以排水为主要目的的抽水站。在低洼地区的积水,不能自流排出时,需要用排水泵站抽排。在地下水位较高或土壤盐碱化地区,需要用排水泵站降低地下水位。因此,某些排水泵站兼有排涝和排渍或排咸的任务。排水区的分区及站点布局排水区的分区是以地形、容泄区及排水系统为主要条件,结合考虑行政区域进行划分。尽量做到:高水高排,避免向低地汇集:主客水分开,防止上下游排水的矛盾;充分利用河、湖调蓄。
排水区的分区是以地形、容泄区及排水系统为主要条件,结合考虑行政区域进行划分。尽量做到:高水高排,避免向低地汇集:主客水分开,防止上下游排水的矛盾;充分利用河、湖调蓄。应尽量缩小排水站装机容量和降低运行费用。
一般在排水系统的出口处建泄水闸和排水泵站,当外河水位低时,积水可通过泄水闸自流排入容泄区,而在闭闸期则用排水泵进行抽排。排水面积大、地形变化小、容泄区及排水系统集中的地区,宜集中建站;而在水网地区,排水系统分散、地形复杂,宜分散建站。集中建站一般来说规模都比较大,它的优点是单位装机容量投资小,便于管理,但排水干渠的挖方量大,挖压耕地面积大。分散建站则工程量小,收效快,也有利于综合利用,但总投资大,泵站效率低。
与灌溉泵站一样,排水泵站除分区外,还可以分级排水,在低洼地区建小型排水站或抽水装置或用移动式的泵船,就近将积水排入调蓄区。这种泵站的排水扬程低、排水及时,但积水仍在排水区内,称为内排站。在利用调蓄容积暂时容蓄时,可以延长外排站的排水时间,减少外排站的装机容量,提高机组利用率,或避开外河洪峰降低排水泵站扬程,甚至可以自流外排。这种先将积水排至调蓄容积,再从调蓄容积排至外河的排水方式,称为二级排水或内外排结合,如图1所示。当调蓄容积适当时,这种排水方式既能及时排田又能节省能耗,提高泵站效率。
图1 内外排结合排水方式示意图
泵站建筑物由排水渠、进水建筑物、泵房、出水建筑物及防洪闸等组成,一般兼备自流排水闸,如图2所示。
根据排水泵站的任务、地形及地质条件、机组性能和结构特点等,泵站建筑物的布置有各种不同的型式。按泵房与外河大堤的相对关系来分有堤身式和堤后式两种:堤身式是泵房直接挡水;堤后式是通过长管道将水排出堤外,土堤挡水。如图3所示。
图2 排水泵站建筑物布置
图3 泵站建筑物布置型式
确定排水泵站设计流量的方法,有以下三种:
排水模数法 排水模数乘以排水面积,即为排水流量:
Q=qF(米3/秒)
式中 q为设计排水模数(米3·秒-1·公里-2);F为泵站所控制的排水面积(平方公里)。排水模数可根据当地的试验资料或经验公式决定,在排水区面积比较大的地区,普遍使用这种方法。
平均排除法 当排水区面积及调蓄容积都比较小时,要求当地的暴雨产水量,除少量调蓄外,全部抽排,则可用下式计算。
排水泵站
式中 p为设计暴雨量(毫米);h为调蓄水量(毫米);F为产生径流的面积(平方公里);T为排水天数;t为排水泵每天工作时数。
调蓄演算法 当排水区及调蓄容积都比较大时,可用调蓄演算法,这种方法可以用图解,也可以列表计算。当调蓄容积已知时,可根据逐日的来水量,扣除蒸发,作物需水等用水量外,在调蓄容积中储存,当超过最高蓄水位时,排水泵运行,按排水量及排水时间决定排水泵的流量。当调蓄容积未知时,通过调蓄演算可以决定容积的大小。如果需要排空调蓄容积,等待下次暴雨调蓄,也可根据排空容积及时间计算排水流量。
排水泵站设计扬程的确定 由于排水是从低洼地区排至外河,因此将进水池水位称作内水位,容泄区水位称作外水位。内外水位差即为泵站扬程。排水泵站的内、外水位,有设计、最高和最低之分,由设计内水位与设计外水位,最高外水位、最低外水位之差,加上相应的管路损失,即为设计扬程、最高扬程及最低扬程,前者用于选择水泵,后两者用于校核水泵的工作状况。
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