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1、1 武汉市远城区大中型排涝泵站现场调研报告土建水利学论文、1. 项目背景情况简介二十世纪六十年代末自七十年代期间， 为了解决武汉市远城区农田排涝和部分城区的排水问题，武汉市投入大量的人力物力，先后建设了座中大型排涝泵站，这些泵站分别位于洪山区、蔡甸区、东西湖区、黄陂区和新洲区。 30 多年来，这些泵站的使用，大大的减少了武汉市周边地区农业和部分城区 （包括武昌区、 汉阳区、 武汉经济技术开发区、 东湖开发区、 武钢工业区、吴家山开发区、古田区域）的因涝损失，为武汉市的社会经济发展发挥了巨大的作用。武汉市的城市和远城区的洪涝工作一直得到市委、市政府的高度重视，近年来，每年拨出专款进行泵站的改造和
2、技术更新。为了进一步提高武汉市远城区的防汛抗涝能力，武汉市人民政府计划投入专项资金对现有的 15 座远城区大中型排涝泵站进行更新改造，为此，武汉市财政局、水务局组织有关领导和中南市政院专家对这 15 座泵站进行了为期四天的现场调研。调研组现场查看了各泵站的实际情况，与泵站管理人员和工人进行座谈。本报告是此次调研的初步总结，供有关部门的领导参考。2.15 座中大型排涝泵站基本情况此次调研的 15 座中大型排涝泵站担负了武汉市郊区和部分城区的排滞、排涝和排污。服务面积3930km2， 收益耕地面积 198.41 万亩， 平均年排水量为 9.61 亿 m3（按照 30 年总计排水量计算） ，截止 2
3、002 年底，共计运行 100.1 万台时，累计排水 288.3 亿 m3。泵站共计拥有各种规格的水泵机组 123 台套，现状装机容量 102420kw（原装机容量 95920kw），排水能力 1011m3/s （原设计值 914.08 m3 /s ）。上述泵站中， 12 个泵站配备自行管理的各种容量的变电站（大军山、汤逊湖等三个泵站除外），其中主变压器 24 台，励磁柜 119 台，电容补偿柜 4 台，高压开关柜 199台，低压配电柜 174 台。1998 年以来， 武汉市市、 区两级累计投入 5200 万元资金用于这些泵站的更新改造， 已经完成改造水泵机组 40 台套，变压器 10 台，励
4、磁柜 46 台、高压柜 14 台，低压柜 10 台以及部分辅助设备、水工建筑物等。表 1 15 座排涝泵站基本情况表序号泵站名称 投运时间 基本配备 原单机设计参数 现单机运行参数 单机工况1 汤逊湖 15 台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH= m效率 65 704.2m3/sH=5.7m 效率 31.3 流量下降 47效率下降 512 大军山 1975 年 10 台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH= m效率 65 704.2m3/sH=7.5m 效流量下降 47效率下降 542 率 313 洪山北湖 1970 年 8台 64ZLB-50 轴流泵及同步电
5、机 8m3 /sH= m效率 65 705.4m3/sH=6.5m 流量下降 324 蔡甸西湖 1970 年 8台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH=6.3m效率 65 704.9m3/sH=3.5m 效率 50.8 流量下降 39效率下降 265 蔡甸东湖 1970 年 10 台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH=7m效率 65 704.9m3/sH=5.9m 效率 42.4 流量下降 39效率下降 386 塔尔头 1971 年 20 台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH=9m效率 65 70 4m3/sH=6.5m效率 36.4 流量下
6、降 47效率下降 547 李家墩一站1963 年 4台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机8m3 /sH=12.9m 效率 65 70李家墩二站1967 年 6台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH=10m效率 65 708 黄陂后湖 1984 年 4台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机8m3 /sH=7.55m 效率 65 704.8m3/sH=6.0m 流量下降 409 四联院 1980 年 4台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH=8.7m效率 65 704.9m3/sH=6.0m效率 61流量下降 39效率下降 1010 黄陂武湖 1970 年 8台
7、64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH= m效率 65 704.9m3/sH=6.0m效率 54流量下降 39效率下降 2011 新洲武湖一站4台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH=8.7m效率 65 704.9m3/sH=7.5m 流量下降 3912 新洲武湖二站4台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH=8m效率 65 707.2m3/sH=4m 流量下降 1013 沐家径一站6台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH=6.9m效率 65 705.6m3/sH=4.7m效率 26.2 流量下降 30效率下降 613 14 沐家径二站
8、1986 年 6台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH=7.5m效率 65 706.4m3/sH=6.2m效率 14.3 流量下降 47效率下降 7915 蔑扎湖 6台 64ZLB-50 轴流泵及同步电机 8m3 /sH=9.3m效率 65 704.8m3/sH=8.1m效率 23流量下降 47效率下降51.2 3. 泵站现状及存在问题分析3.1 机电设备老化，安全性差。武汉市远城区 15 座大中型泵站大多兴建于 30 年前， 经过长时间运行， 普遍存在机电设备老化、水工建筑物破损等问题。由于机电设备老化，部分设备已经超期服役或属于淘汰产品，普遍存在安全隐患，整个泵站系统的运行
9、安全性得不到保证。主要表现在：电机绝缘值不足，运行安全性低；高低压配电设备多为淘汰产品，维修无法更换；水泵叶轮大多磨损严重，排水能力显著下降。在排涝紧急时期经常出现元器件的故障，而这些元器件已经淘汰多年，无法更换，使得整套机组无法投入运行，进一步降低了泵站排涝能力，使得服务区工农业因涝损失增加。水泵机组的故障停机的发生，可能导致整个机组的烧毁或引起整个供电网络的故障，经济损失和社会影响不可估量。3.2 泵站运行效率低，排涝能力大幅下降根据对近年来的统计报表资料初步核算，武汉市这 15 座泵站的设计排涝流量平均下降 41.1 ，泵站综合效率平均下降 46.4 ，由此导致耕地滞水时间延长，农业损失
10、增加，城市部分区域道路滞水严重，造成工业和交通损失增加。由于泵站综合效率的降低，大大增加了排涝耗电量，按照 2000 2002 年平均排涝水量 6.22 亿 m3，每年增加耗电量 37（计 374.8 万 kwh），按照单位电价 0.215 元 /kwh 计算，估算多耗电费 80.8 万元。表 2： 湖北省大中型排涝泵站运行综合经济技术指标比较基本参数 武汉市 荆州市 孝感市 黄冈市 宜昌市 鄂州市平均值主要泵站数量15 32 14 11 9 6成本水费 （元/ 千吨米）10.97 5.43 4.76 4.37 8.40 8.15 5.19此表系根据 2000 年湖北省大中型排涝泵站运行年报数
11、据分析得出。从此表可以看出，武汉市的排涝泵站单位成本水费为全省平均值的 2.12 倍，其主要原因是泵站设备老化，效率下降。4 3.2 水工建筑物破损严重，配套辅助设备老化，总体运行水平低与泵站配套的水工建筑物年久失修，大多数泵站的主要水工建筑物难以正常发挥作用。问题主要集中在前池栏污栅、出水管真空破坏系统及拍门，此外部分泵站的起吊设备无法完成设备维修任务。此外部分泵站主厂房有裂缝渗水情况。这些设施的正常工作对保证泵站的安全有效运行有重要影响。栏污栅的正常工作可以避免大块杂物对水泵叶轮的损坏，改善泵站前池的水流状态，提高水泵效率；出水管真空破坏系统及拍门用于水泵的正常启动和防止江水倒灌，确保泵站
12、和大堤的安全。3.3 武汉市远城区部分区域径流量增加由于武汉市城市建设的快速发展，城区面积日益扩大，较大的改变了服务区域内的地面径流形成条件。 例如耕地的径流系数 为 0.15 ， 而建成区的径流系数 为 0.6 ， 径流产生量增加三倍，根据武汉市水利规划设计研究院的估算，武汉市远城区增加径流量到达 96.92m3/s ，使得服务范围内的排涝水量增加 11。由此进一步加剧排涝能力的不足的矛盾。3.4 排涝泵站工人待遇普遍偏低根据调查，泵站工人的年平均工资在 4000 元以内，职工生活困难。4. 解决问题的途径及主要技术措施根据对武汉市远城区座排涝泵站存在问题的分析，目前最迫切需要解决的问题是消
13、除泵站机组电力和机械系统的安全隐患，提高泵站的安全性；在此基础上，通过采用机械电力设备的更新改造，改善泵站水工建筑水力条件，提高泵站的综合效率，增加泵站排涝能力。4.1 更新改造水泵机组，提高安全性和机组效率针对武汉市远城区 15 座排涝泵站的重要作用和设备现状， 更新改造水泵机组是刻不容缓的任务。如果资金充裕，对尚未进行更新改造的 86 台机组全部进行更换是最为可靠的措施。例如湖北省5 省直金口闸泵站， 最近两年将水泵机组及其配套设备全部进行增容更换， 整个泵站的排涝能力、运行可靠性、安全性和自动化水平得到很大的提高。鉴于武汉市财政状况，结合各泵站的实际需要，采取改造与更新相结合的方法更为合
14、理。这是基于以下理由：近几年，武汉市水利主管部门在政府财政的支持下对部分泵站设备进行技术改造，取得了投资省、见效快的实际效果，并积累了丰富的经验。武汉市现有财力无法负担全部更新的投资。大部分排涝泵站每年的运行时间在 1 3 个月不等，全部更换为全新设备也不必要。更新改造水泵机组的主要工作包括：水泵机组：提速增容 33 台套、更新改造 53 台套变压器：更新 8 台配电柜：励磁柜更新 81 台，高压柜更新 148 台，低压柜更新 89 台更新部分辅助设备4.2 优化泵站进出水系统，改善水流状态、减少气蚀，提高泵站综合效率对每一个泵站的进出水水工建筑物进行详细调查，研究前池和水泵进口处的流态分布，
15、提出泵内流道、前池、出水等主要环节的改进措施。部分泵站加固栏污栅的结构强度，提高除草作业的机械化程度。部分泵站修砌泵站前池的护坡部分泵站更换泵站出水真空破坏系统和防倒灌拍门4.3 提高自动化管理水平，改善工人工作环境条件在资金条件许可的前提下，选择个别泵站作为提高管理水平和改善工作条件的试点，增加计算机监测和控制系统。为今后其它泵站的全面提高管理水平积累经验。多途径提高泵站职工的生活待遇，切实落实各项配套政策。5. 社会和经济效益分析防汛是武汉市城市安全最为重要的任务之一，防汛安全对于保持武汉市的社会经济的可持续发展具有重要意义。提高排涝泵站运行的可靠性，增加安全性以及排涝能力可以大幅度减少因
16、涝损失。主要体现在以下方面： （参数按照武汉市水利规划设计院预可研报告）农林牧副渔减产；建筑、设施和物质损坏；企业、商业停产，交通电力和通讯中断；抗灾、救灾的投入。此外，由于排涝泵站效率的提高，按照多年平均排涝水量计算，改造后年节省电费 80.8 万元。6. 项目预可行性研究报告评估6 设计单位提供的项目预可行性研究报告内容丰富，在大量详细调查的基础上，经过技术经济比较，提出的更新改造技术方案合理可行。7. 建议7.1 在建设资金不能一次到位的情况下，并考虑到机电设备的制造周期，建议近期先进行以下项目的建设，以确保明年汛期的排涝安全。时间安排 更新改造内容资金估算（万元）备注2003 2004 1. 淘汰电气设备全部更换2. 部分重要泵站的机组设备
