如何應對大型市政排水泵站集水池的不利水力現象？
市政排水泵站是城市排水系統的重要組成部分，一般設于排水系統的終端或樞紐位置，擔負著提升區域或系統內雨季降水和生產生活污水的任務，保證系統內雨污水的及時排出。集水池的合理布置則是保證市政排水泵站安全、高效運行的重要環節。
1 集水池常見的不利水力現象
1.1 進水流道預旋過多
水流通過進水流道進入泵站集水池時存在軸向分速度和切向分速度，因軸向分速度和切向分速度的不對稱分布從而產生預旋。進水流道內預旋會改變葉輪轉速，導致水泵軸承磨損和電機過載；改變水泵入口的水流狀態，產生氣蝕現象，從而導致水泵性能下降。一般認為預旋角度超過50對水泵運行較大，是泵站設計及運行不可接受的。
進水流道預旋
1.2 水泵吸入口流速不均勻
水經水泵提升時水泵吸入口的流速存在不均勻現象，這種不均勻是由不同的影響因素相互干擾造成的。較大幅度的流速變化會導致葉輪和軸承的負載不均勻，導致產生噪音、震動和軸承負載。流速分布不均在實際工程中是不可避免的，一般控制水泵吸入口軸向速度分量平均值的偏差不應該超過10%。
水泵吸入口流速不均
1.3 集水池水體漩渦的產生
在水流自進水口流向水泵進口過程中，受到水泵數量、集水池幾何形狀、布置形式等多種因素影響，集水池內流速不均勻，導致空氣卷入水體，從而在泵站池壁、水體表面上下及水泵吸入口等處產生漩渦。漩渦可導致產生氣蝕現象、機組振動和噪音、水泵效率降低等現象。
集水池水體內漩渦
2 集水池不利水力現象的對策
2.1 排水系統布置方面
（1） 市政排水泵站受排水系統布置、泵站場地等原因影響，為保證流入泵站集水池內水流均勻、平穩，應從排水系統規劃階段入手，盡量保證泵站正向進水且對稱式布置。在保證泵站正向進水時，泵站出水可采用側向出水方式；亦可采用水泵反裝，壓力出水池利用集水池上部空間的方式確保正向進水，泵站出水采用側向出水或與向泵站進水管道方向出水。
（2） 當進水來自不同方向時，應在站前交匯，再進入集水池，直線段的長度應盡量放長，不宜小于5～10倍進水管直徑，且泵站進水管流速宜取0.8m/s～1.0m/s，以保證流入泵站集水池內水流均勻、平穩。
（3） 在泵站占地及布置受限制，泵站需側向進水時，宜在泵站集水池前設置溢流堰或導流墻，集水池與溢流堰或導流墻距離需加長至少3倍水泵井筒直徑，以便水流到達水泵的吸入口前消除渦流和釋放摻氣。
2.2 集水池布置方面
（1） 集水池主要是目的是調整水流流態，為水泵機組提供穩定運行條件，其容積與進水管的設計流量、水泵臺數、運行模式等因素有關。污水泵站集水池有效容積不應小于最大一臺水泵5分鐘的出水量；雨水泵站及合流泵站集水池有效容積不應小于最大一臺水泵30秒的出水量。集水池的最低水位應滿足水泵吸水喇叭口的安裝條件及葉輪的淹沒深度。
（2） 集水池的水流要平穩流向各臺水泵，泵站井筒為封閉式或肘型式時進水擴散角不宜大于400，各臺水泵之間應設置導流墻，導流墻長度不宜小于5倍水泵井筒直徑，導流墻至擴散角的距離不宜小于1倍水泵井筒直徑；泵站井筒為開放式時進水擴散角不宜大于200，擴散角角度應在100～200，且側向進水不能采用開放式井筒。
（3） 集水池池底布置：集水池進水管道管底與格柵底邊的高差不應小于0.5m，以防止淤積的雜物影響過水斷面；格柵底邊與集水池池底的坡度宜控制在60～100，以防止集水池水體漩渦的產生。
2.3 泵站流道布置
單臺水泵流道寬度W一般為水泵井筒直徑的2.0～2.5倍。
流道長度不應小于水泵井筒直徑的5.0倍。
水泵淹沒水深N宜為水泵井筒直徑的1.5～2.0倍。
井筒懸空高度M宜為水泵井筒直徑的0.5～0.7倍。
井筒后壁距T宜為水泵井筒直徑的0.50～0.75倍。
（本文作者為天津市市政工程設計研究院張鴻斌、楊麗麗、李志遠）
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