貴州省安順市西秀區(qū)將軍巖提水泵站設(shè)計

摘 要：針對大屯河現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)工程，現(xiàn)存的水利基礎(chǔ)設(shè)施配套不完善，田間管網(wǎng)不完善等問題，結(jié)合園區(qū)現(xiàn)有水利設(shè)施現(xiàn)狀設(shè)計在原已建煙水項目的將軍巖提水泵站處新增提水泵及提水管，經(jīng)高位水池調(diào)節(jié)以滿足整個園區(qū)節(jié)水灌溉供水保證率要求，讓現(xiàn)代水利項目更好地服務(wù)農(nóng)業(yè)、服務(wù)民生，為園區(qū)群眾增產(chǎn)增收提供重要水利基礎(chǔ)設(shè)施保障。

關(guān)鍵詞：農(nóng)田水利；滴灌；水力計算；管網(wǎng)敷設(shè)

1 工程概況

大屯河現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)是貴州省農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)中的省級重點示范園區(qū)之一，位于西秀區(qū)楊武鄉(xiāng)大屯河西面。園區(qū)重點建設(shè)中草藥、金刺梨、經(jīng)果林（主要為獼猴桃）三大產(chǎn)業(yè)。設(shè)計實施方案灌溉面積9100畝，主要種植作物有金刺梨套種中草藥和經(jīng)果林（獼猴桃）。

園區(qū)現(xiàn)有水利設(shè)施已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)園區(qū)的灌溉要求，優(yōu)化設(shè)計后將提高園區(qū)節(jié)水灌溉效益。項目區(qū)取水水源為大屯河，2015年煙水項目已在將軍巖攔河壩上游約100m的右岸河灘地上布置一泵站，取水口以上集雨面積204.8km2，取水點常水位在1192.00m，通過泵站提水至取水點西北面山頂1270.0m高程的高位水池。本次設(shè)計為在原已建煙水項目的將軍巖提水泵站處新增提水泵及提水管，在其相應(yīng)9100畝灌區(qū)內(nèi)布置部分干管及田間輸配水管網(wǎng)，采用噴灌、滴灌、微灌等灌溉方式進(jìn)行灌溉。

2 將軍巖提水泵站

2.1 工程等別和洪水標(biāo)準(zhǔn)

大屯河現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)工程水源提水泵站為2015年煙水項目建設(shè)的提水泵站1座，泵站設(shè)計提水流量為0.156m3/s；設(shè)計新增水泵1臺，設(shè)計流量0.078m3/s，因此泵站設(shè)計流量為0.234m3/s小于2m3/s，裝機(jī)（含備用機(jī)組）為420kW，在1MW～0.1MW之間。根據(jù)《水利水電工程等級劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)》SL252-2000及《泵站設(shè)計規(guī)范》GB50265-2010的規(guī)定，本工程泵站等別為Ⅳ等小（1）型泵站工程，建筑物級別為4級，防洪標(biāo)準(zhǔn)為20年一遇洪水設(shè)計，50年一遇洪水校核[1]。

2.2 泵站站址

大屯河現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)工程取水水源為大屯河河水，站址為大屯河右岸將軍巖攔河壩上游約100m的河灘地上，取水口以上集雨面積204.8km2，取水點常水位在1201m左右。由于噴灌區(qū)、滴灌區(qū)、微灌區(qū)分布集中連片，三個灌區(qū)采用同一個已建將軍巖泵站提水灌溉，總灌面為9100畝（包括噴灌區(qū)6750畝、滴灌區(qū)1900畝、微灌區(qū)450畝），主要農(nóng)作物為金刺梨套種中草藥、經(jīng)果林。

2.3 泵站設(shè)計流量

根據(jù)作物最高日灌溉需水量和泵站提水時間來確定泵站提水流量，由于本灌區(qū)采用的高效節(jié)水灌溉方式均為噴灌，灌溉水利用系數(shù)為0.95×0.90=0.855。噴灌區(qū)作物為金刺梨套種中草藥，根據(jù)噴灌區(qū)工程設(shè)計灌溉制度確定，灌溉時間為每天灌溉18小時（每天灌三組，每組灌6個小時）；微灌區(qū)作物為金刺梨套種中草藥，根據(jù)微灌區(qū)工程設(shè)計灌溉制度確定，灌溉時間為每天灌溉20小時（每天灌一組，每組灌20個小時）；滴灌區(qū)作物為經(jīng)果林，根據(jù)滴灌區(qū)工程設(shè)計灌溉制度確定，灌溉時間為每天灌溉18小時（每天灌三組，每組灌6個小時）；已建煙水一期精品區(qū)（100畝）種植作物為花卉，灌溉時間為每天灌溉1.67小時；新建引水工程每天最大日需水量735.10m3/d，最大需水流量30.6m3/h。由于灌區(qū)需水量較大，為了優(yōu)化項目區(qū)的灌溉用水，當(dāng)一個灌區(qū)內(nèi)灌溉為最大輪灌組時，其余四個灌區(qū)灌溉相應(yīng)較小的輪灌組，經(jīng)計算：優(yōu)化后項目區(qū)的最大需水流量灌溉組為噴灌Ⅲ區(qū)最大輪灌組（需水流量349.20m3/h）+其余四個灌區(qū)相應(yīng)較小輪灌組（噴灌Ⅰ區(qū)需水流量105.47m3/h，噴灌Ⅱ區(qū)需水流量84.01m3/h，滴灌區(qū)需水流量170.46m3/h，微灌區(qū)需水流量60.28 m3/h），煙水一期精品區(qū)（100畝）最大需水流量39.92m3/h，引水工程最大需水流量33.57m3/h。優(yōu)化后項目區(qū)的最大需水流量為842.91m3/h。已建將軍巖泵站的提水流量為562.08m3/h（兩用一備），泵站工作時間為15小時，將軍巖已建泵站的提水流量不能滿足灌區(qū)需水流量，因此需增加提水水泵及提水管，以滿足灌區(qū)供水要求，新增加提水水泵流量為281.04m3/h。

根據(jù)本工程的實際情況，將軍巖已建泵站控制灌區(qū)最高日需水量為（349.20+105.47+84.01）×18+170.46×21+60.28×20+39.92×1.67+30.6×24=12967.41m3，泵站采用15小時提水，各灌區(qū)按設(shè)計灌溉制度進(jìn)行灌溉（噴灌區(qū)每天工作18個小時，滴灌區(qū)每天工作18個小時，微灌區(qū)每天工作20個小時），則高位調(diào)節(jié)水池容積為（12967.41-843.12×15）×5=1657.03m3，由于已建煙水項目現(xiàn)有將軍巖600m3高位水池和600m3分水池，因此本次設(shè)計在噴灌Ⅰ區(qū)西面山頭新建500m3的調(diào)節(jié)水池，采用二級提水至該水池。由于優(yōu)化后最高日需水量大于泵站日提水量，因此在作物需水量較小期間，將三口高位水池提水蓄滿，以滿足最高日作物需水量。

2.4 新建提水管管徑計算

設(shè)計泵站提水流量281.04m3/h（0.078m3/s），提水管的直徑根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件結(jié)合實際運用情況來綜合選擇。按管徑計算經(jīng)驗公式進(jìn)行初估，計算管徑257.49mm，所選管徑259mm，壁厚7mm，實際流速1.48m/s。管壁厚經(jīng)復(fù)核滿足設(shè)計規(guī)范要求。

2.5 水泵揚程

（1）提水管水頭損失

輸水管道水頭損失采用《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》（GB50288-99）推薦公式進(jìn)行計算，局部水頭損失按沿程水頭損失的15%進(jìn)行概算。經(jīng)計算，將軍巖提水管管長共計880m，水損為12.17m。

（2）管道敷設(shè)

將軍巖提水泵站工程提水管道采用鋼管，管道全線采用明管敷設(shè)，鋼管底部與開挖地面距離為70cm；在轉(zhuǎn)彎處設(shè)鎮(zhèn)墩，每8m設(shè)一支墩，支墩采用等間距布置。管道與公路相交的地方采用埋管，采用埋管時，埋深不小于100cm。

（3）設(shè)計揚程

設(shè)計揚程H=靜揚程+hf+hj+安全裕度（5m），靜揚程為68m，水損hf為12.17m，水損hj為1.83m，經(jīng)計算設(shè)計揚程為86.99m。

（4）水泵臺數(shù)比選

泵站裝機(jī)臺數(shù)與泵站的設(shè)計流量及揚程的變化幅度有關(guān)，泵站的主泵臺數(shù)宜為3～9臺，其中至少有一臺備用，流量變化幅度大的泵站，臺數(shù)宜多，流量比較穩(wěn)定的泵站，臺數(shù)宜少，對于重要的城市供水泵站，工作機(jī)組3臺及3臺以下時，應(yīng)增設(shè)1臺備用泵。備用機(jī)組數(shù)的確定應(yīng)根據(jù)供水的重要性及年利用小時數(shù)，并應(yīng)滿足機(jī)組正常檢修要求。對于灌溉泵站，裝機(jī)3～9臺時，其中應(yīng)有1臺備用機(jī)組。對于年利用小時數(shù)很低的泵站，可不設(shè)備用機(jī)組。

由于灌區(qū)最高時需水流量為842.91m3/h，煙水項目已建3臺水泵（兩用一備，單臺流量281.04m3/h），因此本次只增加1臺水泵（單臺設(shè)計流量281.04m3/h，設(shè)計揚程86.99m），水泵參數(shù)為：型號：ZL300QJW300-90/140KW，功率140kW。

3 結(jié)束語

大屯河現(xiàn)代高效農(nóng)業(yè)示范園區(qū)工程，現(xiàn)存的水利基礎(chǔ)設(shè)施配套不完善，田間管網(wǎng)不完善等問題，嚴(yán)重制約園區(qū)可持續(xù)高效發(fā)展。為了確保園區(qū)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高效優(yōu)質(zhì)發(fā)展，根據(jù)園區(qū)節(jié)水灌溉要求，在原已建煙水項目的將軍巖提水泵站處新增提水泵及提水管，經(jīng)高位水池調(diào)節(jié)以滿足整個園區(qū)節(jié)水灌溉供水保證率要求，保證灌區(qū)安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的高效合理用水。

參考文獻(xiàn)

[1]楊超.嘎醉河水庫提水泵站水泵選型設(shè)計及節(jié)能效果分析[J].黑龍江水利科技，2014（10）：60-62.

作者簡介：羅坤（1986-），男，漢族，貴州六盤水，大學(xué)本科，助理工程師，主要從事水利水電建筑工程設(shè)計工作。