泵站设计规划分析

[关键词]泵站 设计 方法 

　　泵站工程主要是通过机电提水设备及其配套建筑物，在消耗一定能量的基础上，实现水的提升或输送的水利工程。在泵站工程规划的过程中，规划人员需要考虑当地的自然条件、社会经济状况和水资源情况等各种综合因素，然后在确定工程目标和供水（或排水）范围等，最终能够实现降低能源消耗、减少工程投资、提高设备利用率的目的。对于以农田灌溉或排水为目的的泵站工程，在其规划阶段中应达到相关标准。 

　　一、灌溉泵站工程规划 

　　（一）抽水灌区的划分及泵站布局 

　　我们所说的抽水灌区的划分，其实就是确定抽水灌区的面积，在此范围内建几处水泵站，每一处是一级抽水还是分几级抽水。 

　　影响抽水灌区划分的因素是多种多样的，包括行政区划、地形、灌区的大小、水源、交通、能源、现有水利工程设施等。比如说，如果只考虑一处建站控制全灌区的面积，那的确是减少了单位面积或单位容量的投资，集中的工程也便于管理，但是也会造成渠道过长，水位落差大，用水管理不便等问题。所以，灌区划分应考虑多方面的因素，因地制宜地解决好影响工程的主要矛盾和问题。 

　　一般来说，灌区划分主要有以下几种方案： 

　　1.一站一级抽水，一区灌溉 

　　在水源岸边一处建泵站A，通过出水管道B将水抽送到出水池c，然后再由输水干渠D分水控制全部灌溉面积。在灌区面积不大、地形高差较小的情况下，这种方法使用广泛。 

　　2.多站一级抽水，分区灌溉 

　　按照地形、水系及行政区划，把全灌区分成若干小灌区，并在各地单独建站、分片控制。 

　　这种方式在灌区内河网沟汊较密、行政区划较小、各分片区均临近水源的情况下，使用较为合适。其主要优势在于，工程分散、经营灵活， 众多低扬程、小流量的泵站组成大面积的抽水灌区。相比一处集中建站，其能够最大限度的减少渠系占地和输水损失，也能够有效的降低跨沟建筑物和扬程损失，而且还可以避免因渠线过长可能引起的上、下游用水矛盾，便于管理。 

　　3.一站分级抽水，分区灌溉 

　　如果灌区面积不大，但是地形坡度较陡，或者是呈现明显台阶状地势，那么为了防止抽高灌低的情况出现，往往需要在水源岸边一处建站，而在同一座泵站内安装两种，或者两种以上不同扬程的水泵，以便能够向不同高程的出水池供水，分别控制不同高程的灌溉面积，这样才能实现节省能源的目的。 

　　如果区内只有少量局部高地或低地需要分别控制，那么可以考虑采用一台泵向高低不同的两个水池供水的方式。 

　　（二）站址选择 

　　站址选择是否合理，直接决定工程建设的成败。一般来说，站址选择主要考虑这几个方面：有利于全灌区面积的控制、有利于泵站枢纽的总体布置、便于渠站相互结合，而且工程量小，安全可靠，并且能够合理的取水。一般在站址的选择上，需要主要以下几个主要： 

　　1.水源 

　　发展抽水灌区是和可利用的水源关系密切。那些从河流、湖泊取水的泵站，在站址的选择上，需要考虑河床及堤岸的稳定性，而且要保证流量，保证水位变幅小，同时还对防洪、防沙、防冰及防污有积极的作用。 

　　如果是距入海口较近的河段上取水的泵站，就必须要避开受潮汐影响的范围；而从水库取水的泵站，则必须要避开可能出现滑坍、湿陷和淤积的部位。 

　　如果是从渠道取水的泵站，那就重点考虑把站址安置在灌区的上游，这样才能更好的进行渠系的布置。 

　　2.地形 

　　考虑到泵站建筑物的布置，站址的地形选择应该以开阔为核心，当然，同时还需要考虑是否具备与泵站扬程相适宜的地形高差和岸坡，这样才能便于出水管道的铺设，并能够更好的缩短管道的长度。此外，还需要保证泵站能够避开山洪威胁，并且具有较好的通风采光条件。 

　　3.地质 

　　要保证泵站建筑物处在岩土坚实、承载力强、渗透性弱、地下水位深的地基上，避开有断层、破碎带及裂隙的地段。 

　　4.电源、交通 

　　在站址选择时，应视泵站规模大小兼顾动力电源的来源及输变电工程的造价，这样才能尽尽可能的减少输电线路的长度。而且，站址要有利于与外部公路交通的衔接，这样才能利于机电设备和施工物料的运送。 

　　二、泵站建筑物的组成及布置 

　　一般来说，泵站的主要建筑物包括：取水口、进水闸、拦污栅、前池、进水池、引渠、泵房、出水管道和出水池等。 

　　辅助建筑物包括：变电站、修配厂和库房、进站道路及回车场、办公及生活用房等。 

　　泵站主要建筑物的组成及布置形式，主要由建站的目的、水源的种类和特性，包括站址处的地形、地质等因素所决定的。因此，泵站设汁的过程中，首先要把主要建筑物布置在适当的位置，接着在根据辅助建筑物的作用进行合理的布置。 

　　（一）灌溉泵站总体布置 

　　如果水源与灌区控制高程相距远，同时二者之间的地形平缓，大那就考虑采用有引渠的布置形式。这种形式一方面能够让泵房尽可能的靠近出水池，从而缩短出水管道的长度；另一方面能够让泵房远离水源，进而尽可能的降低水源水位变化对泵房的影响。在引渠前，通常要设置进水闸，以便于控制水位和流量，保证泵房的安全；并在非用水季节关闭，避免泥沙入渠；在其他建筑物检修的过程中，可以考虑隔离水源。 

　　（二）排水泵站总体布置 

　　在实际的工程建设中，我们可以发现由于外河水位高，许多排水区在汛期而不能自排，但是在洪水过后却能够自流排出。这就决定了，排水泵站一般由两套系统组织，即自流排水和泵站抽排两套排水系统。考虑到自排建筑物与抽排建筑物的相对关系，可分为分建式和合建式两种布置形式。 

　　在泵站扬程较高，或内外水位变幅较大的情况下，这种形式是比较实用的，但会要求站址的地形比较开阔，这样才有利于站、闸、渠的布置。 

　　而合建式，就是把两套系统组合在一起，共用一部分建筑物，实现集中管理。这种形式的优势在于，布置紧凑、占地较少，但也存在构建较复杂的问题。在泵扬程较低，或内外水位变幅较小的情况下，更为实用。 

　　（三）排灌结合泵站的总体布置 

　　事实上，由于地形和季节的原因，有些地区既需要抽排，也需要提灌。此时，就需要这一套机电提水设备，能够完成排涝和灌溉的任务，这也就出现了排灌相结合的泵站。 

　　这类泵站的布置形式多种多样，从本质上可概括为分建式和合建式。前者的排灌，是由闸与站的组合运用来实现，后者的排灌，则是通过操作闸门改变流向来实现。如果需要排水，那就可关闭引水闸1，同时开启节制闸2，此外，还要关闭出水管道5上的闸阀，并及时的开启出水管道6上的闸阀，最后再开动水泵将排水干渠9的水排至外河。 

　　如果需要灌溉，各闸门和闸阀的操作与上相反，这样就可把外河的水用水泵抽送到灌溉干渠8。荣誉感需要同时排涝和灌溉，就需要先满足排水要求，再把排出的水用于灌溉。 

　　四、小结 

　　其实，泵站工程规划的内容和方式，在很大程度上取决于各个工程的建设目标，根据不同的目标以及实际的地形情况，对规划内容进行调整，当然所需要的基础性资料也各有侧重。但是，任何水泵工程的建设，都需要遵循水利工程建设的一般程序和规律。