灌溉泵站设计

某灌溉泵站设计

基本设计资料

1基本情况

本区地势较高，历年旱情比较严重，粮食产量低。根据规划，拟从附近湖中扬水灌溉该区的6.7万亩农田，使之达到高产稳产的目的。

机电扬水灌区内主要作物有小麦、玉米、谷子和棉花等。灌区缺少灌溉制度, 现参考附近老灌区的灌水经验，拟定出本灌区灌溉保证率为 75%勺灌溉制度。其设计毛灌水率如表1所示。

表1设计年内毛灌水率

2地质及水文地质资料

根据可能选择的站址，布置6个钻孔。由地质柱状图明显的看出，3米以内

表土主要是粘壤土，经土工试验，得到的有关物理指标为粘壤土的内摩擦角?

=35°,承载力为 200kN/mt

站址附近的地下水位多年平均在307.2m左右（系黄海高程）。

3气象资料

夏季多年平均旬最高气温34C,春、秋季干旱少雨，年平均降雨量为524mm 降雨年内分配极不均匀，每年 7、8 9月的降雨量占全年降雨量的 80%以上。年平均无霜期为200天左右，多年平均最低气温为-8 C,最大冻土深度为o.44m。平均年地面温度为15C，平均年日照时数为 2600.4h。累积年平均辐射总量为 527.41 kJ /cm,平均日照百分率为59 %。热量和积温都比较丰富，能满足一年两熟作物生长的需要。

4水源

灌区西北有一湖泊，是规划灌区的水源，其水量充沛。灌溉保证率为75 %

时的湖泊月平均水位如表2所示。

灌溉保证率为90%寸，灌溉期间旬平均最低水位为 308.8m。5年一遇的旬平

均最高水位达312.5m，夏季多年旬平均最高水温为 23E。

5 其它

根据规划，为保证扬水后自流灌溉，出水池水位均不应低于 327m

站址附近有6.3 kV高压电力线通过，已经有关部门批准，可供泵站使用。

该地区劳动力充足，交通方便。除水泥、金属材料以及泵站建设中所需的特殊材料外，当地可提供砖、石、砂、瓦、木材等建筑用材。

根据机电设备的运行特性，每天按 20h运行设计。

6 要求

完成泵站设计中初设阶段的部分内容，成果包括设计图纸和设计说明书。

（1）图纸

1）枢纽平面布置图（绘制在地形图上）

2）泵房平面图，泵房纵、横剖面图。

（2）设计说明书

1)概述建站目的，设计任务，资料分析，设计所依据的规范和标准。

2)机电设备选择的依据和计算。

3)泵站各建筑物的型式、结构选择的依据、计算结果及其草图。

4)泵房尺寸拟定的依据和设备布置的说明。

5)验证机组选择的合理性，并说明其在使用中应注意的问题。

6)必要的附图、附表、参考文献。

(3)枢纽中心线

因所给资料不足，无法知道控制区面积如何，但是根据资料可知，该地区高差不大，总体呈上升趋势，没有坡升坡降的情况，于是拟定采用单站集中控制方式。同时，采用正向进水、正向出水的建筑物布置型式。初步拟定枢纽中心线。拟定情况如图2所示(在原地形图的基础上绘制)。

图2 枢纽中心线布置图

泵站设计

1泵站主要设计参数

(1)设计水位

出水池水位327.0米，水源设计最低水位308.8米，5年一遇的旬平均最高水

位312.5米。

(2)泵站设计流量:

为了便于选择同型号水泵，按以下原则将灌水率图修正成等阶梯形状,

具体如下

1）灌水日期的移动或者灌水时间的变动?不应影响作物的正常需水（变

动天数不超过2—3天）。

2）每次灌水的灌水率数值不应相差太大（最小灌水率不应小于最大值的 40%），以便渠道流量比较平稳，泵站机组利用率较高。

3）修正后的灌水率应适应我国目前的管理水平，对旱作灌区，一般的灌水率在

20~351/ （s ?干亩）之间。

图3灌水率图

（3）按每天开机19小时，将修正后的毛灌水率换算成机灌灌水率

公式为q机=q设*24/ t机

式中q机 -------------- 修正后的设计毛灌水率.1/（s ?千亩）；

t 机一一机组每天开机的小时数。

表3 设计年内毛灌水率

图4 机灌灌水率图

(4)取灌水率图中之最大的灌水率来计算泵站的设计流量，其计算公式为 Q设=q max机3 /

渠系

式中q max机---------- 修正后的最大灌水率.I/(S ?千亩)；

3 ――设计的灌溉面积.千亩；

渠系一一渠系水利用系数(％。

Q 设=38.84*67/0.65=4003.5l/s

2泵站设计扬程估算

(1)泵站设计的水源水位；

最高水位；313.2 ;

最低水位；308.9 ；

设计水位；312.5 ；

最低运行水位；灌溉保证率为 90%寸，灌溉期间旬平均最低水位为 308.8

出水池按最低要求327m

设计净扬程；327-312.5=14.5m

最高净扬程；327-308.8=18.2m

最低净扬程；327-313.2=13.8m

(2)计算平均实际扬程，公式为

—H实 i Q i t i

' Q i t i

式中H实i——相应时段t i时的出水池水位与进水池水位之差， m

Q i——相应时段t i时的泵站供水流量，1/s ,；

t i――不同灌溉时段的泵站工作天数，天。

表4实际扬程计算表

出水池按最低要求327m

H 实H 实i Q j t i =i7.636m

' Qil

(3)确定水泵的设计扬程，公式为：

H设=H实+"△ h损心(1+k) H实

式中△ h损——管路沿程和局部水头损失。m

K ――管路水头损失占平均实际扬程的百分比，其值可按表课本5-2 初定。取k=20%

H设=H 实+E A h 损?(1+k) H 实=21.163m

3初步选泵

(1)水泵选型的原则。具体如下。

1)在设计扬程下，能满足设计流量的要求，

2)当实际扬程变化时，水泵能在高效区内工作，

3)在能够适应灌溉流量变化的前提下，尽量选用较大的水泵，以减少台数，节省基

建、维修费用。另外大泵的效率较高。

4)在一个泵站中，尽可能选用同型号的水泵。

5)如进水池的水位变化幅度较小时、优先选用卧式机组。

6)在满足流量和扬程的前提下，尽量选用吸水性能好的水泵。

(2)主泵类型的选择。

因为此泵站的设计扬程为21.163m ，设计流量为4003.51/s 查《水泵站设计示例与习题》中的水泵性能表得种泵型均符合扬程要求，作为比较方