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绿色节能理念下的城市防洪排涝泵站设计探析

2024-10-18 2 上传者：管理员

摘要：文章主要针对城市防洪排涝泵站运行现状，对绿色节能理念与城市防洪排涝泵站的深度融合进行了研究。通过对排洪防涝泵站目前存在问题的分析，尤其是生态问题进行了研究，提出了在绿色节能理念下城市防洪排涝泵站设计的原则和重点。通过分析研究，以期提升城市管理中的绿色理念，推进城市基础设施建设与生态环境的有机结合。

关键词：
生态环境恶化
绿色理念
绿色节能
自然灾害
防洪排涝泵站
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1、引言

近些年伴随着生态环境恶化，暴雨、台风等自然灾害发生的频率越来越高[1]。面对暴雨洪水灾害，城市建设及城市规划过程中防洪排涝泵站的建设必不可少。特别是随着“人与自然和谐发展”以及“海绵城市”理念日益深入人心，如何在城市防洪排涝泵站的设计与建设中有效融入绿色节能理念，推进城市基础设施建设与生态环境有机结合成为行业关注重点，也是建设生态城市的必然要求[2]。

2、城市防洪排涝泵站的重要性及特点分析

2.1 城市防洪排涝泵站的重要性

按照功能划分，在现代城市中泵站一般可以分为供水泵站、污水泵站以及排水泵站。城市防洪排涝泵站，一般担负雨水应急排涝的职责。在雨季或汛期，当暴雨、短时强降雨来临城市发生内涝时，城市防洪排涝泵站将发挥职能，开泵泄洪以保证积水正常排放，确保人民群众生命财产安全。

除此以外，一旦城市发生管道破裂引发污水泄漏等突发事件，排涝泵站也可及时开泵排污，第一时间响应事故。在非汛期，排涝泵站也承担着一定的生态职能，如加速水体流动和改善水体环境，促进水体生物多样化，改善城市水质。

2.2 城市防洪排涝泵站的特点分析

2.2.1 运行时间相对集中

区别于其他泵站，城市防洪排涝泵站主要用于防洪排涝，工作时间比较集中，一般为该地雨期及汛期，且单次工作运转时间较短[3]。与之相对应的则为枯水期，此时泵站主要肩负维修、改造及施工任务。在不同时间段内，泵站担负相应工作职责。

2.2.2 与生态环境紧密相关

城市防洪排涝泵站的建设、运转与周围生态环境紧密相关。一方面，就位置来看，一般城市防洪排涝泵站占据“两端”：既要连接市政排水，又要与外江、外河形成关联。位置的复杂性决定了生态环境的多样性。另一方面，城市防洪排涝泵站本身担负着泄洪防涝的功能，对城市水环境、水体质量、生态圈都具有重要影响。

3、城市防洪排涝泵站面临的主要问题

3.1 资金短缺，人员素质有限

资金短缺是大部分城市防洪排涝泵站面临的主要问题，直接制约了泵站发展。一方面很多泵站修建时间较早，设备老化甚至存在超期服役现象；与此形成对比的是近年来生态环境恶化严重，暴雨、台风等自然灾害屡屡发生。资金跟不上进一步影响了老旧设备的更新换代，可能造成较大安全隐患。另一方面，城市防洪排涝泵站属体制内单位，财政拨款，且员工待遇较低，晋升渠道及发展空间有限，进一步造成了技术骨干流失、在职人员素质不高的现状。

3.2 管理缺乏科学性

受季节限制，城市防洪排涝泵站运转集中且运行规律。泵站内部员工实行倒班制，可以保证泵站24小时有人值守。但长此以往，容易造成管理模式单一、管理僵化。另外，受制于财政及人员减少限制，汛期忙碌时可能会雇佣外来人员，从而导致管理方面存在漏洞，甚至形成安全隐患。

3.3 生态系统面临威胁

3.3.1 设备老化，耗能严重

很多城市防洪排涝泵站修建时间较早，部分设备如电气、机组、排水设备等已使用二三十年且年久失修。同时，环境恶化和城市建设带来的自然灾害加剧，对城市排水性能的要求越来越高，二者矛盾突出。结果就是导致一方面设备故障频发，维修及养护成本增加；另一方面设备一旦故障，机组数据不达标，要应对艰巨排涝任务，就要提高运转效率，能耗增大且运行成本增加。

3.3.2 影响环境、污染生态

城市防洪排涝泵站对生态环境的影响主要体现在三个方面。首先是噪声污染，防洪排涝泵站主要任务为泄洪排涝，汛期或暴雨来临时作业量大，不分白昼且噪声严重，对周边居民正常生产生活形成不利影响。第二是生态圈影响，修建防洪排涝泵站是一项系统复杂的工程，且位置多居于城市周边、未被过度开垦、生态环境良好的地区。泵站的修建对土壤性质、水流方向、原有植被都会形成影响，可能造成植被破坏、水质污染、土壤变质、生物多样性减少的情况，破坏原有生态平衡[4]。第三是污水排放问题，一旦泵站出现管道破损、污水泄漏问题，会对当地土壤、水质乃至地下水形成灾难性影响。

“绿水青山就是金山银山”，生态问题已经成为制约城市经济社会发展的重要因素。无论是资金问题、人员管理问题，还是技术难题，处理不当都会造成生态恶果。

4、绿色节能理念下的城市防洪排涝泵站设计探析

4.1 绿色节能理念下城市防洪排涝泵站的设计原则

4.1.1 节能减排与高效运转相结合

绿色发展和节能减排，已经成为生态城市的重要内涵。在城市防洪排涝泵站的设计与建设中要节能，就要转变已有的能源消耗模式，对造成能源过度消耗的设备、机组及时进行更新，以促进绿色发展。节能减排不是减产，不能以降低排涝效率为代价。这就要提升能源使用效率，将节能减排与泵站的高效运转有机结合起来。

4.1.2 生态保护与生态恢复相结合

城市防洪排涝泵站在设计之初就需考虑生态效益，如在充分考虑当地水文、土壤等自然条件后选择泵站位置，制定管道破裂污水处理预案、事故应急处理预案等对生态事故进行及时处理和补救。要将生态保护和生态恢复结合起来，在泵站运转的同时，通过种植植被、重修土壤等方式促进当地生态恢复平衡。

4.1.3 新能源与新技术相结合

新能源区别于常规能源，是传统能源以外各种能源的统称。新能源可再生、可持续、清洁环保，如太阳能、风能、地热能等，新能源的使用能够有效缓解泵站能耗大的现状。此外，还要在技术领域持续发力，防洪排涝依托机器操作，技术含量高，对水泵选择、电机和控制系统的参数要求较高，要将新能源和新技术有机结合起来。

4.1.4 生态效益与经济效益相结合

坚持绿色节能、追求生态效益，并不是不发展而是要可持续发展。城市防洪排涝泵站承担泄洪排涝职责，是保证城市良性运转的重要基础设施。要在坚持生态效益的同时保障其社会效益、自身经济效益，降低成本的同时做到可持续发展。

4.2 绿色节能理念下城市防洪排涝泵站的设计重点

4.2.1“改”——推进泵站老旧设施升级改造

设施老化、年久失修，是造成防洪排涝泵站耗能严重的重要原因。要针对泵站现有情况提出改造方案，及时对出现问题的排水设备等进行更换，防止能耗加大及安全隐患。尽量通过“小动作”实现“大效果”，如考虑到经济效益，对泵机的更换尽量选用同一型号产品，便于后期维修与养护。再如枯水期，机器长期闲置，线路一旦老化引起火灾，后果不堪设想。要对泵站消防设施及时检查与养护，更新灭火设施及自动报警系统等。

此外，对泵站所用建材及设施设备的选择要绿色环保，对泵站的设计要考虑后期扩展因素，防止因为生态问题及扩建问题造成重建重修，进而造成能源的再次浪费。

4.2.2“建”——加快泵站自动化与智能化建设

要加快泵站的自动化及智能化建设。一方面建立泵站内部的自动化办公体系，实现水位、水文、排流量等关键数据的自动化监测。同时对泵站整体运转数据、能耗情况进行实时监测与分析，为绿色节能提供技术支撑。

另外，还要建立同气象部门等相关市政部门的连接渠道。通过大数据、物联网、人工智能技术等，对即将进行的防洪排涝工作进行预判，提升排洪能力，提升能源使用效率[5]。

4.2.3“新”——加强技术创新，推动能源回收再利用

科学技术是第一生产力，要持续推动技术创新。如通过研发实现了依靠调节水泵叶片的角度来提高排水效率的新技术，极大提升了能源使用效率。另外，通过对污水处理技术的研发，逐步减少防洪排涝泵站对生态水环境的影响等。

除了创新技术，还要持续推动新能源的使用。如在泵站建设太阳能光伏发电设备和储能设备，在空旷地区建立风车等发电设备，将清洁可再生的太阳能及风能转化为电能，并通过储能设备自动调节，实现泵站“用电自由”。

未来防洪排涝泵站还可以担负更多的职能。在防洪排涝之余，实现生产生活污水的收集、输送，将“截污”与“防涝”结合起来，实现现有能源、资源、设施的综合利用，实现“1+1>2”的综合效果。

4.2.4“管”——加强合理布局和科学管理的能力

要实现绿色节能，就要提升泵站的科学布局能力。如对防洪排涝关键因素——排流量的设计，不仅要依据现有设备的排洪能力、历年排涝情况，还要更多地结合当地地质条件、地势地貌、生态环境进行综合分析。

此外，领导干部要加强对泵站的日常管理，逐步提升科学管理能力。一方面加强对泵站设备的定期检查与维护，及时更换老化设备，保证设备运行状态良好。同时还要加强对人员的管理，可以通过模块化管理方式，进行“专人专机”管理；通过座谈会、影视作品、专刊投稿、线上学习等方式加强宣传，让绿色节能理念在员工心中扎根、口中传播、手中落实。

5、结语

随着暴雨、台风等自然灾害频发，城市内涝日趋严重。作为重要的城市积水处理设施，城市防洪排涝泵站发挥了重要作用。近年来其生态效益也越来越多地得到人们的关注，要坚持绿色节能理念与城市防洪排涝泵站的有机结合，就要依据当前城市防洪排涝泵站现有情况，在“改”“建”“新”“管”四个方面下功夫。

参考文献:

[1]朱灵塬.完善防洪排涝体系畅通城市“血管”[N].闽东日报,2024-01-14(002).

[2]林宝川.海绵城市理念下龙岗区内涝弹性分析及风险评估研究[J].水利科技与经济,2023, 29(12):121-125+140.

[3]许毅.城市防洪排涝泵站设计探析[J].工程建设与设计,2023(10):64-66.

[4]余波.城市防洪排涝泵站设计若干问题探讨[J].城镇建设,2022(16):266-268.

[5]董鑫,柯文莉,王婧怡.智慧泵站监控开创供水管理新模式[J].上海信息化,2021(11):30-32.

文章来源:朱心悦,王明月.绿色节能理念下的城市防洪排涝泵站设计探析[J].智能建筑与智慧城市,2024,(10):116-118.