小型泵站设计、施工安装与运行管理

报告内容一、泵站的组成与分类二、小型泵站工程设计三、小型泵站工程施工安装四、小型泵站运行管理（1）定义：泵站工程是将电（热）能转化为水能进行排灌或供水的提水设施。是机电排灌工程的核心，也是水利工程的重要组成部份。（2）组成：泵站通常由机电设备及为其配套的土建工程组成。•机电设备是由作为核心设备的水泵及其配套的动力机、传动装置、管道系统、电气控制设备和相关的辅助设备所构成。•配套土建工程包括泵房及上部结构，进、出水建筑物及其配套的控制涵、闸等。泵站的组成要素主要有5项：水泵、进出水池、泵房、附属设备、运行管理设施。一、泵站的组成与分类1.1泵站的组成一、泵站的组成与分类泵站的组成要素（抽水站）在我国的农业生产中，灌排泵站己成为农业稳产高产、旱涝保收的重要保证。同时，随着国民经济的迅速发展，泵站已从单一的农田灌排发展到工业、交通、电力、船舶、城市供排水及防洪等国民经济的许多重要部门。从总的方面分类，根据泵站的用途、规模、泵型或动力类型的不同，泵站有其不同的名称。•（1）按其用途可分为：灌溉泵站、排水（排涝、排渍）泵站、灌排结合泵站、供水泵站、调水泵站、补水（补库）泵站等。•（2）按泵站的提水高度可分为：高扬程泵站、中等扬程泵站、低（超低）扬程泵站。一、泵站的组成与分类1.2泵站的分类（3）按泵站规模可分为：大、中、小型泵站。一、泵站的组成与分类1.2泵站的分类•泵站主机组规模划分：宜根据水泵口径或进口直径与配套功率分等，其分等指标按下表确定：一、泵站的组成与分类1.2泵站的分类主机组规模大型中型小型轴流泵或导叶式混流泵机组水泵口径（mm）≥1600＜1600≥900＜900配套功率（kW）≥800＜800≥300＜300离心泵或蜗壳式混流泵机组水泵进口直径（mm）≥800＜800≥500＜500配套功率（kW）≥800＜800≥300＜300潜水电泵潜水轴流泵或潜水导叶式混流泵叶轮直径（mm）≥1600＜1600≥500＜500配套功率（kW）≥800＜800≥300＜300潜水离心泵或潜水蜗壳式混流泵水泵进口直径（mm）≥800＜800≥500＜500配套功率（kW）≥800＜800≥300＜300当主机组按分等指标分属两个不同等别时，应以其中的高等别为准。•泵站建筑物等级划分：泵站建筑物等级应根据泵站所属等别及其在泵站中的作用和重要性分级，其级别按下表确定。一、泵站的组成与分类1.2泵站的分类注：12•泵站建筑物防洪标准：按下表确定。一、泵站的组成与分类1.2泵站的分类•泵站建筑物防潮标准：受潮汐影响的泵站建筑物，其挡潮水位的重现期应根据建筑物级别，结合历史最高潮水位，按下表确定。•（4）按水泵的配套动力类型可分为：电力泵站、热能泵站和水能泵站、风力泵站、太阳能泵站。•电力泵站：将电能转换成机械能进行抽水的泵站。•热能泵站：将燃料燃烧产生的热能转换成机械能进行抽水的泵站。•水能泵站：将水的势能转换成机械能进行抽水的泵站。•风力泵站：将风能转换成机械能进行抽水的泵站。•太阳能泵站：将太阳能转换成机械能进行抽水的泵站。（5）按其所用的水泵类型可分为：轴流泵站、混流泵站、离心泵站、潜水泵站等。一、泵站的组成与分类1.2泵站的分类•一是依靠动力机械提水，需要的机电设备与一般水利工程相比，技术含量高，因而对工程管理和运行人员的技术水平要求也相应要高些；•二是能源消耗大、运行成本高，因而提高管理水平，降低运行成本至关重要；•三是能适应各种复杂的地形地貌，应用范围广，但大多数泵站分布农村、平原湖区、丘陵、地势高亢的旱塬等地区，生产生活条件差。一、泵站的组成与分类1.3泵站的特点1、设计流量灌溉泵站设计流量：应根据灌水定额、设计灌水率、灌溉面积、作物需水量、渠系水利用系数，灌区内调蓄容积等条件进行综合分析计算确定。排水泵站设计流量：应根据排涝标准、排涝方式、排涝面积及调蓄容积等条件综合分析计算确定。农村饮灌结合泵站设计流量：应根据灌溉期间的设计流量和供水对象的用水量标准等综合分析计算确定。工业及城镇供水泵站设计流量：应根据企业生产用水量和城镇供水人口的用水量标准及规模综合分析计算确定。排污泵站设计流量：应根据企业生产污水排放量和城镇人口生活污水的排放量，按照实际处理能力，计算确定。2.1泵站主要设计参数的确定二、小型泵站工程设计下面根据一个实例了解泵站设计流量怎么确定：——某灌区共有12500亩耕地，其中稻田8500亩，棉花田4000亩。灌区土壤均为粘壤土。现6月15日开始泡田插秧，要求8天内完成，在这期间正值棉花现蕾也需浇灌。试求灌溉泵站的设计流量应为多少，才能满足上述灌溉要求？【解】根据表有关标准及要求，取水稻田泡田定额为70m3/亩，泡田时间为8天，棉花现蕾期灌水定额采用40m3/亩，轮灌时间为8天，全灌区根据土质和灌溉面积大小，渠系利用系数取η=0.85。泡田期8天，平均每天泡田8500/8=1062.5亩，棉花田灌溉水4000/8=500亩最大用水流量发生在第八天，泵站不但要提供第八天的1062.5亩泡田用水和500亩棉花田灌溉水，还要提供前七天已泡田栽秧的7×1062.5=7437.5亩的秧苗补水。2.1泵站主要设计参数的确定二、小型泵站工程设计一般水稻生育期每昼夜耗水6~10mm，孕穗开花期每昼夜耗水10~15mm，取稻田苗期每日耗水深为8mm。按灌溉站每天开机20h计算，则每天泡田水和棉花灌溉用水流量为：2.1泵站主要设计参数的确定二、小型泵站工程设计542.185.0208360040004085007036001TtmAQ第八天秧田的灌溉补水流量为：648.085.0203600008.06675.74372Q灌溉泵站设计流量Q=Q1+Q2=1.542+0.648=2.19m³/sm³/sm³/s2、泵站特征水位（1）灌溉泵站特征水位2.1泵站主要设计参数的确定进水池水位a)防洪水位：根据泵站建筑物的防洪（防潮）标准分析确定；b)设计水位：从河流、湖泊、水库取水时，取历年灌溉期水源保证率为85%～95%的日平均或旬平均水位；从渠道取水时，取渠道通过设计流量的水位；c)最高运行水位：从河流、湖泊取水时，取重现期5～10年一遇洪水的日平均水位；从水库取水时，根据水库调蓄性能论证确定；从渠道取水时，取渠道通过加大流量时的水位；d)最低运行水位：从河流、湖泊、水库取水时，取历年灌溉期水源保证率为95%～97%最低的日平均水位；从渠道取水时，取渠道通过单泵流量时的水位；e)平均水位：从河流、湖泊、水库取水时，取灌溉期多年日平均水位；从渠道取水时，取渠道通过平均流量时的水位。上述水位均应扣除从取水口至进水池的水力损失。出水池水位a)最高水位：当出水池接输水渠道时，取与泵站最大流量相应的水位；b)设计水位：取按灌溉设计流量和灌区控制高程的要求推算到出水池的水位；c)最高运行水位：取与泵站加大流量相应的水位；d)最低运行水位：取与泵站单泵流量相应的水位；e)平均水位：取灌溉期多年日平均水位。二、小型泵站工程设计2、泵站特征水位（2）排水泵站特征水位2.1泵站主要设计参数的确定进水池水位a最高水位：应取排水区建站后重现期10a~20a一遇的内涝水位。排区内有防洪要求的，最高水位同时应其影响；b)设计水位：应取由排水区水位推算到站前的水位；c)最高运行水位：应取按排水区允许最高涝水位的要求推算到站前的水位；d)最低运行水位：应取按降低地下水埋深或调蓄区允许最低水位的要求推算到站前的水位；e)平均水位：应取与设计水位相同的水位。出水池水位a))防洪水位：根据泵站建筑物的防洪（防潮）标准分析确定；b)设计水位：应取承泄区5a~10a一遇洪水的排水时段平均水位；当承泄区为感潮河段时，应取重现期10a~20a的排水时段平均潮水位；对重要的排水泵站，经论证可适当提高重现期；c)最高运行水位：当承泄区水位变化幅度大时，应取重现期10a~20a洪水的排水时段平均水位；当承泄区水位变化幅度较小时，可取设计洪水位；对重要的排水泵站，经论证可适当提高重现期；d)最低运行水位：应取承泄区历年排水期最低水位或最低潮水位的平均值；e)平均水位：应取承泄区多年平均水位或多年日平均潮水位。二、小型泵站工程设计3、泵站特征扬程（1）设计扬程：应按泵站进、出水池设计水位差，并计入水力损失。在设计扬程下，应满足泵站设计流量的要求。也可按最高、最低扬程的算术平均值或使用频率最高的扬程确定设计扬程。（2）平均扬程：按下式计算加权平均净扬程，并计入水力损失；或按泵站进、出水池平均水位差，并计入水力损失。在平均扬程下，水泵应在高效区工作。2.1泵站主要设计参数的确定二、小型泵站工程设计iiiiitQtQHH（3）最高扬程：应按泵站出水池最高运行水位（明管出流时，以出水管出口中心线）与进水池最低水位之差，并计入水力损失。（4）最低扬程：应按泵站进水池最高运行水位与出水池最低水位（明管出流时，以出水管出口中心线）之差，并计入水力损失。1、总体布置（1）泵站的总体布置，应根据所选站址的地形、地质、水源、泥沙、供电、环境和交通（道路）条件，结合整个泵站水利枢纽或供电、灌溉、排水系统布局，综合利用要求，机组型式综合确定。泵站站址选择要求如下：•a)丘陵、山区泵站站址宜选择在有利于工程布置的地点；•b)泵站站址宜选择在岩土坚实、抗震性强、抗渗性能良好的天然地基上；•c)不同类型泵站站址选择，应符合GB/T50265-2010中4.2条的有关规定。（2）泵站的总体布置，应做到布局合理、技术可行、有利施工、安全运行、方便管理、经济实用、美观协调，并应符合GB/T50265-2010中5.1.2～5.1.10中的有关规定。2.2泵站工程布置二、小型泵站工程设计2、布置型式（1）由河流取水的灌溉泵站，当河道岸边坡度较缓时，宜采用引水式布置，并应在引渠渠首设进水闸（含拦污设施）；当河道岸边坡度较陡时，宜采用岸边式布置，其进水建筑物前缘宜与岸边齐平或稍向水源凸出。（2）由渠道取水的灌溉泵站，采用引水式或岸边式布置。由湖泊取水的灌溉泵站，根据湖泊岸边地形、水位变化幅度等，采用引水式或岸边式布置。（3）由水库取水的灌溉泵站，根据水库岸边地形、水位变化幅度及农作物对水温要求等，采用缆车式、漂浮式或潜没式泵房布置。（4）由河流、湖泊取水的灌溉泵站，根据岸边地形、水位变化幅度，采用缆车式、漂浮式或潜没式泵房布置。（5）由河流、渠道、湖泊、水库取水的灌溉泵站，根据岸边地形、水位变化幅度，优先采用潜水泵站布置型式。排水泵站、灌排结合泵站的布置型式应符合GB/T50265—2010中的5.2.2～5.2.10的有关规定。2.2泵站工程布置二、小型泵站工程设计1、泵房结构类型（1）分基型泵房：泵房基础与水泵基础分开建筑时称为分基型泵站。主要特点是水泵机组和泵房的基础分开，属单层结构。（2）干室型泵房：泵房及其底部均用钢筋混凝土浇筑成封闭的整体，在泵房下部形成一个无水的地下室，称为干室型泵房。主要特点是地上和地下两层结构，地下结构为不能进水的干室。适用于水源变幅超过水泵有效扬程时。（3）湿室型泵房：若泵房下部有一个与前池相通并充满水的地下室，则称为湿室型泵房。主要特点是泵房和进水池建成上、下建筑物，上层安装动力机和附属设备，下层作进水池用。2.3泵房设计二、小型泵站工程设计1、泵房结构类型泵房结构类型一般按照泵站等级确定。小（1）型泵站，主要推荐分基型、干室型、湿室型泵房结构类型。小（2）型泵站，主要推荐分基型泵房结构。潜水泵站和水轮泵站，可不建泵房，推荐使用户外控制设施。移动式泵房可分为泵船和泵车两种形式。泵站结构形式的确定，主要根据主机组结构性能，水源水位变幅、地基条件及枢纽布置，通过技术经济比较，择优选定。2.3泵房设计二、小型泵站工程设计离心泵或混流泵站（一般为卧式）：在最高水位不超过水泵安装高度时，一般采用分基型泵房。进水侧