[发明专利]一种提高城市泵站斜向进流箱涵流量分配均匀性的方法

说明书

本发明公开了一种提高城市泵站斜向进流箱涵流量分配均匀性的方法，在泵站闸门井内设置复合式整流装置，本发明利用复合式整流装置对总进水箱涵的斜向进流进行均化分流，有利于提高泵站进水扩散箱涵各孔内的流量分配均匀性及改善其水流流态，从而可以为不同运行工况下泵站前池提供良好的进流条件，对于保障城市排水泵站的安全、稳定、高效运行具有重要意义。本发明结构形式简单，容易加工制作，适于在采用斜向进流形式的城市排水泵站建设及改造工程中推广应用。

技术领域

本发明属于水利工程市政排水技术领域，具体涉及一种提高城市泵站斜向进流箱涵流量分配均匀性的方法。

背景技术

随着我国城镇化进程的迅速发展，城市下垫面的透水性能不断降低，同时内河水面率不足且调蓄功能锐减，致使城市防洪排涝任务逐渐加剧。排水泵站是城市排水系统中一项重要的基础设施，对于城市防洪排涝发挥着关键作用。而良好的进流条件是城市排水泵站设计的重要指标，是保障泵站安全、稳定、高效运行的关键。城市排水泵站易受城市规划、用地条件及管网布置等因素限制，往往占地面积小，很难按照常规泵站设计规范对其进水建筑物进行布置。诸多城市排水泵站因受排水管网及用地条件限制，不得不采用斜向管涵进流形式。但是，斜向管涵进流容易引起箱涵各孔进水流量分配不均匀，造成泵站前池进流偏流严重，进而容易导致水泵进流条件不良，严重影响泵站的安全稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提出一种提高城市泵站斜向进流箱涵流量分配均匀性的方法。

为实现本发明的目的，采用如下技术方案：

一种提高城市泵站斜向进流箱涵流量分配均匀性的方法，将城市泵站的闸门井设计成包括两部分，靠进水端一侧闸门井设计呈等腰梯形，靠出水端一侧闸门井设计呈矩形，所述闸门井的整体长度为L，宽度为W；

梯形区域的斜边墙与其相连接的矩形区域边墙的夹角α＝130°～140°，进水箱涵垂直于梯形区域的斜边墙设置，且进水箱涵的中心线与该斜边墙的中心线重合，进水箱涵的中心线与闸门井长度方向的中心线夹角为θ＝180°－α；

矩形区域的宽度W1＝(0.4～0.6)W，矩形区域的闸门井内设置复合式整流装置，矩形区域的出水端相对闸门井长度方向的中心线对称布置两个扩散箱涵，分别为第一扩散箱涵和第二扩散箱涵，进水箱涵与扩散箱涵的进口均为正方形且边长为B。

矩形区域的宽度W1＝(0.4～0.6)W，梯形区域的斜边墙与其相连接的矩形区域边墙的夹角α＝130°～140°，申请人若干次实验和数值模拟分析证明W1和α角的取值范围是最佳范围，既可以降低闸门井内的回流区范围，又便于调整箱涵进流情况；所述进水箱涵垂直于梯形区域的一侧边墙且两者中心线重合，进水箱涵与闸门井的中心线夹角θ满足θ＝180°－α。

所述横梁沿闸门井长度方向布置且两端与闸门井矩形区域两侧边墙相连，从而对整个闸门井的进流起到整流效果，所述导流墩沿闸门井宽度方向布置，不仅对闸门井入流起到分流和整流的作用，还便于设计施工制作。

所述横梁正对扩散箱涵进水孔且两者间距W2＝(0.2～0.4)W，距离过大不利于调整箱涵进流，距离太小不利于在箱涵进水孔前安装闸门；所述横梁沿垂向布置2～3根横梁，横梁的数量太少不利于整流、数量过多会产生较大的水力损失；单根横梁的断面宽度B1＝(0.02～0.1)W，在保证其结构强度的同时以尽可能节省材料；单根横梁高度H1＝(0.1～0.3)B，其高度过小则对水流的整流效果不佳、过大则会造成过流截面积减小，同时相邻两横梁之间的垂向距离H2＝(0.1～0.5)B，以起到较好的整流效果；所述横梁正对闸门井进流的两角进行导圆处理且半径R＝(0.01～0.02)W，以降低局部水力损失。