利用潮汐实现节能运行的排海泵站的制作方法

1.本实用新型属于市政水利工程技术领域，具体的说，是涉及一种排海泵站。


背景技术：

2.排海泵站是市政及水利基础设施建设的重要组成，具备城市排水、防汛、防风暴潮的重要功能。传统的城市防洪系统往往将泄洪渠道与排海泵站分别建设，分别管理；泄洪渠道通过防潮闸的开启来控制城市河道水位；而排海泵站则单一采用动力将城市河道水体提升强制外排；两套系统在运行中需要协调管理。
3.随着城市建设的不断发展，以及极端天气事件的频发，城市内排涝问题和防风暴潮受到广泛关注，城市安全成为重中之重。在满足排水功能的原则下，同时做到节约动力能耗和科学管理，是防洪排涝设计与建设过程中需要关注的重要方面。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在提供一种利用潮汐实现节能运行的排海泵站，克服传统泄洪渠道与排海泵站分别建设的弊端，并解决传统排海泵站单一采用动力将水体提升强制外排而造成能源消耗的问题；本实用新型有效利用城市河道控制水位和外排江海高低潮位的水位差，实现科学运行和节能运行的效果。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型通过以下的技术方案予以实现：
6.本实用新型提供了一种利用潮汐实现节能运行的排海泵站，包括与城市河道连通的进水管涵，所述进水管涵通过进水闸门与格栅井的入口连接，所述格栅井的出口与集水池的入口连接；
7.所述集水池内部设置有动力强排渠道和节能自排渠道，所述动力强排渠道和所述节能自排渠道并列布置，所述动力强排渠道的入口端和所述节能自排渠道的入口端与集水池的入口连通；
8.每个动力强排渠道的出口设置有水泵，所述水泵的配套出水管道上设置第一鸭嘴阀；每个节能自排渠道的出口设置有自排渠闸门，所述自排渠闸门采用双向止水闸门；
9.所述动力强排渠道的出口端和所述节能自排渠道的出口端均与出水池的入口连接，所述出水池的出口通过第一出水管涵与防潮闸井的入口连接，所述防潮闸井的出口与外排江海连通。
10.进一步地，所述格栅井内部设置有格栅。
11.进一步地，所述动力强排渠道在所述集水池内部居中布置，所述节能自排渠道布置在所述动力强排渠道两侧。
12.进一步地，所述动力强排渠道和所述节能自排渠道共用进水闸门和格栅井。
13.进一步地，所述出水池的池顶设置有排气阀。
14.进一步地，所述防潮闸井的出口通过第二出水管涵与外排江海连通。
15.进一步地，所述防潮闸井内部设置有第二鸭嘴阀和叠梁闸井，所述第二鸭嘴阀布
置在所述防潮闸井的入口端，所述叠梁闸井布置在所述防潮闸井的出口端。
16.进一步地，所述叠梁闸井内嵌叠梁闸槽。
17.进一步地，所述城市河道和所述外排江海均设有液位传感器，根据所述液位传感器的数值能够控制所述水泵的启闭和所述自排渠闸门的启闭。
18.进一步地，所述水泵和所述自排渠闸门通过手动控制或自动控制
19.本实用新型的有益效果是：
20.(一)在泵站主体内同时设置节能自排渠道和动力强排渠道，能够有效利用外排江海潮位变化大的特点，根据内外水位差科学选择节能自排或强制动力外排的方式，节省运行能耗；
21.(二)设置多组水泵，可以根据城市河道水位上涨快慢要求的泄洪速度，来开启相应台数的水泵，合理使用能耗；
22.(三)通过将排海自排系统与强制外排系统合建，节省了建设用地、方便集中运行管理；
23.(四)通过集成设置进水闸井、格栅井，能有效阻隔杂质，净化水质，保护江海水体环境质量。
附图说明
24.图1为本实用新型所提供的排海泵站的平面示意图；
25.图2为本实用新型所提供的排海泵站动力强排运行流程示意图；
26.图3为本实用新型所提供的排海泵站节能自排运行流程示意图。
27.上述图中：1-城市河道，2-进水管涵，3-进水闸井，4-格栅井，5-集水池，6-动力强排渠道，7-节能自排渠道，8-出水池，9-第一出水管涵，10-防潮闸井，11-第二出水管涵，12-外排江海，13-进水闸门，14-格栅，15-水泵，16-自排渠闸门，17-第一鸭嘴阀，18-第二鸭嘴阀，19-叠梁闸井，20-排气阀，h1-河道最低水位，h2-河道常水位，h3-河道最高水位，h1-低潮累计频率90％潮位，h2-平均潮位，h3-高潮累计频率10％潮位，h4-50年一遇高潮位。
具体实施方式
28.为能进一步了解本实用新型的

技术实现要素：
、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：
29.考虑到城市河道控制水位是确定值，外排江海高低潮位呈规律性变化，本实用新型的排海泵站有效利用二者水位差，能够实现科学运行和节能的效果。
30.如图1至图3所示，本实用新型提供了一种利用潮汐实现节能运行的排海泵站，主要包括进水管涵2，进水闸井3，格栅井4，集水池5，动力强排渠道6，节能自排渠道7，出水池8，第一出水管涵9，防潮闸井10，第二出水管涵11，进水闸门13，格栅14，水泵15，自排渠闸门16，第一鸭嘴阀17，第二鸭嘴阀18，叠梁闸井19，排气阀20。
31.进水管涵2的入口与城市河道1连通，进水管涵2的出口通过进水闸门13与格栅井4的入口连接。进水闸门13用于控制水体进入集水池5，当集水池5内部需要检修时，关闭进水闸门13以防止水体进入集水池5。格栅井4的出口设置有格栅14，并且与集水池5的入口连接，格栅14用于隔离进水水体中的固体废物。
32.集水池5内部设置有动力强排渠道6和节能自排渠道7，动力强排渠道6和节能自排渠道7并列布置并且均与集水池5的入口连通。动力强排渠道6在集水池5内部居中布置，节能自排渠道7则设置在动力强排渠道6两侧，这样使得水泵15更靠近第一出水管涵9，减小动力强排时出水损失，再次体现节能运行。动力强排渠道6和节能自排渠道7共用进水闸门3、格栅井4和集水池5。
33.每个动力强排渠道6的出口设置有水泵15，水泵15的配套出水管道上设置第一鸭嘴阀17，由此形成动力强排系统，通过强制动力的方式将集水池5内部水体外排。第一鸭嘴阀17主材为橡胶，防腐性能优越；并且可以防止水泵15停泵后，水体倒流冲击破坏水泵15。
34.每个节能自排渠道7的出口设置有自排渠闸门16，自排渠闸门16须采用双向止水闸门，由此形成节能自排系统。动力强排运行时自排渠闸门16关闭，从而将集水池5与出水池8进行隔离，防止出水池8的水倒流集水池5。出水池8及叠梁闸井19检修时，也需关闭自排渠闸门16，防止集水池5内部水流出。
35.动力强排渠道6的出口端和节能自排渠道7的出口端均与出水池8的入口连接，出水池8的池顶均设置有排气阀20，排气阀20用于在开泵与停泵时对出水池8进行排气与补气，避免水锤对出水池8的不利影响。
36.出水池8的出口通过第一出水管涵9与防潮闸井10的入口连接，防潮闸井10的出口通过第二出水管涵11与外排江海12连通。
37.防潮闸井10内部设置有第二鸭嘴阀18和叠梁闸井19，第二鸭嘴阀18布置在防潮闸井10的入口端，叠梁闸井19布置在防潮闸井10的出口端。第二鸭嘴阀18主材为橡胶，防腐性能优越，并且可防止外排江海12水体倒灌。叠梁闸井19内嵌叠梁闸槽，叠梁闸井19常开，内嵌叠梁闸槽，泵站冷备叠梁闸板。当出水池8、第一鸭嘴阀17、第一出水管涵9、防潮闸井10或第二鸭嘴阀18需要维修时，将自排渠闸门16及叠梁闸井19关闭后进行维修作业。
38.城市河道1和外排江海12均设有液位传感器，根据液位传感器的数值控制动力强排渠道6的水泵15启闭和节能自排渠道7的自排渠闸门16启闭。水泵15和自排渠闸门16的控制方式均设有手动和自动两种控制模式。
39.本实用新型的排海泵站工作原理如下：
40.城市河道1的控制水位一般分为最低水位h1、正常水位h2和最高水位h3；外排江海12的潮水位受到太阳、月球的引力及地球自转的影响，呈规律性潮汐运动，高低潮位的落差较大；潮水位分为低潮累计频率90％潮位h1、平均潮位h2、高潮累计频率10％潮位h3和50年一遇高潮位h4。
41.本实用信息给的排海泵站可以利用二者的水位差，科学选择节能自排或者强制外排。具体为，当液位传感器显示城市河道1水位高于外排江海12潮位时，且有排水需求时，可选择节能自排运行方式；当液位传感器显示城市河道1水位低于外排江海12潮位时，如有排水需求，保持节能自排系统关闭，开启强制外排系统进行动力强排。
42.此外，当城市河道1遇到清淤、疏浚等特殊需求需要降低液位，可以科学利用外排江海12潮位潮汐运动的规律，选择低潮位时间点，采用节能自排方式实现排水目的，节约能耗。
43.实施案例中，外排江海12的潮汐水位50年一遇高潮位h4与低潮累计频率90％潮位h1高差达5.1米。
44.此外，每年汛期前，城市河道1管理部门可提前选择合适外排时间点，采用节能自排方式将城市河道1水体水位降至最低水位，以提高城市河道汛期雨水调蓄能力，保证城市排水安全。
45.动力强排系统根据排海泵站规模，设置n组动力强排渠道6通过动力将水体提升强制外排至江海；运行时可以根据外排水量决定开启动力强排渠道6的水泵15台数，同时节能自排渠道7中自排渠闸门16关闭。
46.如图2所示，动力强排运行流程为：城市河道1
→
进水管涵2
→
进水闸井3
→
格栅井4
→
集水池5
→
动力强排渠道6
→
水泵15
→
第一鸭嘴阀17
→
出水池8
→
第一出水管涵9
→
第二鸭嘴阀18
→
叠梁闸井19
→
第二出水管涵11
→
外排江海12。
47.节能自排系统利用城市河道1高水位与外排江海12潮水低潮位的高差势能，开启自排渠闸门16将城市河道1水体排至外排江海12，实现节能运行目的。
48.如图3所示，节能自排运行流程为：城市河道1
→
进水管涵2
→
进水闸井3
→
格栅井4
→
集水池5
→
节能自排渠道7
→
自排渠闸门16
→
出水池8
→
第一出水管涵9
→
第二鸭嘴阀18
→
叠梁闸井19
→
第二出水管涵11
→
外排江海12。
49.实施案例中，经计算城市河道水位高于外排江海潮位0.5m以上，开启节能运行的效果最佳。
50.尽管上面结合附图对本实用新型的优选实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本实用新型的保护范围之内。