貴州省安順市西秀區將軍巖提水泵站設計

摘 要：針對大屯河現代高效農業示范園區工程，現存的水利基礎設施配套不完善，田間管網不完善等問題，結合園區現有水利設施現狀設計在原已建煙水項目的將軍巖提水泵站處新增提水泵及提水管，經高位水池調節以滿足整個園區節水灌溉供水保證率要求，讓現代水利項目更好地服務農業、服務民生，為園區群眾增產增收提供重要水利基礎設施保障。

關鍵詞：農田水利；滴灌；水力計算；管網敷設

1 工程概況

大屯河現代高效農業示范園區是貴州省農業產業園區中的省級重點示范園區之一，位于西秀區楊武鄉大屯河西面。園區重點建設中草藥、金刺梨、經果林（主要為獼猴桃）三大產業。設計實施方案灌溉面積9100畝，主要種植作物有金刺梨套種中草藥和經果林（獼猴桃）。

園區現有水利設施已經不能滿足現代高效農業園區的灌溉要求，優化設計后將提高園區節水灌溉效益。項目區取水水源為大屯河，2015年煙水項目已在將軍巖攔河壩上游約100m的右岸河灘地上布置一泵站，取水口以上集雨面積204.8km2，取水點常水位在1192.00m，通過泵站提水至取水點西北面山頂1270.0m高程的高位水池。本次設計為在原已建煙水項目的將軍巖提水泵站處新增提水泵及提水管，在其相應9100畝灌區內布置部分干管及田間輸配水管網，采用噴灌、滴灌、微灌等灌溉方式進行灌溉。

2 將軍巖提水泵站

2.1 工程等別和洪水標準

大屯河現代高效農業示范園區工程水源提水泵站為2015年煙水項目建設的提水泵站1座，泵站設計提水流量為0.156m3/s；設計新增水泵1臺，設計流量0.078m3/s，因此泵站設計流量為0.234m3/s小于2m3/s，裝機（含備用機組）為420kW，在1MW～0.1MW之間。根據《水利水電工程等級劃分及洪水標準》SL252-2000及《泵站設計規范》GB50265-2010的規定，本工程泵站等別為Ⅳ等小（1）型泵站工程，建筑物級別為4級，防洪標準為20年一遇洪水設計，50年一遇洪水校核[1]。

2.2 泵站站址

大屯河現代高效農業示范園區工程取水水源為大屯河河水，站址為大屯河右岸將軍巖攔河壩上游約100m的河灘地上，取水口以上集雨面積204.8km2，取水點常水位在1201m左右。由于噴灌區、滴灌區、微灌區分布集中連片，三個灌區采用同一個已建將軍巖泵站提水灌溉，總灌面為9100畝（包括噴灌區6750畝、滴灌區1900畝、微灌區450畝），主要農作物為金刺梨套種中草藥、經果林。

2.3 泵站設計流量

根據作物最高日灌溉需水量和泵站提水時間來確定泵站提水流量，由于本灌區采用的高效節水灌溉方式均為噴灌，灌溉水利用系數為0.95×0.90=0.855。噴灌區作物為金刺梨套種中草藥，根據噴灌區工程設計灌溉制度確定，灌溉時間為每天灌溉18小時（每天灌三組，每組灌6個小時）；微灌區作物為金刺梨套種中草藥，根據微灌區工程設計灌溉制度確定，灌溉時間為每天灌溉20小時（每天灌一組，每組灌20個小時）；滴灌區作物為經果林，根據滴灌區工程設計灌溉制度確定，灌溉時間為每天灌溉18小時（每天灌三組，每組灌6個小時）；已建煙水一期精品區（100畝）種植作物為花卉，灌溉時間為每天灌溉1.67小時；新建引水工程每天最大日需水量735.10m3/d，最大需水流量30.6m3/h。由于灌區需水量較大，為了優化項目區的灌溉用水，當一個灌區內灌溉為最大輪灌組時，其余四個灌區灌溉相應較小的輪灌組，經計算：優化后項目區的最大需水流量灌溉組為噴灌Ⅲ區最大輪灌組（需水流量349.20m3/h）+其余四個灌區相應較小輪灌組（噴灌Ⅰ區需水流量105.47m3/h，噴灌Ⅱ區需水流量84.01m3/h，滴灌區需水流量170.46m3/h，微灌區需水流量60.28 m3/h），煙水一期精品區（100畝）最大需水流量39.92m3/h，引水工程最大需水流量33.57m3/h。優化后項目區的最大需水流量為842.91m3/h。已建將軍巖泵站的提水流量為562.08m3/h（兩用一備），泵站工作時間為15小時，將軍巖已建泵站的提水流量不能滿足灌區需水流量，因此需增加提水水泵及提水管，以滿足灌區供水要求，新增加提水水泵流量為281.04m3/h。

根據本工程的實際情況，將軍巖已建泵站控制灌區最高日需水量為（349.20+105.47+84.01）×18+170.46×21+60.28×20+39.92×1.67+30.6×24=12967.41m3，泵站采用15小時提水，各灌區按設計灌溉制度進行灌溉（噴灌區每天工作18個小時，滴灌區每天工作18個小時，微灌區每天工作20個小時），則高位調節水池容積為（12967.41-843.12×15）×5=1657.03m3，由于已建煙水項目現有將軍巖600m3高位水池和600m3分水池，因此本次設計在噴灌Ⅰ區西面山頭新建500m3的調節水池，采用二級提水至該水池。由于優化后最高日需水量大于泵站日提水量，因此在作物需水量較小期間，將三口高位水池提水蓄滿，以滿足最高日作物需水量。

2.4 新建提水管管徑計算

設計泵站提水流量281.04m3/h（0.078m3/s），提水管的直徑根據技術經濟條件結合實際運用情況來綜合選擇。按管徑計算經驗公式進行初估，計算管徑257.49mm，所選管徑259mm，壁厚7mm，實際流速1.48m/s。管壁厚經復核滿足設計規范要求。

2.5 水泵揚程

（1）提水管水頭損失

輸水管道水頭損失采用《灌溉與排水工程設計規范》（GB50288-99）推薦公式進行計算，局部水頭損失按沿程水頭損失的15%進行概算。經計算，將軍巖提水管管長共計880m，水損為12.17m。

（2）管道敷設

將軍巖提水泵站工程提水管道采用鋼管，管道全線采用明管敷設，鋼管底部與開挖地面距離為70cm；在轉彎處設鎮墩，每8m設一支墩，支墩采用等間距布置。管道與公路相交的地方采用埋管，采用埋管時，埋深不小于100cm。

（3）設計揚程

設計揚程H=靜揚程+hf+hj+安全裕度（5m），靜揚程為68m，水損hf為12.17m，水損hj為1.83m，經計算設計揚程為86.99m。

（4）水泵臺數比選

泵站裝機臺數與泵站的設計流量及揚程的變化幅度有關，泵站的主泵臺數宜為3～9臺，其中至少有一臺備用，流量變化幅度大的泵站，臺數宜多，流量比較穩定的泵站，臺數宜少，對于重要的城市供水泵站，工作機組3臺及3臺以下時，應增設1臺備用泵。備用機組數的確定應根據供水的重要性及年利用小時數，并應滿足機組正常檢修要求。對于灌溉泵站，裝機3～9臺時，其中應有1臺備用機組。對于年利用小時數很低的泵站，可不設備用機組。

由于灌區最高時需水流量為842.91m3/h，煙水項目已建3臺水泵（兩用一備，單臺流量281.04m3/h），因此本次只增加1臺水泵（單臺設計流量281.04m3/h，設計揚程86.99m），水泵參數為：型號：ZL300QJW300-90/140KW，功率140kW。

3 結束語

大屯河現代高效農業示范園區工程，現存的水利基礎設施配套不完善，田間管網不完善等問題，嚴重制約園區可持續高效發展。為了確保園區現代農業的高效優質發展，根據園區節水灌溉要求，在原已建煙水項目的將軍巖提水泵站處新增提水泵及提水管，經高位水池調節以滿足整個園區節水灌溉供水保證率要求，保證灌區安全可靠、節能經濟的高效合理用水。

參考文獻

[1]楊超.嘎醉河水庫提水泵站水泵選型設計及節能效果分析[J].黑龍江水利科技，2014（10）：60-62.

作者簡介：羅坤（1986-），男，漢族，貴州六盤水，大學本科，助理工程師，主要從事水利水電建筑工程設計工作。