心間距 ，并與長江大堤正交，從長江大堤上翻過，其翻堤段管中心高程為 ，下彎后進(jìn)入消力池，管端口中心高程為 ，壓力管尾端設(shè)置 DN1800mm 拍門八座。按一年滿負(fù)荷運(yùn)行 723 小時計算，需付自來水費(fèi)用為 26317 元。 單泵的設(shè)計流量為 Q=~，設(shè)計揚(yáng)程 H=~16m，配套電機(jī)為立式電機(jī)(V=6kV， N=1000kW)。池中的設(shè)計最高水位為 ，最低水位為 ，有效水深為 2m，有效容積為 2061m3，相當(dāng)于一臺泵 5 分鐘的抽排量。根據(jù)運(yùn)行管理單位的反映及泵站現(xiàn)場實(shí)際來看，泵站來水中的渣量極大，僅靠人工除渣，其工作強(qiáng)度太重，并存在安全隱患，本次設(shè)計擬對現(xiàn)有格柵進(jìn)行改造，采用移動式抓爪清污機(jī) 1 套。 主要構(gòu)筑物設(shè)計 (1). 格柵間 格柵間平面尺寸為 BL=37m，深 ～ ，在格柵間內(nèi)共設(shè) 6 組固定式不銹鋼柵條。 (4). 效率要求 分析武漢市 1950~1994 年間共計 45 年的降雨量統(tǒng)計資料可得出，武漢市降雨多集中在4～ 8 月份，其降水量占全年的 %，武漢市 1950~1994 年間共計 45 年的降水量統(tǒng)計資料見附表二、附表三。 結(jié)合本工程的特性，水泵數(shù)量定為 8 臺，單機(jī)流量為 。因此本工程不再新增設(shè)自排閘。 同時也具有如下缺點(diǎn)： (1). 由于泵站進(jìn)水箱涵的埋深較大，施工難度較大； (2). 由于臨江大道處的用地緊臨長江，工程地質(zhì)條件也不理想，泵房的地基處理，防亞行貸款武漢市污水和雨水項(xiàng)目可行性研究報告 雨水項(xiàng)目 11 水隔滲處理，降水、護(hù)砌等土建費(fèi)用將增大； (3). 在長江邊修建深為 13m的泵房，施工期對防洪堤的安全不利，因此工程施工周期和措施費(fèi)用相應(yīng)較高。羅家路地區(qū) 85m3/s，現(xiàn)有的羅家路泵站流量為 Q=30m3/s，因此新建羅家路二期泵站設(shè)計規(guī)模確定為 Q=55m3/s。 啟閉機(jī)采用手、電兩用雙螺桿啟閉機(jī)。 新溝閘 新溝閘是武昌羅家路地區(qū)重要的排水設(shè)施， 作為東湖雨水調(diào)蓄控制閘， 可實(shí)現(xiàn)武昌羅家路地區(qū)的雨水抽排和東湖水 雨后出江之間的靈活調(diào)度。傳統(tǒng)的每根燈桿接地仍需保留，這是防雷需要，