山崗地區(qū)灌溉供水方案的選擇

（宿遷市水務(wù)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限公司 宿遷 223800）

1 工程概況

工程位于江蘇省宿遷市泗陽縣高渡鎮(zhèn)周崗嘴村許莊片區(qū)域，隸屬于泗陽縣運(yùn)南灌區(qū)。因鄉(xiāng)鎮(zhèn)擴(kuò)建、灌排渠系建設(shè)年代久遠(yuǎn)、損壞沒有更新、很多渠道被廢棄，導(dǎo)致目前運(yùn)南灌區(qū)水源無法送達(dá)該地區(qū)，致使部分農(nóng)田改為旱田。

許莊片區(qū)位于成子湖周邊，距成子湖不足2km，現(xiàn)狀為高崗地，農(nóng)田面積為3000 畝，高程19.0～21.40m，高差2.4m，引水困難，區(qū)域內(nèi)主要種植旱作物和旱稻，旱稻的水源主要靠下雨，水源得不到保障，2013年7月，泗陽發(fā)生了百年一遇的大旱，許莊片項(xiàng)目區(qū)兩千多畝旱作物因缺水而絕收，嚴(yán)重影響了農(nóng)民的積極性，制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)的發(fā)展。為此，在相關(guān)工程項(xiàng)目的投入下，擬在該區(qū)域新建水源工程，并完善灌溉渠系及配套建筑物。

擬建的許莊泵站灌溉水源可引自現(xiàn)狀許莊引河，引河呈東西走向。許莊引河?xùn)|側(cè)為許莊排澇溝，與其銜接的建筑物為一跌水。許莊排澇溝承擔(dān)區(qū)域內(nèi)的主要排澇任務(wù)，底部高程為19.00～16.50m，總長約900m，下游段（西側(cè)）南北側(cè)各有一條南北走向的排澇溝匯入。排澇溝南北側(cè)的田間地面高程21.40～19.00m，呈東高西低的形態(tài)。

2 方案比選

根據(jù)工程區(qū)內(nèi)的地形條件，地面高程呈東高西低的形態(tài)，地面落差約2.40m。由于水源位于工程區(qū)的西側(cè)，地勢(shì)較低，根據(jù)設(shè)計(jì)水位為11.80m，使得滿足灌溉的提水總揚(yáng)程約為12m。為滿足田間灌溉輸水條件，合理布置灌溉渠系，現(xiàn)就泵站提水方案、泵型選擇以及輸水方案進(jìn)行比選。

2.1 泵站的布置及提水方案比選

方案一：新建單級(jí)提水泵站，利用輸水管線引至工程區(qū)的東側(cè)，實(shí)現(xiàn)灌溉目的。

該方案的建筑物組成有：提水泵站、輸水管路及三向分水池。泵站布置于許莊引河岸邊，跌水南側(cè)，出口設(shè)置出水池；輸水管路沿排澇溝南側(cè)溝邊布置，總長約800m，末端接三向分水池至田間渠道。

方案二：新建兩級(jí)提水泵站，疏浚許莊排澇溝，利用許莊排澇溝輸水，實(shí)現(xiàn)灌溉目的。

該方案的建筑物組成：一級(jí)提水泵站、二級(jí)提水泵站及節(jié)制閘。一級(jí)泵站布置于許莊引河岸邊，跌水南側(cè)，出口設(shè)置出水池，將水引至許莊排澇溝，利用疏浚后的排澇溝輸水至工程區(qū)內(nèi)東側(cè)，在排澇溝東側(cè)設(shè)置二級(jí)提水泵站，引至灌溉渠道內(nèi)。

兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較如表1。

經(jīng)比較，選擇單級(jí)提水方案，利用輸水管路引至工程區(qū)的東側(cè)。

2.2 泵型選擇方案比選

泵站的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：灌溉模數(shù)為2.50（m3/s）/萬畝，泵站灌溉面積為3000 畝，則設(shè)計(jì)灌溉流量0.75m3/s。

根據(jù)泵站特征水位確定泵站各工況凈揚(yáng)程如下：

設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程＝22.70-11.80=10.90m

表1 兩種方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

表2 兩種方案水泵參數(shù)對(duì)比表

表3 兩種方案水泵選型對(duì)比表

表4 三種方案優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比表

圖1 20SA-22B 離心泵性能曲線圖

圖2 500HDS-15 混流泵性能曲線圖

最高凈揚(yáng)程＝22.70-11.30=11.40m

最低凈揚(yáng)程＝22.70-14.80=7.90m

根據(jù)以上所列的泵站設(shè)計(jì)參數(shù)，泵站的凈揚(yáng)程為10.90m，灌溉設(shè)計(jì)流量為0.75m3/s，根據(jù)此凈揚(yáng)程可選的泵型有離心泵、混流泵。設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程為10.90m，初估管路損失為25%，則設(shè)計(jì)揚(yáng)程為10.90×（1+25%）=13.625m，結(jié)合此流量及揚(yáng)程，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形條件選擇兩臺(tái)套20SA-22B 離心泵、一臺(tái)套500HDS-15 進(jìn)行比選。

方案一：兩臺(tái)套20SA-22B 離心泵，單機(jī)流量0.45m3/s、效率為80%、配套2×90kW 電機(jī)。

方案二：一臺(tái)套500HDS-15 單基礎(chǔ)導(dǎo)葉式混流泵，單機(jī)流量0.81m3/s、效率為80%、配套160kW 電機(jī)。

兩種方案水泵參數(shù)見表2。兩種方案水泵性能參數(shù)見表3。兩種方案水泵性能曲線見圖1、圖2。

從對(duì)比表可以看出，兩種方案性能參數(shù)均能滿足設(shè)計(jì)要求。效率、能耗及投資方面，方案二均優(yōu)于方案一。結(jié)合泵站的結(jié)構(gòu)布置，方案二的結(jié)構(gòu)簡潔，水流條件較好。

結(jié)合以上比較，本次泵型比選結(jié)果為選擇方案二，即一臺(tái)套500HDS-15 單基礎(chǔ)導(dǎo)葉式混流泵，單機(jī)流量0.81m3/s。

2.3 輸水管線方案比選

由提水方案的比選結(jié)果，選擇總長約800m 的輸水管線進(jìn)行輸水，根據(jù)地形條件，選擇的輸水管線方案主要有鋼筋混凝土管、鋼筋混凝土箱涵及玻璃鋼管，三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)見表4。

根據(jù)方案優(yōu)缺點(diǎn)比較表，選擇的方案為鋼筋混凝土箱涵輸水。

3 結(jié)語

本文結(jié)合山崗地區(qū)現(xiàn)有水源條件、地性特征等因素，針對(duì)灌溉供水方案、水源泵站的選擇進(jìn)行了分析對(duì)比。充分利用了目前市場(chǎng)上成熟的水泵產(chǎn)品，針對(duì)水源條件選擇了水泵類型，保證了水源供給。在充分結(jié)合現(xiàn)狀地形的條件下，選擇了穩(wěn)定可靠的鋼筋混凝土箱涵結(jié)構(gòu)供水，保障了灌溉輸水。同時(shí)，在水源泵站布置、輸配水線路布置方案上，綜合考慮了運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性等因素，選擇最優(yōu)的方案，最大限度地降低了工程投資和運(yùn)行成本，在整個(gè)片區(qū)總體上實(shí)現(xiàn)了灌溉供水，水源問題短缺癥結(jié)得到了根治，使得工程效益得到了長遠(yuǎn)的發(fā)揮■