農(nóng)田水利工程中小型泵站設計

楊瓊

摘? 要：農(nóng)田水利工程對農(nóng)業(yè)用水進行合理配置，確保農(nóng)業(yè)用水利用率大幅度提升，是我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平提高、糧食安全提高保障水平的重要支撐措施。在農(nóng)田水利工程設計時，需要從整體出發(fā)，依照工程所在地的差異特征對方案進行差異化設計，對設計方案進行比選，選取更為優(yōu)質的設計方案。本文對農(nóng)田水利工程的中小型泵站設計工作進行分析，希望為我國農(nóng)村水利工程建設提供參考。

關鍵詞：中小型泵站;農(nóng)田水利工程;工程設計

引言

農(nóng)田灌溉排澇是水利工程建設中的重要內容，隨著農(nóng)田水利工程的建設以及相關工程的不斷完善，諸多地區(qū)在發(fā)展過程中逐步建設中小型水泵站，確保整體灌溉排澇的效率得以提升，中小型泵站廣泛應用于丘陵、平原等諸多地區(qū)。就目前階段而言，農(nóng)田水利工程的中小型泵站在設計上具有一定程度的可提升空間，以下對農(nóng)田水利工程的中小型泵站設計中的幾個要點進行淺析。

1 中小型泵站設計原則

（1）總體布置上應布置合理，特別是灌排結合的泵站或者自排與抽排結合的泵站、自流與提水結合的泵站，在布置上要求結構緊湊，布局合理。

（2）在泵型選擇上，應使水泵設計揚程略小于水泵額定揚程，水泵設計流量滿足灌溉、排澇的要求。盡量選擇技術上較為先進且在本區(qū)域應用較多的泵型，避免使用不成熟的泵型。泵型應考慮泵站使用功能的不同，灌溉泵站應采用高效區(qū)比較寬，效率較高的泵型，排澇泵站應采用性能可靠、結構簡單的泵型。

（3）進出水布置：前池布置應盡量采用正向進水，正向進水可以保證進水流態(tài)較好，在不得以采用側向進水時，在設計側向進水前池時，采用圓弧或者橢圓弧而不是直角轉彎。出水池設計應避免水流急轉彎而引起水流沖擊和壅高。

（4）應盡量利用當?shù)亟ㄖ牧希O計時應考慮施工簡便且投資較省。

2中小型泵站設計要點分析

2.1中小型泵站設計流量分析

在農(nóng)田水利的具體設計工作開展過程中，中小泵站采用的泵房形式主要為干式或濕式泵房，水泵選型主要為混流泵、離心泵、軸流泵，其中以混流泵選用較多。首先，在設計中對基礎資料的收集是合格設計的基礎，包括興建緣由、設計流量、水文資料、地質資料、水位組合等。其次需要對水泵選型、設計揚程、運行工況、水錘分析等諸多因素進行細化分析，對設計內容能否與實際的運行工況進行對比分析，對可能引發(fā)的事故進行綜合性的防范。

根據(jù)泵站的工作任務，泵站流量可分為供水流量和排水流量，其中泵站供水流量包括工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或居民生活等必須的流量和輸水配水管（渠）及使用過程中所損耗的一部分流量;泵站排水流量為農(nóng)田排水和城鎮(zhèn)工業(yè)廢水、生活污水和雨水等必須排除的水量。泵站流量是確定泵站規(guī)模的重要依據(jù)。因此、正確確定用戶（供水或排水）流量，盡可能地減少輸水配水過程中的水量損失，是降低工程投資和運行費用，節(jié)能節(jié)水的重要途徑。另外，對供水泵站，用戶所需的流量（即用水流量）必須與水源可能供給的流量（即來水流量）相匹配。例如，對于灌溉，只有當來水過程能滿足用水要求時，則可以按原定的灌溉面積進行規(guī)劃設計。當來水和用水之間有矛盾時，可以采取以下措施加以解決：當來水大于用水時可以根據(jù)地形情況、適當?shù)財U大灌區(qū)面積，以充分利用水資源;當來水過程不能滿足用水過程，或部分時間，特別是用水關鍵時期不能滿足要求時：一是采取調蓄的方法增加蓄水工程，或另外開辟新水源;二是適當延長用水時間（但不得使作物嚴重受旱），或適當調整作物類型或作物種植比例，或適當縮小灌區(qū)范圍，減少用水流量，前者會增加工程投資，后者則會減少工程效益。因此，供水泵站的流量也應根據(jù)技術經(jīng)濟比較后才能加以確定。排水泵站的設計流量也與調蓄容積和受益面積的大小有關。調蓄容積越大，受益面積越小，泵站的流量則越小，工程投資和工程效益也越小。相反，調蓄容積越小，受益面積越大，泵站設計流量則越大，工程投資和工程效益也越大。所以，排水泵站設計流量的決定問題實際上也是一個技術經(jīng)濟問題。

2.2對水泵的選型分析

灌溉和給水泵站，揚程較高，宜選用離心泵和混流泵，排水泵站由于設計揚程較低，常常選用軸流泵和混流泵。當揚程小于10米時，可對軸流泵進行選擇，揚程在10～15米的范圍時，可以對混流泵進行應用，如若實際的揚程大于20米，則需要對離心泵進行選擇。

2.3對干室型泵房的設計分析

根據(jù)干室型泵房的結構特點，應注意以下幾個問題：

（1）室內排水及室外的防滲處理：在干室型泵房中，進水池水位常常高于水泵，所以水泵的進、出水管道上應設閘閥及泄水管，作為檢修時管道及泵體泄空之用。為了及時排除泵房內部的滲水和管閥漏水以及排除檢修時的廢水，一定要設置排水泵進行排除，為加強水下部分的防滲能力，要求側墻及底板的防滲混凝土抗?jié)B標號400號，厚度不小于2cm。

（2）加強通風措施：由于干室型度形地下部分較深，如果僅依靠自然通風，往往難以滿足要求，因此必須設置機械通風系統(tǒng)。尤其是很大的圓筒式、瓶式和潛沒式泵房，當機組功率大散熱量高時，僅從電機出風口抽排熱空氣至室外，其效果不明顯。實踐證明，可以同時采用機械送風裝置，即從泵房外吸取冷空氣一直送入泵房底層，可以保證機組和運行人員有良好的工作條件。

（3）充分利用泵房空間：為了充分利用泵房上部空間，干室型泵房的配電設備可以布置在上層樓板上，該層不應布滿整個泵房，以便于底層設備或部件的吊裝。由于配電設備高于水面，可以避免受潮且有利于運行和管理。對于圓筒形泵房，因泵房內設備布置比較緊湊，原地檢修困難，通常可以在上層樓板進行小修，需要大修時，應運出泵房外進行。矩形干室型泵房的檢修間下層可以作為地下室，利用其布置輔助設備，必要時也可以不開挖，以縮小干室面積節(jié)省工程投資。

（4）泵房整體穩(wěn)定校核：干室型泵房整體穩(wěn)定校核一般應包括抗滑，抗浮兩種工況。根據(jù)干室型泵房的結構特點，干室三面都回填土，因受力比較均勻。通常不必進行抗滑穩(wěn)定計算。由于干室內不允許進水，在高水位時浮力很大，必須進行抗浮穩(wěn)定校核。抗浮穩(wěn)定校核可選擇這最不利工況，即泵房土建施工完畢，機組未安裝、未回填土，但泵房四周達設計最高水位時，此時抗浮力為泵房土建部分自重，包括屋面系統(tǒng)、磚墻、水下墻及底板等，設其為W（方向朝下），浮托力為泵房淹沒于水下同體積的水重，設為W浮（方向朝上）。抗浮穩(wěn)定程度以安全系數(shù)K浮表示。K浮為抗浮力與浮托力的比值，K浮必須大于或等于允許的抗浮安全系數(shù)[K浮]，[K浮]應大于1.1，如果計算的尺寸不滿足抗浮穩(wěn)定要求，可考慮增加泵房的自重或將底板適當?shù)纳斐霾⒒靥钔粒岳闷渖系乃丶巴林兀瑥亩哟蟊梅康目垢×ΑＳ嬎愎r的選擇，應以最不利工況為準，但有時難以預見哪一種工況為最不利時，則必須按幾種工況分別計算，予以比較。

3結語

在農(nóng)田水利工程中小型泵站的設計過程中，中小型泵站是可能會存在諸多問題有待于解決，需要對泵選型、設計揚程、運行工況、水錘分析等諸多問題進行詳細的分析。從諸多角度保證所設計的農(nóng)田水利工程的中小型泵站結構合理，布局緊湊，在技術經(jīng)濟方面比較合理，提升當前農(nóng)田水利工程設計的質量，推進可持續(xù)發(fā)展，使我國能夠充分建設社會主義新農(nóng)村，提高現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)糧食生產(chǎn)量。

參考文獻

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