農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理項(xiàng)目排灌站規(guī)劃設(shè)計(jì)指南

農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理項(xiàng)目排灌站規(guī)劃設(shè)計(jì)指南農(nóng)業(yè)綜合開項(xiàng)目有自流灌溉和提水灌溉等。自流灌溉有很多優(yōu)越性，但有時(shí)受具體條件的限制，例如地塊較高，水面低于地面，不能實(shí)現(xiàn)自流灌溉，就要考慮修建泵站進(jìn)行提水灌溉。另外，在低洼地區(qū)暴雨成災(zāi)，要把積水迅速排往河道，就要修建泵站進(jìn)行排澇。因此泵站是農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)項(xiàng)目中的重要組成部分。本章節(jié)主要介紹小型泵站的規(guī)劃和抽水機(jī)械、動(dòng)力機(jī)械的選型、配套、安裝、維護(hù)。1.1泵站的規(guī)劃修建泵站要在整體規(guī)劃的基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃，以決定建站的地點(diǎn)，灌排流量，揚(yáng)程及揚(yáng)水方式。1.1.1抽水流量的確定灌溉泵站的抽水流量，是根據(jù)灌區(qū)的灌溉需水流量來定的，可參照渠道設(shè)計(jì)流量公式計(jì)算，但要考慮每晝夜機(jī)械能夠抽水時(shí)間。排澇泵站的流量由平均排出法計(jì)算的設(shè)計(jì)排澇流量確定。1.1.2泵站站址及揚(yáng)水方式的選擇泵站一般有引水渠、吸水池、機(jī)房、壓力水管和出水池等。在選擇站址時(shí)要考慮下列因素：（1）地形條件：一般把機(jī)房布置在陡坡坡腳，以便降低水泵安裝高程，提高水泵抗汽蝕性能。（2）地質(zhì)資料：站址處岸坡穩(wěn)定，不能布置在滑坡體或容易滑塌的陡崖下，機(jī)房應(yīng)放在挖方或巖基上，機(jī)房基礎(chǔ)盡可能在地下水位以上。（3）站址盡可能的靠近水源、電源和灌區(qū)，以縮短引水渠、輸電線路和灌渠，同時(shí)考慮到交通、管理的方便。（4）建站應(yīng)不占或少占耕地。（5）對(duì)于河中取水口應(yīng)布置在河流的凹岸或穩(wěn)定順直的河段上。同時(shí)，應(yīng)考慮泵站的防洪、防沖和防淤問題。1.2灌排泵站機(jī)電設(shè)備1.2.1灌排泵站建設(shè)條件1、農(nóng)田水利灌溉有自流和提水灌溉等方式，在有條件自流灌溉地區(qū)，應(yīng)盡量自流灌溉，只有當(dāng)受到灌區(qū)地形和水源條件的限制，自流灌溉不可能或工程造價(jià)太高時(shí)才考慮提水灌溉。排水有自流排水和抽排水等方式，以自排為主，輔以抽排。2、要根據(jù)該治理項(xiàng)目的農(nóng)作物種類制定出灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并計(jì)算出總的灌溉用水量；并對(duì)現(xiàn)各種水源提供的供水量能滿足項(xiàng)目區(qū)灌溉用水量的程度進(jìn)行分析，如水量不能滿足灌溉用水量的要求，計(jì)算出供水量或需要增加供水量，在其他工程方式（增設(shè)小型水庫或攔河堰壩）工程投資大，占用土地較多情況下，若在附近有水源，能通過興建或改造灌溉泵站解決。=1\*GB2⑴在農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理項(xiàng)目中把自流灌溉為主，當(dāng)自流灌溉供水量不能完全滿足要求時(shí)通過灌溉泵站補(bǔ)充供水=2\*GB2⑵沒有條件實(shí)現(xiàn)自流灌溉的土地治理項(xiàng)目通過灌溉泵站解決用水。=3\*GB2⑶現(xiàn)有供水水源具有季節(jié)性。附近河流在枯水期達(dá)不到自流供水水位，自流灌溉用水量不足通過灌溉泵站解決季節(jié)性用水。=4\*GB2⑷、農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理項(xiàng)目區(qū)內(nèi)出現(xiàn)起伏地形，灌區(qū)一些分區(qū)不能通過自流方式解決灌溉用水，這些分區(qū)設(shè)置灌溉泵站解決灌溉用水。3、影響排水流量的因素很多，有降雨量、蒸發(fā)量、排水面積、地形、地勢(shì)、河網(wǎng)蓄水量、田間蓄水量、作物耐淹深度等，通過推算結(jié)合經(jīng)驗(yàn)確定排水流量；在外水位高于農(nóng)田時(shí)需要設(shè)置排水泵站解決農(nóng)田水的排放。=1\*GB2⑴沒條件實(shí)現(xiàn)自流排水的土地治理項(xiàng)目通過排水泵站解決排水。=2\*GB2⑵在豐水期時(shí)地勢(shì)低洼農(nóng)田遇澇不能自流排水通過排水泵站排水。=3\*GB2⑶處于丘陵地帶的農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理項(xiàng)目區(qū)內(nèi)出現(xiàn)起伏地形，灌區(qū)一些分區(qū)不能通過自流方式解決排水，這些分區(qū)設(shè)置排水泵站排水。1.2.2灌排泵站位置選擇1、解決水源性供水的灌溉泵站可設(shè)置在離農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理項(xiàng)目區(qū)最近河邊或水庫邊，盡可能的靠近水源、電源和灌區(qū)，以縮短引水渠（或引水管）、輸電線路和灌渠，開挖土方量要較小，便于車輛出入；應(yīng)考慮泵站的防洪、防沖和防淤問題；取水口高程要考慮到水位的變化合理確定，保證在農(nóng)作物生長期抽到灌溉水；出水池位置選擇合理能控制項(xiàng)目區(qū)內(nèi)較大的灌溉面積。泵站根據(jù)各灌溉點(diǎn)需要布置盡量不要過于集中，避免增大渠道截面。從渠道引水時(shí)應(yīng)選在等高線比較集中的地方。從河流直接取水時(shí)，應(yīng)盡量選河段順直、主流靠近岸邊、河床穩(wěn)定、水深和流速較大的地方。水庫取水時(shí)，應(yīng)首先考慮在壩下游，如在壩上游取水時(shí)，應(yīng)選在淤積范圍之外。2、部分分區(qū)不能通過自流方式解決灌溉用水，灌溉站設(shè)置灌溉支渠上，提升水至分區(qū)灌溉渠內(nèi)；如果各分區(qū)分散分布不相連，泵站采用小型化分別設(shè)置；取水口高程在支渠最低水位之下并有足夠的淹沒深度，隨時(shí)把水提至分區(qū)灌溉渠內(nèi)。如設(shè)置排水泵站該泵站設(shè)置在分區(qū)排灌渠內(nèi)把水抽至區(qū)內(nèi)排灌渠內(nèi)；取水口在最低水位之下。泵房建在渠道邊泵房，盡量不占或少占用耕地。3、排水泵站選擇在排出水位較低的地段，以便降低排水揚(yáng)程，減少裝機(jī)容量和電能消耗。要充分考慮自排的條件，盡可能使自排與抽排相結(jié)合。排水面積不大，裝機(jī)容量較小，揚(yáng)程不高，采用一級(jí)排水方式。一般在排水面積較大，地形起伏不大，地勢(shì)單向傾斜，蓄澇容積集中且較大，排水出口單一的地區(qū)，集中建站。當(dāng)排水面積較小，地形比較平坦，高差不大，蓄澇容積較大，亦宜集中建站。對(duì)排水區(qū)水網(wǎng)密集，排水出口分散，地勢(shì)高低不平，高地要灌，低地要排的地區(qū)，宜分散建站。1.2.3灌排要求根據(jù)省農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)辦公室粵農(nóng)綜[2005]67號(hào)文要求“中低產(chǎn)田改造項(xiàng)目的選擇應(yīng)符合如下條件：要符合當(dāng)?shù)氐耐恋乩靡?guī)劃，要有明確的區(qū)域范圍，按流域或灌區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃；水源有保證，防洪有保障，排水有出路，灌排骨干水利工程基本具備；開發(fā)治理的地塊要相對(duì)集中連片，年度單個(gè)項(xiàng)目相對(duì)連片積，原則上平原地區(qū)不低于一萬畝，丘陵山區(qū)不低于五千畝…….?！备脑祉?xiàng)目都是對(duì)原耕作農(nóng)田按流域或灌區(qū)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃，干渠滿足主要的灌溉用水和排水要求；在主水源有保證的前提下結(jié)合改造的土地面積，一個(gè)項(xiàng)目需要增加或調(diào)整灌排水單泵流量一般不要太大，約不超過0.5立方米/秒。原則上灌排水量在0.5立方米/秒以下設(shè)置一臺(tái)泵組，0.5立方米/秒以上設(shè)置二臺(tái)泵組以上。泵組臺(tái)數(shù)不多（如裝置兩臺(tái)泵組水泵），出水管線不長，各泵出水管直接引至出水池。1.2.4水泵選擇1、水泵設(shè)計(jì)流量Q灌溉流量根據(jù)灌溉面積、作物需水情況及水源條件來計(jì)算確定Q需，水泵設(shè)計(jì)流量Q以Q≥Q需。排澇流量根據(jù)排水分區(qū)的面積，由計(jì)算的設(shè)計(jì)排澇流量確定。流量單位：立方米/秒或立方米/小時(shí)或升/秒2、水泵揚(yáng)程H根據(jù)灌區(qū)需要把水提高到灌溉渠的正常水面高程（或出水池正常水位）或出水管口中心線（出水管在水面以上出流時(shí)）與取水渠正常水面高程（或進(jìn)水池正常水位或河面正常水位）的垂直高度稱為凈揚(yáng)程，用符號(hào)H凈表示；水經(jīng)管道時(shí)，由于水受到摩擦等阻力損失部分揚(yáng)程，這部分是損失揚(yáng)程（損失水頭）用h損表示（包括出水管部分損失揚(yáng)程h出損，吸出管部分失揚(yáng)程h吸損，公式：h損=h出損+h吸損）；因此水泵揚(yáng)程應(yīng)為凈揚(yáng)程和損失揚(yáng)程之和。即：H=H凈+h損H凈包括兩部分，它是以水泵基準(zhǔn)面為界的（臥式水泵以泵中心線的水平面為基準(zhǔn)面，立式水泵則以通過葉輪出口中的水平面為基準(zhǔn)面）。進(jìn)水池水面到水泵基準(zhǔn)面垂直高度（水泵把水吸上來的高度）為吸水揚(yáng)程，簡稱“吸程”用“H吸”表示；水泵基準(zhǔn)面到出水池面垂直高度（水泵把水壓出去的高度）為出水揚(yáng)程，簡稱“H出”。即：H凈=H吸+H出排澇泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程是由承泄區(qū)水位（外江水位）和圍內(nèi)水位(內(nèi)水位)之差確定的。外江水位及內(nèi)水位由省水利廳頒布的《關(guān)于印發(fā)《廣東省防洪（潮）標(biāo)準(zhǔn)和治澇標(biāo)準(zhǔn)》試行的通知》（粵水電總字[1995]4號(hào)）介紹的方法進(jìn)行確定。具體內(nèi)容如下：外江水位問題：一般應(yīng)根據(jù)測(cè)資料分析澇區(qū)暴雨與外江水位遭遇情況，合理確定各有關(guān)水位，并據(jù)以求出設(shè)計(jì)、最大、最小揚(yáng)程。若為無實(shí)測(cè)資料：潮區(qū)可采用五年一遇的最高水位為上水位、其余地區(qū)可采用外江多年平均洪峰水位為上水水位；以90％受益面積的相應(yīng)高程作為設(shè)計(jì)下水位，來計(jì)算排澇裝機(jī)容量。3、功率水泵的功率可分為有效功率、軸功率和電機(jī)功率。=1\*GB2⑴有效功率：水泵的輸出功率，水所獲得的功率，用符號(hào)“N效”表示。公式為：N效=1.81QH其中：Q—水泵流量（立方米/秒）H—水泵揚(yáng)程（m）N效—有效功率（kw）=2\*GB2⑵軸功率：水泵的輸入功率，也就是動(dòng)力機(jī)傳給泵軸的功率，用符號(hào)“N軸”表示。它與有效功率之間的關(guān)系是差泵內(nèi)損失（包括機(jī)械損失、水力損失和流量損失）也就是水泵的有效功率和泵內(nèi)損失功率之和為水泵的軸功率。通常所說的水泵功率，就是指的水泵軸功率。=3\*GB2⑶效率：水泵有效功率與軸功率之比，以百分?jǐn)?shù)表示，稱為效率。以符號(hào)“η”表示。即：=4\*GB2⑷電機(jī)功率：水泵應(yīng)選配電動(dòng)機(jī)的功率數(shù)值，用符號(hào)“N電”表示。它與軸功率的關(guān)系是相差因傳動(dòng)而損失的功率和其他因素需加大的功率。配帶電動(dòng)機(jī)的功率應(yīng)大于軸功率以抵償傳動(dòng)損失，一般情況下，對(duì)于中小水泵與電動(dòng)機(jī)直接連接時(shí)，應(yīng)該大于軸功率10～20%。4、水泵安裝高程水泵的安裝高程是指水泵的基準(zhǔn)面高程，臥式水泵一般多安裝在進(jìn)水池水面以上；水泵的安裝高度“H允吸”，再加上進(jìn)水池設(shè)計(jì)最低水位高程，即得水泵的安裝高程。水泵安裝高度計(jì)算公式：H允吸=10-h吸損-?h其中：h吸損—吸水管中水頭損失（m）?h—汽蝕余量（m）在水泵產(chǎn)品樣本中列出根據(jù)上式算出的H允吸為正值，表示該泵可以安裝在水面以上，水泵起動(dòng)要充水或抽真空，若算出的H允吸為負(fù)值，表示該泵必須安裝在水面以下，其數(shù)值即表示葉輪中心必須淹沒在水下的最小深度。將設(shè)計(jì)最低水位高程加上H允吸（葉輪在水面以上）或減去H允吸（葉輪在水面以下）即為水泵安裝高程。5、泵型選擇=1\*GB2⑴泵型選擇得合適，能減少泵站建站投資，而且能使常年運(yùn)行中排灌效益高，成本低。=2\*GB2⑵能滿足設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程的要求。=3\*GB2⑶設(shè)備功率應(yīng)為最小。=4\*GB2⑷裝機(jī)臺(tái)數(shù)不宜多，泵房盡量少占用土地和不占交通道，根據(jù)灌排站容量的太小和類型的不同結(jié)合情況而選定，。=5\*GB2⑸臨時(shí)性灌排站、不需建造泵房或不具備建泵房條件，并且使用地點(diǎn)安全性比較好（不易被盜）可選用：=1\*GB3①水泵揚(yáng)程在2.5m內(nèi)，單泵流量不超過0.5立方米/秒(1800立方米/小時(shí))時(shí)可考慮采用移動(dòng)式軸流泵；水泵葉輪在進(jìn)水池最低設(shè)計(jì)水位下，水泵起動(dòng)前不用灌水，起動(dòng)方便，不使用可放進(jìn)倉庫。=2\*GB3②水泵揚(yáng)程在10米內(nèi)，單泵流量不超過0.15立方米/秒(5400立方米/小時(shí))時(shí)可考慮采用移動(dòng)式潛水排污泵，必須保證潛水泵整體在進(jìn)水池最低設(shè)計(jì)水位之下，水泵起動(dòng)前不用灌水，起動(dòng)方便，不使用可放進(jìn)倉庫。=6\*GB2⑹固定灌排站灌排是長期情況下采用固定灌排站，水泵的運(yùn)行和管理?xiàng)l件較好，隨時(shí)可根據(jù)灌排的要求啟動(dòng)水泵，可選用：=1\*GB3①水泵揚(yáng)程在3.2～6.1米范圍內(nèi)，單泵流量0.26～0.45立方米/秒范圍內(nèi)可考慮采用立式軸流泵。其采用單層基礎(chǔ)，泵房占地面積小，水泵葉輪在進(jìn)水池最低設(shè)計(jì)水位下，水泵起動(dòng)前不用灌水，起動(dòng)方便。=2\*GB3②水泵揚(yáng)程在3～20米范圍內(nèi)，單泵流量0.019～2.4立方米/秒范圍內(nèi)可采用臥式混流泵，泵的揚(yáng)程和流量范圍廣，可選擇的水泵多；由于是臥式水泵，一般水泵安裝在進(jìn)水池最低水位之上，水泵起動(dòng)時(shí)要充水或抽真空。=7\*GB2⑺水輪泵水輪泵是由水輪機(jī)和離心式或軸流式的水泵同軸組成的一種提水機(jī)械不需要提供電源。這種泵適合于有水位落差、水量較穩(wěn)定的地方，如溪流、河壩、水庫和水閘等地安裝。水輪泵的選擇：根據(jù)灌區(qū)的灌水流量確定水輪泵中水泵出水量Q(立方米/秒),再結(jié)合水輪機(jī)過水流量q(立方米/秒)確定水輪泵總流量(Q+q).(立方米/秒)。確定水輪泵機(jī)坑上水位到渠首水池的高差即為凈揚(yáng)程，加上管路損失后即得揚(yáng)程h(米)；水輪泵機(jī)水位到尾水管下水位高差為水輪泵中水輪機(jī)凈水頭，加上損失后為水輪泵的工作水頭H(米)。在選擇水輪泵時(shí)，對(duì)于水源來水量和工作水頭，要留有余度，同時(shí)對(duì)所選水泵的揚(yáng)程，也要比設(shè)計(jì)的揚(yáng)程富裕一些。1.2.5輔助設(shè)備1、臥式水泵一般安裝在進(jìn)水池最低水位之上，吸水管的進(jìn)水口安裝底閥和濾網(wǎng)。在水泵起動(dòng)前必須將泵殼及吸水管內(nèi)部空氣排盡并充滿水后才能開動(dòng)。對(duì)于吸水管管徑大于300毫米的水泵，可用水環(huán)式真空泵進(jìn)行抽真空。2、如果選用離心式水泵時(shí)應(yīng)在水泵出口安裝閘閥，以實(shí)現(xiàn)離心泵關(guān)閘起動(dòng)的方式。3、水泵的出水管位置不宜比出水池水面水位高出很多，一般高出最高水位200毫米.。水泵的出水管出口在出水池水位以內(nèi)時(shí)，在出口安裝拍門，保證水泵停機(jī)時(shí)不會(huì)倒灌安全可靠運(yùn)行。4、水泵進(jìn)水池處設(shè)置簡易的攔污柵，以免雜物進(jìn)入取水口。1.2.6管路根據(jù)經(jīng)出驗(yàn)公式選擇出水管徑。經(jīng)驗(yàn)公式：當(dāng)Q<120立方米/小時(shí)（立方米/小時(shí)），Q>120立方米/小時(shí)（立方米/小時(shí)），式中Q—泵設(shè)計(jì)流量立方米/小時(shí)（立方米/小時(shí)）D—出水管的直徑(毫米)這種方法確定的管徑，完全符合經(jīng)濟(jì)流速為2.5～3.5米/秒(小管徑取低值，大管徑取高值)的要求。1.2.7電動(dòng)機(jī)選擇1、電動(dòng)機(jī)要求農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)土地治理項(xiàng)目中灌排泵站泵組的電動(dòng)機(jī)單機(jī)容量不大，電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)為三相380V，選用鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)。2、電動(dòng)機(jī)與水泵的聯(lián)接方式（1）電動(dòng)機(jī)與水泵一般采用直接連接