亚行贷款武汉市污水和雨水项目可行性研究报告Word格式文档下载.docx

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1依据城市总体规划，对上述三片服务范围内的雨水系统进行统一规划，充分利用现有排水排水设施，以节省工程投资；

2兼顾工程服务区周边城市排水要求，协调各地区排水系统，发挥排水设施综合效益；

3突出排水系统相对独立性，提高防灾安全度；

4突出环境工程效益，将排水工程与水环境工程建设相结合；

5在泵站设计中力求采用新技术、新材料、新设备，实现科学自动化管理，以达到运行安全可靠、维护管理方便的目的；

6在常青泵站及罗家路泵站扩建中，与站区现有的设施结合紧密，合理布置新建的构筑物，以保证良好的水力条件，并实现新老泵站间的合理调度；

7结合泵站的用地和规模，合理地确定泵型、台数、安装方式，确保水泵安全高效运行；

8结合现有的防水墙的型式，合理确定泵站压力出水管穿堤方式，以确定汛期安全，合理利用出水管路虹吸，以节省运行能耗；

9对大型排渍涵渠的结构型式进行优化，满足功能性、经济性的要求。

1.4设计标准

本工程的武昌罗家路地区、汉阳杨泗港地区及三闸连通工程所涉及的汉口长丰南北垸地区和机场河地区均按城市排水标准进行计算，即：

雨水量计算：

Q=q·

F·

ψ

其中，暴雨强度公式采用2000修编的汉口暴雨强度公式：

（L/s·

ha）

式中：

ψ—径流系数取0.7。

P—设计重现期，取1.0年。

湖泊调蓄计算采用公式（《给水排水设计手册》第5册）：

（m3）

城区排涝校核采用30年一遇暴雨，日降雨量274mm，一日暴雨一日排完的标准，综合径流系数Ψ=0.7~0.8。

武昌罗家路地区所涉及的东湖风景区以及常青泵站二期工程所涉及的东西湖农业发展区的排涝校核采用20年一遇，一日降雨量247mm一日排完排涝标准。

径流系数根据湖北省水文手册采用0.7。

2.

武昌罗家路地区排水工程

2.1地区概况

依据城市总体规划，武昌罗家路地区汇水范围为东起青化路（中北路延长线）沙湖港，南起杨园一带，西止临江大道，北至建设二路，汇水面积为22.57km2。

东湖地区132km2汇水范围内的雨水利用东湖32.5km2水面进行调蓄后，经新沟闸、东沙湖港、罗家港及罗家路泵站出长江。

罗家路泵站的规模的确定除满足本地区的雨水及时排除外，还应保证在三日内将东湖132km2的汇水范围内的雨水抽排入长江。

罗家路地区地势较平坦，地面高程在24.0~19.2m之间（黄海高程，下同）。

服务区范围多为城市建设用地，武青四干道至沿江大道用地性质以居住、公建为主，还有一些大型企事业单位、大专院校等，如湖北大学、武汉科技大学、武汉交通科技大学等，其它多为村镇建设用地。

2.2排水现状及存在问题

罗家路地区现有的排水设施主要有沙湖港和罗家港、罗家路泵站及自排闸。

罗家路地区雨水通过排水管道，经沙湖港汇入罗家港，汛期罗家路泵站抽排出江，非汛期由罗家路闸自排出江。

本工程服务区相邻沙湖地区的雨水经沙湖调蓄后，汛期经新生路泵站和前进路泵站抽排出江，非汛期则经沙湖港、罗家港、罗家路自排闸自排出江。

本工程服务区相邻的东湖水系流域共计132km2的雨水经东湖调蓄后，经东湖港、青山港至武钢工业明渠，用作工业生产用水，形成“以用代排”的方式。

沙湖港与罗家港呈“丁”字形相通，全长约9.45km，以罗家港为界分为东沙湖港和西沙湖港。

沙湖港东段起于青山区冶金大道，向西南流至杨家桥与罗家港汇合，向东通过新沟闸与东湖水系相通，渠道长约6.68km，渠宽为2~20m，两岸自然地面高程在22.7~20.3m之间，沙湖港西段起于外沙湖，往东汇入罗家港，全长约2.6km，渠道平均宽25m，渠水面坡降为i=0.01%，两岸自然地面高程在22.70~20.10m之间。

罗家港南起沙湖港，北止罗家路泵站，全长约3.85km，底宽B=11m，边坡m=2，水深h=2.24m，坡度i=0.01%，可通过流量30m3/s，入罗家路泵站前的港底高程为16.15m，其常水位19.15m，两岸自然地面高程在25.7~19.5m之间。

该区的汇水由罗家路泵站抽排出江，同时罗家路泵站还担负着东湖水出江的艰巨任务。

罗家路泵站（Q=30.0m3/s）和罗家港自排闸（Q=21.7m3/s）于1978年投入运行，目前该地区的雨水主要依靠现有和管渠汇入沙湖港和罗家港，长江低水位时，经罗家路自排闸入长江，汛期则由罗家路泵站抽排入长江。

由于现有排水设施的建设严重滞后于城市建设的发展，一遇暴雨徐东路、徐家棚、余家头、任家路等地区渍水严重，渍水深度达到0.5~1.8m，渍水长时间不能排除，造成武汉市内环线徐东路交通中断，打乱了正常的工作秩序，给市民生活造成严重影响。

该地区的排水主要存在以下问题：

原设计标准偏低：

1975年建设罗家路泵站时，该区大部分地区尚属郊区，因此设计按农田排水的标准计算，并充分利用湖泊的调蓄，即按20年一遇的暴雨，日降雨量为231mm，一日降雨，一至二天排完，确定罗家路泵站的规模为30m3/s，随着城市的快速发展，该系统的排水涵渠的过流能力和泵站的抽排能力已远不适应城市排渍的需要。

排水设施不完善：

随着城市的不断发展，特别是长江二桥的建成通车，致使徐东路和中北路沿线地区很快发展为建成区，但市政排水设施却没有得到相应的发展，该区除和平大道、徐东路、中北路及武青三干道部分地段外，均未按规划实施系统的排水工程，仍然依靠现状渠道排除雨、污水，沙湖港是土明渠，断面窄，坡度缓，水流速度慢，污水中的污染物在渠内淤积，明渠的渠底逐年抬高，加上农民在港渠沿线设置鱼网等拦截物，使得明渠水流条件极差，过水能力大大减弱，致使排水不畅。

现有泵站设备陈旧，可靠性低：

罗家路泵站建于1975年，由于当时全国水泵行业尚无高扬程的大流量水泵，因此选用了4台64ZLB-50型立式轴流泵，该水泵最佳工况点的流量为7.5m3/s，扬程为9m，当外江水位超过一定范围时，水泵超出正常工作范围，流量相应减少，效率降低。

前两年已对主机进行改造，扬程已可满足长江高水位时的抽排要求，但电气设备、拦污栅等设备仍有待完善。

城市排渍与渔业养殖的矛盾：

城市排水规划中，要求城区大部分调蓄湖泊最高控制水位为19.65m，各主要排水干管出口均以此水位规划设计。

由于用地权属、管理体制不同等原因，加上渔业养殖的需要，东湖、沙湖常水位保持在20.10~20.40m之间，大大降低了湖泊的调蓄容量，削弱了城市排水的缓冲余地。

2.3排水体制

依据规划武昌罗家路地区的排水体制为雨污分流制，雨水经现有的管道就近汇入沙湖港或罗家港，再经罗家路自排闸及罗家路泵站出长江，污水则经现有的管道汇及武昌二郎庙污水处理厂，处理达标后亦经沙湖港汇及罗家路系统出长江。

2.4雨水系统总体布局

2.4.1

东沙湖排水系统图

排水分区

依据排水总体规模，武昌罗家路地区属武昌东沙湖排水系统中的一部分。

武昌东沙湖系统由东湖排水系统及沙湖排水系统组成。

东湖流域面积为武昌罗家路地区、东湖风景区、水果湖地区、茶港地区和卓刀泉等地区，总面积为154.57km2。

武昌罗家路地区为雨水直排区，东湖流域其它地区为雨水调蓄区。

长江汛期，武昌罗家路地区雨水由沙湖港、罗家港汇集后先由罗家路泵站直接抽排出江，东湖流域其它地区雨水则先入东湖调蓄，待罗家路地区雨水排除后，再通过沙湖港与东湖的连通闸新沟闸经罗家路泵站抽排出江；

长江非汛期东湖流域水系雨水仍按排水分区原则由罗家港自排闸先后排入长江。

沙湖排水系统汇水范围为52.39km2，包括内外沙湖系统（23.22km2）、罗家路排水系统（22.57km2）和港西排水系统（10.50km2）组成。

上述三系统的雨水均由系统内的现有泵站前进路泵站、新生路泵站、罗家路泵站和港西泵站抽排出长江。

针对沙湖和东湖为相对独立的排水系统，本工程通过改建新沟闸错峰排除东湖汇水，新建徐东路闸连接沙湖排水系统和罗家路排水系统。

前进路、新生路和罗家路雨水泵站在一日内先排完沙湖、罗家路地区雨水，雨后主要利用罗家路泵站在三日内排完东湖地区雨水。

2.4.2泵站建设规模

（1）武昌罗家路地区城市排水雨水设计流量：

汇水面积为22.57km2，按管渠雨水汇流计算出口设计流量为85m3/s。

（2）东湖水系流域排涝雨水设计流量：

排涝面积为武昌罗家路地区、东湖风景区、水果湖地区、茶港地区和卓刀泉等地区，总面积为154.57km2，其中湖泊调蓄面积为32.5km2。

若按武昌罗家路地区城市排水设计流量85m3/s作为排涝设计流量，经较核湖泊调蓄容量需1950万m3，相应调蓄水位差为0.6m,而东湖实际控制水位差目前达到1m左右，因此能满足排涝规划控制要求。

综上两个方面，罗家路地区泵站设计总流量确定为85m3/s。

鉴于罗家路泵站现有规模为30m3/s，罗家路泵站二期规模确定为55m3/s。

2.4.3泵站选址

鉴于现有的排水工程设施用地有较好的扩建条件，为便于统一管理，新建的罗家路二期泵站站址选择在一期泵站的北边，与一期泵站连成一体，共用渠道。

罗家路泵站总规模为85m3/s，根据《城市排水工程规划规范（GB50318-2000）》，与流量规模对应的用地指标为0.4m2/L/s，即用地规模34000m2。

根据《城市基础设施工程投资估算指标》（中国建筑工业出版社，1987年）的统计公式进行核算，用地规模为12000m2。

结合武汉市市政排水设施实际用地情况，对上述2个用地规模数值进行适当调整，决定泵站规划用地规模采用20000m2。

罗家路一期泵站用地为12100m2，罗家路二期泵站新征用地面积（不含渠道用地）约14150m2。

现有的武大铁路线将罗家路二期泵站划分为两部分，格栅间位于铁路以东，新征用地面积约6250m2，泵站及生产管理用地位于铁路以西，面积约7900m2。

新征地块现为村镇集体用地。

2.5明渠整治工程

2.5.1设计明渠断面

罗家港是罗家路排水系统中重要的排水渠道，全长约3.78km，其中渠长约3.54km，桥涵长0.24km。

罗家路地区的雨水汇流量为85m3/s。

底宽由现有的B=11m拓宽至B=35m，水深从原设计H=2.24m加大到H=2.5m，边坡1:

2，坡降i=0.15‰，粗糙系数n=0.022，设计超高0.5m，渠道上宽为47m，渠道采用两级式护岸结构形式，渠道顶宽为61m，渠道控制宽度为90m。

罗家港沿线分别与和平大道、武青三干道等六条现状或规划道路相交，渠道过道路的长度随路宽而异，凡横穿过道路的渠道均采用多孔方型涵桥结构（4-BH=6.2×

3.0m），涵桥总长约240m。

新沟渠（东湖至新沟闸段），渠长约1.0km，是雨后排除东湖渍水的主要渠道，其过水断面按85m3/s进行规划，底宽B=35m，H=2.5m，m=1.5，i=0.14‰，粗糙系数n=0.022，设计超高0.5m，渠道上宽为44m，渠道采用两级式护岸结构形式，渠道顶宽为52.5m，渠道控制宽度为80m。

沙湖港东段（新沟闸至罗家港段），渠长约1.7km，其过水断面按85m3/s进行规划，由于受到用地限制，该段设计成矩形断面明渠，底宽B=35m，H=2.5m，粗糙系数n=0.017，i=0.14‰，设计超高0.5m，渠道上宽为35m，渠道控制宽度为45m。

沙湖港与圆林路相交处，采用多孔方型涵桥结构（3-BH=6.0×

3.0m），涵桥长约50m。

沙湖港西段（徐东路至罗家港段），渠长约2.57km，设计汇流量为20m3/s，该段设计成矩形断面明渠，底宽B=10m，H=2.5m，i=0.16‰，设计超高0.5m，渠道上宽为10m，渠道控制宽度为20m。

沙湖港与徐东路等四条规划路相交，采用单孔方型涵桥结构（BH=6.0×

3.0m），涵桥总长约100m。

2.5.2明渠底泥疏峻及底泥处置

明渠的改造，可采用先截流围堰再排水清淤的形式，分段进行施工。

由于沿线淤泥量较大，沙湖港、罗家港淤泥可采用人工和反铲式挖掘机相结合的方式请除。

现状明渠积泥厚平均以0.8m，积泥总体积约108000m3。

疏浚后的底泥就近集中囤积在明渠沿线临时租用的鱼塘内，鱼塘囤泥平均深度为2.0m，需租用的鱼塘面积约54000m2。

囤积在鱼塘内的底泥经重力浓缩，可减容50%，在此基础上再经凉晒，又可减容40%，最后干淤泥体积约16200m3。

干淤泥可结合罗家港、沙湖港明渠两岸生态绿化工程，用于绿化用肥，还可用于“绿色武汉”的建设需要。

2.5.3明渠结构设计

罗家港为环境整治重点渠段。

罗家港整治工程的护岸工程采用两级式护岸为主，在设计水位以上0.5m设马道，马道宽2m，马道以上边坡坡度为11.5，采用植草砖生态护坡，马道以下边坡坡度为12，采用300mm块石护坡、护底，马道采用60mm厚青石板铺砌。

新沟渠（东湖至新沟闸段），是连接东湖的主要渠道。

采用两级式护岸为主，在设计水位以上0.5m设马道，马道宽2m，马道以上边坡坡度为11.5，采用植草砖生态护坡，马道以下边坡坡度为11.5，采用300mm块石护坡、护底，马道采用60mm厚青石板铺砌。

沙湖港均用毛石混凝土矩形明渠。

2.5.4明渠绿化设计

此次明渠整治，全长约9.2km，属自然河道，线形曲折，呈现典型自然风貌。

罗家港两岸绿化带宽度各14.5m（含人行步道）；

新沟渠两岸规划绿化带宽度各13.75m（含人行步道）；

沙湖港两岸规划绿化带宽度各5.0m。

沿港渠两岸设绿化休闲区，布置观赏性草坪及层次中实的灌木和小乔木，设置绿化节点。

鉴于罗家港为城市排水明渠，河道线形较为平直，景观设计力求增加驳岸及绿地的变化，创造宜人的多彩空间。

设计卵石园路蜿蜒其中，配合小规模硬质铺地、座椅、庭园灯、青石栏杆等地景构筑物，形成自然园林风格，提高河道环境整治的社会及环境效益。

局部以春季景色为主的景观设计，配置以玉兰、海棠、紫荆为主的春季木本花卉植物，背景树则栽植暗绿色色调的广玉兰。

中间安置了小步道及休息坐凳；

局部以秋冬观赏树为主，如桂花、栾树、枫香。

常绿的樟树作为背景树，以衬托色叶树之美；

局部设计有疏密有致的竹林，沿河设计了腊梅、雪松，于冰天雪地之时形成清新优雅的冬景。

沿河岸线的景观布置有收有放，使人的视线有透有闭。

常绿和落叶乔木、灌木及不同季节物景的组合，形成开阔明朗、纷繁多变的滨河景观。

2.5.5明渠照明设计

沿河布置景观照明和道路照明，用新颖别致的草坪灯点缀绿化植被。

为展示城市风貌，反映建设成就，体现文明水平，再塑城市形象，本次照明设计，其灯光没有过分渲染、强烈，只是营造了一个幽雅宁静的氛围。

灯光造型方面：

设置庭园灯，灯距约16m；

绿化草坪上每隔4m左右布置草坪灯，起到一定的点缀作用。

照明接地：

夜景照明多是采用金属灯杆，接地非常重要。

传统的每根灯杆接地仍需保留，这是防雷需要，接地电阻≤30Ω。

另外供电线从总电源引出采用5芯电缆，即TN-S系统，在每个配电箱处将PE线做一次重复接地，接地电阻≤10Ω。

PE线引至沿线的每组金属杆并与其连接，为确保电源碰杆时能使保护很快动作。

户外箱式变电站2座。

2.6新沟闸

新沟闸是武昌罗家路地区重要的排水设施，作为东湖雨水调蓄控制闸，可实现武昌罗家路地区的雨水抽排和东湖水雨后出江之间的灵活调度。

根据东湖水系排涝计算，东湖常水位按19.15m控制，调蓄控制水位按19.75m控制。

在晴天和降雨时，新沟闸并闭，罗家路泵站将罗家路地区的雨水直接抽排出江，东湖地区132km2范围内的雨水经排水管涵收集后，就近排入东湖调蓄，雨后待罗家路地区的雨水抽排完毕，再开启新沟闸，将入东湖调蓄的雨水抽排出长江，以降低东湖水位，可在三日内排完东湖132km2的汇水，将东湖水位降至常水位，腾出调蓄库容以备下一场降雨水。

新沟闸断面为3-BH=5.0×

3.5，闸底高程为16.65m，过水流量为85m3/s。

启闭机采用手、电两用双螺杆启闭机。

闸室、启闭台、消力池采用C25钢筋混凝土结构；

启闭台楼面活荷载标准值4kN/m2。

护底、护坡均采用M10水泥砂浆砌MU30块石。

2.7罗家路泵站二期工程

2.7.1泵站规模

罗家路泵站的规模的确定除满足本地区的雨水及时排除外，还应保证在三日内排完东湖132km2的汇水。

罗家路地区22.57km2的汇水面积总规模将达到85m3/s，现有的罗家路泵站流量为Q=30m3/s，因此新建罗家路二期泵站设计规模确定为Q=55m3/s。

2.7.2泵站站址

罗家路二期泵站紧邻现有罗家路泵站，占地面积为14150m2。

罗家路二期泵站与现有罗家路泵站共用进水明渠，因此二期泵站尽量靠近原有泵站，拟建的罗家路二期泵站位于武昌区和平乡，原有泵站东北方向临江堤边，工程拟建区域目前为农民耕地和农民生产用地、民房住宅用地。

在原有罗家路泵站边再建二期泵站具有如下优点：

（1）.二期泵站的用地属规划控制的泵站扩建用地，不需要大面积拆迁，少征土地；

（2）.可与罗家路一期泵站共用引水明渠，除建泵站需征用地14150m2外，渠道不需另征用土地；

（3）.压力管靠近江堤，出江管线短，节省能耗；

（4）.可利用已有的自排闸系统，减少工程投资；

（5）.可与现有泵站统筹兼顾的平面布局和运行的调度管理。

同时也具有如下缺点：

（1）.由于泵站进水箱涵的埋深较大，施工难度较大；

（2）.由于临江大道处的用地紧临长江，工程地质条件也不理想，泵房的地基处理，防水隔渗处理，降水、护砌等土建费用将增大；

（3）.在长江边修建深为13m的泵房，施工期对防洪堤的安全不利，因此工程施工周期和措施费用相应较高。

2.7.3自排闸

根据枯水季节（11月~次年4月）的降雨特征，日降雨量统计资料（最大为78.2mm，一般为50mm以上）及武汉市旱季降雨强度公式校核，罗家路地区自排流量为20m3/s。

罗家路自排闸闸口断面为BH=4.43×

2.65m,闸底高程16.15m，过水流量为21.7m3/s，可以满足该地区的自排要求。

当外江低水位时，新建泵站自排系统与原罗家路泵站可利用该自排闸排入长江。

因此本工程不再新增设自排闸。

2.7.4泵站工艺流程

进水渠→格栅间→排水箱涵→前池→泵房→出水压力管道→消力池→长江

↓

沉淀池→排水渠道→自排闸→排水渠道→长江

9.1.1设备选型

由于罗家路泵站二期工程属于大型的排渍泵站，为了满足水泵的流量和扬程要求，可供选择的泵型不多，最为合适的水泵为立式湿坑式斜流泵。

立式湿坑式斜流泵是二十世纪八十年代引进美国英格索兰公司技术发展起来的新产品，是传统立式干坑斜流泵的改进型，是一种适应性广、有前途的水泵，其主要优点有：

（1）.轴功率变化小，即轴功率曲线比较平缓，泵在运行中不易出现因偏移工况而超功率现象；

（2）.泵效率高，其效率在85~90%之间，且泵高效范围广，能适应水位的变化；

（3）.抗气蚀性能好，运行平稳；

（4）.较干坑斜流泵，体积较小、占地面积小，进水流道易施工；

（5）.较干坑斜流泵比，转子部件一般为可抽出式，装拆方便，容易维修。

因此，罗家路泵站二期工程拟采用立式湿坑式斜流泵。

结合本工程的特性，水泵数量定为8台，单机流量为6.9m3/s。

因雨水泵站的设备检修可安排在旱季进行，所以不设备用泵。

2.7.5水泵设计扬程的确定

（1）.水泵经常工作扬程：

分析武汉市1865~1999年间共计134年的长江干流汉口站特征水位统计资料（附表一）可得出，长江最高水位平均值为22.992m（相应的吴淞高程为25.08m），则：

设计净扬程：

H1=25.08（吴淞）-2.088-18.00（设计最高水位）=4.992m

总水头损失约为：

H2=1.86（管路损失）+0.5（自由水头）=2.36m

水泵扬程为：

H=H1+H2=4.992+2.36=7.352m

水泵设计流量Q=6.88m3/s，设计扬程H=7.5m。

（2）.水泵最大工作扬程确定：

按照防汛部门要求，水泵出水压力管翻堤驼峰处管底高程应高于长江最高水位27.642m（相应的吴淞高程为29.73m），故设计压力管驼峰处管底高程为27.80m，压力管管径为d1800mm，则驼峰处管顶高程为27.80+1.80=29.60m，则水泵工作最大扬程为：

最大净扬程：

H1=29.60-[18.00-2.0（有效水深）]＝13.60m

H2=1.86（管路损失）+0.5（自由水头）=2.36m

H=H1+H2=13.6+2.36=15.96m

（3）.水泵最小工作扬程确定：

为满足规范，驼峰顶部的真空度不超过7.5m水柱高要求，则出水压力管道消力池槛顶标高为：

29.60-7.50=22.10m，则水泵工作最小扬程为：

最小净扬程：

H1=22.10-18.00＝4.10m

H=H1+H2=4.10+2.36=6.46m

故水泵工作段范围为：

设计流量Q=7.1~4.5m3/s，设计扬程H=6.5~16m。

（4）.效率要求

分析武汉市1950~1994年间共计45年的降雨量统计资料可得出，武汉市降雨多集中在4～8月份，其降水量占全年的65.6%，武汉市1950~1994年间共计4