移動泵站的設計及應用——以山東省高青縣引黃灌區為例

李淑芹，王 寧

（山東省淄博市水利勘測設計院，255020，淄博）

移動泵站的設計及應用——以山東省高青縣引黃灌區為例

李淑芹，王 寧

（山東省淄博市水利勘測設計院，255020，淄博）

移動泵站；固定泵站；設計應用；高青縣

隨著各類農田水利項目的實施以及農田旱澇保收標準的不斷提高，我國機電灌排固定泵站發展迅速。固定泵站作為重要的水利基礎設施，擔負著灌溉、排澇等任務，對改善農業生產條件、促進農民增收起著重要的保障作用。過去部分固定泵站建設存在規劃布局不合理、因水位變化造成使用受限、維修費用高等問題，且固定泵站對水源水量、選址等方面要求較高，為滿足灌溉周期和灌溉面積的要求，其水泵流量、管徑均較大，投資較高。相比傳統固定泵站，移動泵站在靈活性、效率、成本等方面均有優勢，成為固定泵站的有效補充。

本文以2015年山東省淄博市高青縣引黃灌區內唐坊鎮農業綜合開發高標準農田建設項目為例，介紹移動泵站的工作特點以及在靈活性和成本上較傳統固定泵站具有的優勢。

一、項目區基本情況

高青縣位于淄博市最北部、魯北黃泛沖積平原，地形較為平坦，總地勢西北高、東南低。作為引黃灌區，高青縣水資源較為豐富，農業灌溉多采用井灌和固定泵站。高青縣部分地區地下水為堿水，無法采用機井灌溉，而部分固定泵站因水位變化造成使用受限以及維修費用高等問題，農田灌溉受到很大影響。

1.水利骨干工程

項目區處在高青縣東部的唐坊鎮境內，區內耕地面積1.65萬畝（1畝= 1/15hm2，下同）。項目區西臨引黃濟淄干渠，東接杜姚溝，地表水資源豐富。

引黃濟淄干渠（過青干渠）在高青縣境內長18.30 km，現有配套建筑物29座。過青干渠為單梯形斷面，底寬9m，兩岸坡比1∶1.75，渠道深2.8 m，全線采用混凝土板襯砌。

杜姚溝是高青縣的五大干排之一，此外支二十四排橫穿項目區。兩條排溝均可匯集引黃灌溉尾水和降水，為農田灌溉提供了水源。

2.田間工程

項目區現有機井均已廢棄，不能滿足灌溉要求。區內荊官村南現有兩座泵站，功率均為37 kW。雖然項目區灌排溝渠豐富，但排溝深約2m左右，部分溝渠堵截，淤積比較嚴重，缺少必要提水灌溉設施，使得耕地得不到開發利用，不能充分發揮項目區溝渠豐富的優勢。

二、田間泵站設計

項目區地表水水質較好且水量充沛，為了滿足項目區灌溉要求，項目區因地制宜采用井灌和水泵提水灌溉相結合的方式。

1.泵站形式的選擇

項目區地下水多為堿水，可采用機井灌溉的農田僅有609畝，占3.69%，其余均需采用地表水灌溉。因此井灌不能作為項目區主要灌溉方式。

杜姚溝位于項目區東側，支二十四排橫穿項目區，項目區地表水豐富。但由于引黃閘放水時間多為10天左右，要在短時間內完成項目區的灌溉任務，要求泵站的水泵流量、管徑均較大，投資較高。因此可在杜姚溝、支二十四排等水源有保障的較大排溝上新建固定泵站進行灌溉，灌溉面積2 950畝；剩余12 941畝耕地利用引黃灌區溝渠發達、地勢平坦的特點，根據排溝分布情況布設移動泵站。移動泵站占地面積小、設備簡單，田間不用布設管道，投資少，具有灌水方便快捷的特點。

2.移動泵站設計

移動泵站主要建筑物為充電樁，充電樁內設漏電保護器1個、開關2個，灌溉時可做到即插即用，方便快捷。項目區沿排溝每隔100m左右布設1個充電樁，同時每個移動式泵站配備水泵1臺。

單個移動泵站控制灌溉面積為20～30畝，共布設移動泵站557臺。根據下式計算水泵流量：

式中，Q設為管道輸水灌溉系統的灌溉設計流量 （m3/h）；T為灌水周期（d），2.5 d；t為灌水時間（h），13 h；A為灌溉面積（畝），30畝；M為灌水定額，44.35 m3/畝；η為灌溉水利用系數，取0.85。

經計算，Q設=48.2m3/h。

由此確定移動泵站配套水泵型號為80QW 50-10-3，揚程10m，流量50m3/h，電機功率為3 kW。

三、泵站形式比較

不同形式的泵站在可靠性、效率、設備成本等方面均有差異，本文從這幾個方面對固定泵站和移動泵站進行比較分析。

1.可靠性分析比較

固定泵站的安裝、運行管理及其后期維修都較為復雜，且一臺水泵控制灌溉面積為幾百畝到上千畝，運行前需將泵體充滿液體，運行時對管理人員要求較高。由于每臺水泵控制灌溉面積廣，一旦水泵出現故障，將直接造成春旱用水緊張的狀況。

移動泵站使用的是潛水泵，一個移動泵站控制灌溉面積 20～30畝，且潛水泵重量較輕，通過人力可以到達任何安裝地點，適合于人均耕地少、耕地分散的農田灌溉。移動泵站受電源影響較大，沿溝渠需設計充電樁。兩種形式的泵站性能比較見表1。

表1　固定泵站與移動泵站的性能比較

2.抽水效率與費用比較

固定泵站多采用離心泵，一般小型離心泵的效率為50%～70%，大型離心泵可高達90%。潛水泵也是離心泵的一種，也是在離心力作用下，液體不斷從排水溝中被抽吸上來又連續不斷地從排水管流出，效率一般在80%左右。兩種泵站的抽水效率均較高。

3.設備成本比較

根據本次工程計算，固定泵站畝均投資 156元，但是固定泵站需要配套田間管道和給水栓等，綜合畝均投資544元；移動泵站畝均投資266元。因此從設備成本上來說，移動泵站畝均投資低于固定泵站，且沒有固定泵站的建設周期，是一種新型的防洪減災設備，具有廣闊的市場前景。

四、結 語

綜上所述，固定泵站適用于有較大骨干灌排渠道或塘壩，且耕地分布集中的區域，可以促進高效利用。對固定泵站無法解決，但地勢平坦、水源充足、溝渠發達的區域，還需發展移動泵站作為補充。

[1]孫沉.移動泵站在機電排灌中的應用[J].廣東水利水電，2005（5）.

[2]王福軍.我國大型灌溉泵站的技術現狀與發展趨勢[J].中國水利，2009（23）. [3]趙文軍，馮曉莉，陳利，薦威.移動泵站的形式比較與選用[J].人民黃河, 2012（6）.

[4]蔣文軍.對幾種移動式泵站方案的探討[J].通用機械，2010（1）.

責任編輯張金慧

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1000-1123（2016）08-0037-02

2015-09-29

2016-03-16

李淑芹，工程師。