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排灌站工程规划

以某一排灌站为研究对象的水利工程规划。平原地区受外河水位升降影响,自流排水、引水常有一定限制。修建排灌站后可用动力抽水将低处的水提升至一定的高度,达到农田排灌、城市给水排水以及流域或地区间调水的目的。按其作用,排灌站通常可分为三种类型:排水型(排水为主结合灌溉),灌溉型(灌溉为主,结合排水),和输水型(跨流域调水

以某一排灌站为研究对象的水利工程规划。平原地区受外河水位升降影响,自流排水、引水常有一定限制。修建排灌站后可用动力抽水将低处的水提升至一定的高度,达到农田排灌、城市给水排水以及流域或地区间调水的目的。按其作用,排灌站通常可分为三种类型:排水型(排水为主结合灌溉),灌溉型(灌溉为主,结合排水),和输水型(跨流域调水,结合地区排灌)。

规划原则 ①机组是排灌站核心设备,规划中应十分注意合理选用机型及机组台数。对于大面积农田排灌和跨流域调水,原则上宜尽量采用大型机组。②尽可能充分利用原有河道,原有水利工程设施。因地制宜地集中或相对集中建站。③一站多能,综合利用。排、灌、航、发电等密切配合,相互协调。

设计标准 直接影响工程规模、投资和效益,是规划中最重要的一项指标,应在流域或地区总体安排的基础上,经过分析比较,合理确定。原则上,工业、城市和航运的供水保证率高于农业,工业城市的排水标准高于农田,农业中水稻的供水保证率高于一般旱作。具体的设计标准,排水方面,除应拟定设计暴雨频率和排水时间外,还应包括设计外河水位频率。灌溉方面,除应拟定干旱需水保证率外,还应包括外河枯水水位频率。

设计流量 排水设计流量,应根据不同集水面积、不同频率的暴雨和允许的排水期限,用通常的分析方法研究确定。为减少需要的抽排能力,分析中,应根据地区条件,尽量利用湖面、洼地和排水河道调蓄一部分水量。供水设计流量,应按不同用途、不同保证率综合分析,拟定供水率图,而后再推求设计流量。

设计水位 应分别排水或灌溉拟定不同时期运用时的各种内外水位。外水位包括设计外水位、最高外水位、最低外水位。内水位有设计内水位、最高内水位和最低内水位。用于排水时,其设计外水位应根据外河边界条件确定。一般采用排水期中三天或五天平均高水位的多年平均值;当涝区暴雨与承泄区最高水位同时遭遇的可能性较大时,二者采用相同的重现期;对感潮河段,可取设计排水期中的平均半潮位或选用具有代表性的典型年的相应外水位。其设计内水位(前池水位,起排水位)为排水河道在泵站前池处的设计水位。通常按全部机组运用历时最长的原则选定。用于灌溉(输水)时,其出水池设计水位(设计上水位,渠首水位)与渠道设计断面有关,应以渠道通过灌溉或输水设计流量时出水池水位为准。其进水池水位(设计下水位),应依据不同水源不同季节具体分析,当水源为河流时,一般根据灌溉期用水高峰和湖泊调蓄水量,选择10天或15天的平均水位,枯水期抽水,需考虑外河一定频率枯水期的平均水位或平均潮位。

站址的确定 考虑水源、水质、地形、地质、电源和施工条件等因素。①排涝站址,应设在地势较低的地方,灌溉站址适合于设在较高处。②应选择河流顺直、河床稳定的河段,有引河的引水口,尽量选择在凹岸的下游,以利引水。③沿江滨湖地区地基条件,一般较差,站址宜尽量避开流砂或淤泥层等不良基础。④站址应选水源可靠、水质合用的地方。⑤尽量靠近电源,确定电力供应。

枢纽布置 指泵站和其它建筑物相对位置的确定和型式、规模的选择。布置时,应从枢纽的整体出发,使各建筑物间相互协调有机结合。枢纽布置与工程造价、运用有密切关系。为便于管理,通常都考虑将水泵、动力机和电气设备等安置在厂房内。如果采用贯流式轴流泵时,也可考虑不建厂房,流道型式的选择对排灌两用的轴流泵站的工程量、造价影响很大。一般认为双向流道闸站结合、排灌结合能比单向流道节省较多投资,尤其当场地狭小时,更显其优越性。常见的双向流道有X型(如江苏省谏壁站)和S型(如江苏省秦淮新河站)两种。X型,在一定条件下,可以不开机自排、自引。但双向流道在泵站的装置总扬程低于水泵扬程1/3以下时,不宜使用。对几个站集中修建在一处时,一般也以单向流道较为适用(如江苏省江都站)。排灌站引渠的设计,决定于进水的方式。在侧向进水的条件下,引渠长度宜大于三倍站身长度。在引渠渠口,宜设置“人”字导流墩,以有利于流态的改善。

泵站与公路桥、船闸宜分设,站的位置和航道应留出一定距离,以保证航道安全。否则需要采取安全分隔措施和控制横向流速。需要设鱼道时,应根据地形条件和鱼类习性进行布置,有的可建在排灌站站身的翼墙内。抽水站和电厂泵房也可考虑结合建造,不仅节省投资,还可增加一定抗旱或排水能力。

机组型式和台数的选择 常用的型式为混流泵和轴流泵。两种泵型有流量较大、结构简单、泵效较高的共同特点。不同的是:混流泵扬程较大(几米至几十米)抗气蚀性能良好,有较先进的技术经济指标。轴流泵扬程较小,特别低的扬程一般都选用贯流式轴流泵,以力求减少流道损失,其装置效率可高达75%以上。台数的选择关系泵站投资,必须进行详细的技术经济比较。通常认为单机功率大些,适当减少水泵台数,可节省工程投资和年费用。但必须具备相应的安装、运行、维修和运输条件。单机功率在3000~5000千瓦以上的泵型,一般宜选5台以上,并配备一定的备用水泵。单机功率过大,例如在10000千瓦左右的泵,宜慎重选用。

电机的选用 一般以采用同步电动机为宜。抽水时,可送出无功电流;不抽水时,可空转调相改善电网电压水平,当来水较丰有余水下泄时,还可装置可逆式机组倒转发电。