沿海平原地区农田水利工程中小型泵站设计研究

（山东同正勘察设计有限公司，山东

东营257091）

乡村科技·农业工程

沿海平原地区农田水利工程中小型泵站设计研究

［摘要］农田的配套水利工程是农业产量的重要影响因素，而渠首建筑物是整个农田水利工程中的

重要环节，提水泵站又是渠首建筑物中重要的取水措施。基于此，本文首先对农田水利工程中的小型泵站设计要点进行深入研究，并在此基础上针对沿海平原地区小型泵站设计提出一些建议。

［关键词］农田水利；小型泵站；设计［中图分类号］TV675

［文献标识码］A

［文章编号］1674-7909（2018）24-118-2应通过综合考虑来确定合适的泵房型式。

1.31.3.1

小型泵站的设计要点

水泵选型要点。在泵站设计扬程小于10m

我国是一个农业大国，农业对国家的经济发展、社会稳定有着极为重要的作用。农田水利工程与农业产量密切相关，提高农田水利工程的灌溉保证率是使农田水利工程发挥作用的重要因素，提高灌溉保证率最有效的方式是建设提水泵站。平原地区广泛存在着中大型灌区覆盖不到的农田，随着农田水利配套设施的日益完善，越来越多的中大型灌区外的农田采用提水泵站提高灌溉保证率。而在实际使用过程中，沿海平原地区的小型提水泵站往往在设计阶段存在各种不足之处，所以对小型泵站的优化设计势在必行。

11.1

沿海平原地区水利工程中小型泵站设计要点小型泵站的分类

时，一般选用轴流泵；扬程为5～20m时，一般选用混流泵；扬程大于15m时，一般选用离心泵。一般泵站设计流量小于1m3/s时选用2台，泵站流量大于1m3/s时选用3～5台。

在确定泵型时，水泵样本中对应一个叶片角度、电机功率的往往有3组流量沿程，应尽量将设计流量扬程与中间的一组数据相对应，以保证水泵的设计流量尽量处于水泵的高效工作区范围。同时，应注意在水泵的性能曲线中，对应最低启泵水位的扬程是否能够满足泵站要求。在保证水泵高效率的情况下，轴流泵尽量选取低转速泵型。

1.3.2

泵室设计要点。根据确定的泵型，选用干式

泵室或湿式泵室。小型泵站设计中，干式泵室埋深一般不大于3m，湿式泵室埋深一般不大于8m。如果满足不了上述要求，需综合对比后确定泵室类型及水泵类型。

设计湿式泵室时，应先根据水源的最低取水位，基于水泵样本确定水泵进水口高程及泵室底板高程，再根据样本确定水泵中心离正墙距离以及同泵室内两水泵中心线的距离。然后在满足各距离的要求下确定泵室的尺寸，泵室的水下容积需满足同一进水池内所有水泵设计流量的30～50倍，若不足，需加宽或者加长泵室。小型湿式泵室往往埋深较深，自重较大，沿海平原地区的地基承载力往往不能满足要求，因此，需要在有地勘资料的情况下验算地基承载力。如果满足不了要求，一般采用粉喷桩或者灌注桩。粉喷桩投资较少，因此，一般采取粉喷桩，但在计算粉喷桩的复合桩基承载力时需注意桩本身的结构强度。

设计干式泵室时，若泵室底板高于渠道加大水位或者河道的防洪水位，应在泵室集水坑设置自流管排水。若泵室底板低于渠道加大水位或者河道的防洪水位，应采取钢筋混凝土整体结构，并且在泵室集水坑内设置小

根据《泵站设计规范》（GB50265—2011）（以下简称

［1］

《规范》）中对泵站等别的描述，本文中小型泵站是指设

计流量小于10m3/s、装机容量小于1MW的泵站。在实际的沿海平原地区农田水利设计工作中，泵站规模一般受流量参数控制。

小型泵站中常用的泵房为湿式泵房和干式泵房，水泵一般采用轴流泵、混流泵及离心泵。

1.2

小型泵站的设计原则

泵站设计需首先对水泵进行选型，根据扬程选用不同的泵型。在沿海平原地区的农田水利工程中，一般根据扬程确定泵型，然后根据流量大小确定水泵数量，最后根据确定的流量扬程查水泵厂家样本，确定水泵的具体型号。

在实际应用中，一般轴流泵选用立式泵、湿式泵室，混流泵大多采用卧式泵、干式泵室，离心泵选用干式泵室。泵室的选型应尽量减少工程投资，提高泵站建设运行维护成本。干式泵房投资小于湿式泵房，因此一般优先考虑干式泵房。但湿式泵房的潜水轴流泵检修特别方便，而且基层运行管理单位往往有能力自己检修，因此，

作者简介：陈胜利（1987—），男，本科，助理工程师，研究方向：平原水利设计。

118XIANGCUNKEJI2018年8月（下）

Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.型排水泵。水泵的安装高程应根据汽化压力值减去水泵的汽蚀余量、进水管路的水头损失、安全余量确定。泵室的宽度应能布置开水泵及阀件，泵室的长度应满足《规范》要求进出水管路的最小间距。在小型泵站的设计中，泵室的长度往往受水泵布置的影响，即进出水管路满足《规范》的情况下水泵不能在相邻管路之间布置，此时应加大管路间距，并且水泵与相邻管道之间距离应满足运行检修的要求。此外，泵室上往往设置泵房，因此，泵室的尺寸还应与泵房的尺寸相配套。钢筋混凝土干式泵室内一般设置人行通道，人行通道应避免布置在水泵及电机正上方，以免水泵及电机无法吊运。

1.3.3

进水前池、出水池及进出水管路设计要点。

湿式泵房一般采用进出水池，出水管路一般比较短，干式泵房进出水管路一般比湿式泵室长。

湿式泵房根据泵站位置，进水前池分为2种。泵室放置在紧靠水源时，一般进水前池仅设置八字墙及底板。泵室放置远离水源时，进水前池一般设置钢筋混凝土挡墙及底板。进水前池正向布置，坡底一般按照不陡于1∶4设计，扩散角一般按不小于40°设计，并且尽量缩短进水前池长度，减少工程投资。泵室出水池一般分为正向出水和侧向出水，正向出水的水流条件好于侧向出水，因此尽量按正向出水布置。

干式泵房中水泵安装高程往往高于最低启泵水位，因此，在设计过程中往往会增加抽真空设备。离心泵后往往设置排气阀，因此应注意排气阀位置，切不可将排气阀放置在闸阀上游，避免无法抽真空。同时，除特殊要求外，一般不宜在离心泵前设置闸阀，避免错误操作，导致水泵损坏。离心泵及小型轴流泵的进水管道设计流速一般取1.5～2.0m/s，流速过大会急剧增加进水管道的水头损失，降低水泵安装高程，增加土建工程量，流速过小会加大进水管路工程量。除流速外，泵站的进出水管路也应满足《规范》中对进出水管路的要求。如果不满足《规范》中对进水管路的要求时，应设置下沉式进水池，将进水管路伸入进水池内，进水池一般采用钢筋混凝土结构，以保证其耐久性。

2决方式

2.1

水的腐蚀问题

沿海平原地区小型泵站设计中常见的问题及解

添加阻锈剂、采用抗硫酸盐水泥、混凝土迎水面刷水泥基抗渗涂料。其中，抗硫酸盐水泥价格较高，水泥基抗渗涂

料不能解决地下水对钢筋的腐蚀问题，因此，实际工作中常选用阻锈剂作为钢筋混凝土防腐的方式。

湿式泵室的立式水泵一般采用混凝土井筒替代钢制井筒，井筒厚度一般不小于30cm，内圆外方，整体浇筑在泵室正墙上，并且设置水泵梁承担井筒及水泵自重［2］。小型泵站还应注意井筒与侧墙距离不宜过小，避免无法立模板。

干式泵房的进出水管路一般采用内外防腐措施，以保证正常使用。

2.2泥沙的磨损问题

山东省东营市灌溉水大部分取自黄河水，而黄河水泥沙含量较大，多年运行后，往往对立式水泵的轴承磨损比较严重，水泵出现严重的抖动，效率下降甚至不能继续使用。因此，在泥沙含量较大的取水泵站设计中，需要增加清水润滑系统，采用设置水箱、循环泵、循环管路，减少高泥沙含量的水对水泵轴承的磨损。另外，为保证水泵安全耐久，水泵叶片及泵壳均应选用不锈钢构件。

2.3水泵安装高程的安全余量问题在泵站建成运行过程中，有些泵站往往在高于最低启泵水位时依然无法取水。经反复验算，发现在水泵安装高程的计算方面不重视安全余量。市场水泵产品质量参差不齐，小厂家水泵质量往往不如大品牌水泵质量，而在实际计算过程中，设计人员往往只有品牌水泵的水泵样本，并且部分厂家汽蚀余量存在虚标情况。因此，在计算水泵的安装高程时，应适当加大安全余量，确保泵站在水源水位高于最低启泵水位时即可运行，提高灌溉保证率。

2.4水泵管路安装问题在工程设计过程中，应注意设计与施工相结合，水泵进出水管路法兰应离墙边30cm以上，离地面应10cm以上，以保证有足够的安装空间［3］。

3结语

泵站设计中需要注意的事项比较多，本文仅列举了实际使用过程中应注意的事项，以及沿海平原地区泵站设计中常见的问题。实际上，设计人员应严格按照《规范》进行设计，保证泵站建成后高效运行，保证农田灌溉系统发挥出有效的作用，以促进农业生产效率的提高。

参考文献

［1］中华人民共和国住房和城乡建设部.泵站设计规范：GB50265—2010［Z］.北京：中国计划出版社，2011.

［2］王福军.水泵与水泵站［M］.北京：中国农业出版社，2005.

［3］颜宏亮.水工建筑物［M］.北京：化学工业出版社，2007.

沿海地区地下水及地表水含盐量较大，对混凝土结构及钢结构具有强腐蚀性。在部分沿海地区，水泵运行3年，部分钢筋混凝土已经腐蚀剥落，未进行防护的进出水管路及井筒往往已经锈穿，因此，沿海地区小型泵站的设计必须考虑水对混凝土及钢结构的腐蚀问题。

钢筋混凝土防腐一般有3种方式，分别是混凝土中

Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.XIANGCUNKEJI2018年8月（下）119