城市排水泵站的选址如何结合管网布局与地形条件,才能最大化提升排水覆盖效率与防汛能力?-吉佳水务
来源: | 作者:吉佳 | 发布时间: 2025-12-10 | 23 次浏览 | 分享到:
城市排水泵站选址直接影响排水效率与防汛能力,本文从管网布局协同(锚定汇水中心、衔接干支管)、地形条件利用(借力高差、规避风险)、防汛需求适配(靠近易涝点、预留扩容空间)三大维度,结合新建 / 已建城区、平坦 / 丘陵地形等差异化场景,提出科学选址体系,通过案例验证,可提升排水覆盖效率、降低能耗、缩短应急响应时间,助力城市防汛与排水系统稳定运行。

城市排水泵站作为市政排水系统的 “心脏”,其选址直接决定排水覆盖范围、管网运行效率与防汛应急能力。在城市建成区密度高、地形复杂、管网体系交错的背景下,泵站选址若忽视管网布局的连贯性与地形条件的差异性,易导致 “覆盖盲区、能耗过高、防汛滞后” 等问题 —— 例如泵站位置偏离管网汇水中心,会增加管道坡度设计难度与水流阻力;忽视地形高差,可能导致低洼区域排水不畅,暴雨期引发内涝。本文从管网布局协同、地形条件利用、防汛需求适配三大核心维度,结合实际场景应用,构建科学的排水泵站选址体系,实现排水覆盖效率与防汛能力的最大化提升。


一、协同管网布局:构建 “汇水高效、阻力最小” 的排水网络

排水泵站的核心功能是汇集区域内污水与雨水并加压提升,其选址需与管网布局深度协同,确保水流路径合理、覆盖范围最大化,减少管网建设与运行成本。


(一)锚定管网汇水中心,扩大覆盖半径

泵站选址应优先位于区域管网的几何汇水中心或水力汇水中心,使排水支管能以最短路径接入干管,再汇入泵站,最大化减少管道长度与水流阻力:


几何汇水中心:适用于地形平坦、管网布局规整的区域(如新建城区),通过 GIS 地图测算排水服务区的几何中心,泵站选址在此可使周边支管平均长度缩短 20%-30%,覆盖效率提升 40% 以上。例如某新城规划中,将泵站设于 3 平方公里排水服务区的几何中心,配套放射状管网,实现 95% 区域的雨水、污水 15 分钟内汇入泵站。


水力汇水中心:适用于老城区等管网布局不规则区域,通过水力模型模拟水流路径,选择管网干管交汇节点、水流自然汇集的低势点作为泵站选址,确保水流能借助重力自然流动,减少加压能耗。某老城区改造中,将泵站设于两条主干管交汇的水力低点,使周边 80% 管段实现重力流排水,泵站能耗较原选址方案降低 25%。


(二)衔接管网等级体系,优化干支管匹配

排水泵站需作为管网体系的关键节点,衔接不同等级的排水管道,避免因管径不匹配、接入方式不合理导致的排水瓶颈:


主干管末端优先选址:泵站应靠近主干管末端,使主干管能直接接入泵站进水池,减少中转环节。对于分流制管网,雨水泵站需衔接雨水主干管,污水泵站对应污水主干管,避免雨污混流接入导致的处理压力;合流制管网则需在截流井下游设置泵站,确保截流污水与溢流雨水能高效排放。


适配管径与流量需求:泵站选址需结合接入管网的管径与设计流量,确保泵站进水能力与管网输送能力匹配。例如 DN1200-DN1600 的主干管配套泵站,设计流量应控制在 5-10m³/s,选址时需预留足够的进水池容积,避免水流拥堵。某工业园区泵站因选址靠近 DN1400 主干管末端,且进水池容积适配流量需求,暴雨期未出现管网满流倒灌现象。


(三)规避管网冲突,降低改造难度

在已建城区选址时,需充分排查地下管网分布(如燃气、电力、供水管道),避免泵站建设与现有管网冲突,减少拆迁与改造成本:

避开核心管网密集区:泵站选址应远离地下综合管廊、高压电缆沟、燃气主干管等关键设施,距离需保持 10 米以上,防止施工破坏现有管网。某城市原计划在管网密集的老城区中心建设泵站,后经排查调整至管网相对稀疏的边缘区域,拆迁成本降低 60%,施工周期缩短 30%。

利用现有管网节点:优先选择已有的检查井、截流井、管网交汇点周边作为泵站选址,可依托现有管网接口快速接入,减少管道新铺长度。例如在某城中村改造中,泵站选址于原有截流井旁,直接利用截流井的汇水功能,仅新增 300 米连接管即完成管网衔接。


二、利用地形条件:借力高差提升排水效率,强化防汛适配性

地形条件是影响排水效率的关键自然因素,泵站选址需主动利用地形高差,实现 “重力引流、低耗提升、防汛靶向” 的目标,尤其适配山地、丘陵等复杂地形城市。


(一)依托地形高差,优化水流动力

城市地形的高差差异为排水提供天然动力,泵站选址需巧妙利用这一特性,减少水流阻力与泵站能耗:


选址于地形坡降起点:在地势倾斜的区域(如城市山坡边缘),将泵站设于坡降起点,使排水管网能借助地形坡度自然流动,减少管道坡度设计压力。例如某山地城市,将泵站建于山脚缓坡区域,周边管网沿地形自然下坡布置,管道坡度仅需 0.2% 即可满足水流速度要求,较平地管网坡度降低 0.1%,大幅减少管道开挖深度。


利用洼地自然汇水:在地形低洼但非极端易涝的区域选址,借助洼地的自然汇水功能,使周边雨水、污水自然汇集至泵站,减少管网汇水压力。但需同步配套调蓄设施,避免洼地积水倒灌泵站。某城市湿地公园周边泵站,选址于公园内天然洼地旁,结合洼地建设调蓄池,既利用了自然汇水优势,又提升了暴雨期的蓄水能力。


(二)避开极端地形风险,强化防汛适配

泵站选址需规避地形带来的防汛风险,同时针对易涝地形强化选址适配性,确保暴雨期能快速响应:


远离低洼易涝核心区:极端低洼区域(如历史积水深度超 1250px、积水持续时间超 2 小时的区域)不宜直接设置泵站,避免暴雨期泵站被淹导致设备失效。应将泵站设于易涝区外围的高地,通过压力管接入易涝区管网,实现 “高地加压、低地排水”。某城市在低洼商圈外围的高地建设泵站,通过 3 条 DN800 压力管连接商圈管网,暴雨期仅用 2 小时即排空商圈积水,较原计划选址于商圈内的方案,防汛安全性提升 80%。


靠近河湖等受纳水体:泵站排水最终需汇入河湖等受纳水体,选址时应优先靠近受纳水体边缘,缩短出水管道长度,减少排水延迟。例如某沿江城市将雨水泵站设于长江岸线旁,出水管道直接接入江堤排水口,长度仅 200 米,暴雨期雨水经泵站加压后可快速排入长江,避免因出水管道过长导致的内涝积压。但需注意与防洪堤的衔接,确保泵站出水不会引发倒灌风险。


(三)适配地形复杂度,差异化选址策略

针对不同地形特征的城市区域,需采用差异化的泵站选址策略,确保适配性:


平坦区域:采用 “分布式小型泵站” 布局,每 1-2 平方公里设置 1 座小型泵站,避免单一大型泵站覆盖范围过大导致的管网阻力增加。例如华北平原某城市,在平坦的城区内布局 8 座小型泵站,每座覆盖 1.5 平方公里,管网运行压力均匀,暴雨期可实现多泵站协同排水。


丘陵区域:采用 “组团式泵站” 布局,按地形高差划分排水组团,每个组团设置 1 座泵站,利用地形高差实现组团内重力流排水,组团间通过泵站联动调度。某丘陵城市将城区划分为 5 个排水组团,每个组团在地形低点设置泵站,暴雨期各泵站按积水情况分级启动,防汛响应效率提升 50%。


三、聚焦防汛需求:强化应急适配,筑牢安全防线

排水泵站是城市防汛的核心应急设施,其选址需充分考虑防汛场景的特殊性,确保在极端降雨等突发情况下能快速响应、高效排水,减少内涝损失。


(一)靠近易涝风险点,缩短应急响应距离

针对城市历史易涝点、低洼路段、地下空间(如地下车库、下穿隧道)等防汛重点区域,泵站选址应尽量靠近这些风险点,缩短排水路径,减少积水处置时间:


易涝点周边 3 公里内布局:将泵站设于易涝点周边 3 公里范围内,使排水管道能快速接入风险区域,暴雨期积水可在 1 小时内排出。某城市在 3 处历史严重内涝的下穿隧道周边 2 公里处各设置 1 座泵站,配套应急排水管道,暴雨期隧道积水排空时间从原来的 4 小时缩短至 1 小时。


地下空间集中区重点覆盖:在地铁口、地下商圈、地下车库密集区域,泵站选址需确保其服务范围完全覆盖这些地下空间的排水出口,同时配套应急加压管道,防止地下空间进水。某 CBD 区域将泵站设于地下商圈集群的北侧,通过专用应急管道连接各地下空间的集水井,实现地下空间积水 “零倒灌”。


(二)预留防汛扩容空间,适配极端降雨

泵站选址需预留足够的扩容空间,应对气候变化导致的极端降雨频次增加,确保泵站在超设计流量工况下仍能稳定运行:


选址地块预留扩建区域:泵站建设用地需按设计规模的 1.5 倍预留,便于后期增加泵组、扩大调蓄池容积。某城市新建泵站时,预留了 2 台泵组的安装空间与 1000m³ 的调蓄池扩容区域,在遭遇百年一遇暴雨时,通过新增泵组启动,排水能力提升 50%,成功抵御内涝风险。


靠近应急水源与电源:泵站选址需靠近市政备用电源(如应急变电站)与应急水源(如城市河道、蓄水池),避免暴雨期停电、停水导致泵站失效。同时需配套建设应急柴油发电机,确保断电后能持续运行 48 小时以上。


(三)协同防汛调度体系,提升联动效率

泵站选址需融入城市整体防汛调度体系,确保与周边泵站、调蓄设施、防汛指挥中心的协同联动:


泵站间距合理布局:相邻泵站间距控制在 3-5 公里,形成防汛联动网络,暴雨期可实现 “多泵联动、分区排水”,避免单一泵站超负荷运行。某沿江城市按 4 公里间距布局 6 座雨水泵站,暴雨期通过防汛指挥平台统一调度,根据各区域积水情况分配排水负荷,实现全域排水效率最大化。


靠近防汛交通要道:泵站选址需确保周边有便捷的交通通道(如城市主干道、应急通道),便于暴雨期运维人员快速抵达、设备物资运输与故障抢修。某城市将泵站设于外环主干道旁,暴雨期泵组故障时,抢修车辆 30 分钟内即可抵达现场,较选址于偏僻区域的方案,抢修效率提升 60%。


四、案例验证:某城市排水泵站选址优化实践成效

某南方多雨城市针对老城区内涝频发、排水效率低的问题,开展排水泵站选址优化:

管网协同:将 3 座原有偏离汇水中心的泵站迁移至管网水力汇水中心,衔接主干管末端,配套改造连接管,使管网覆盖效率提升 35%,支管平均长度缩短 28%;

地形利用:在低洼易涝区外围高地新建 2 座泵站,利用地形高差实现重力流汇入,泵站能耗降低 30%;在沿江区域布局 1 座大型雨水泵站,出水管道直接接入长江,暴雨期排水延迟时间缩短至 15 分钟;

防汛适配:在 4 处历史易涝点周边 3 公里内布局应急泵站,配套扩容空间与备用电源,暴雨期内涝积水处置时间从 3 小时缩短至 40 分钟。

优化后,该城市排水覆盖面积增加 15 平方公里,泵站平均能耗降低 27%,暴雨期内涝发生率从每年 5 次降至 1 次,防汛应急能力显著提升,验证了选址优化方案的实际成效。


结语

城市排水泵站选址并非孤立的点位选择,而是管网布局、地形条件与防汛需求的系统性适配工程。通过锚定管网汇水中心、衔接干支管体系,实现排水覆盖效率最大化;借助地形高差、规避极端地形风险,降低运行能耗与排水阻力;聚焦易涝点覆盖、预留扩容空间、协同防汛调度,强化防汛应急能力。实践中,需结合城市区域特征(新建城区 / 老城区、平坦地形 / 丘陵地形),采用差异化选址策略,同时通过 GIS 技术、水力模型模拟等工具优化决策,确保泵站选址既符合当前排水需求,又适配城市长远发展。只有实现泵站与管网、地形、防汛体系的深度融合,才能真正发挥其 “排水中枢” 作用,为城市筑牢排水安全与防汛应急的坚实防线。