農田水利工程中小型泵站設計

田世福

摘要：在現代化農業發展的過程中，農田水利工程是重要物質資源配置，在提升農業生產與發展水平、確保產量與進度方面發揮著非常關鍵的作用。農田水利工程包括取水工程、輸水配水工程以及排水工程，農田水利工程的結構設計與分布配置都需要基于整體進行綜合考量，合理利用地形高低差、地勢地質差異來進行方案決策與設計。鑒于此，本文就農田水利工程中小型泵站設計展開探討，以期為相關工作起到參考作用。

關鍵詞：農田水利工程;中小型泵站設計;優化措施

1.農田水利工程中小型泵站的設計要點分析

農田水利工程的中小型泵站設計首先需要開展選型工作，根據具體的揚程的差異選擇不同的泵型，一般來說，都是根據流量大小確認其水泵的數量，水泵的型號通常取決于具體的應用，一般軸流泵選用立式泵、濕式泵室，混流泵大多采用臥式泵、干式泵室，離心泵選用干式泵室。泵室的選型應盡量減少工程投資，提高泵站建設運行維護成本。干式泵房投資小于濕式泵房，因此一般優先考慮干式泵房。但濕式泵房的潛水軸流泵檢修特別方便，而且基層運行管理單位往往有能力自己檢修，因此應通過綜合考慮來確定合適的泵房型式。在泵站設計的型號選用時，一般根據揚程的具體數值來決定，通常情況下，在揚程〈10m時，以軸流泵為主要方案，揚程〉15m時，選用離心泵，在這范圍內，還包括混流泵以適應揚程的不同變化，具體數量根據其流量大小而定^[1]。

泵型的樣本所對應的機電設備與流量揚程的數據互相對應，既能夠保證灌面，又能夠提升泵機的使用性能。對于水泵的使用性能來說，要根據揚程對水泵的影響，選擇適配性較高的泵型，以提高水泵工作效率。泵室的設計要點除了根據所需要確定的泵型來選擇泵室的屬性，還要在挖埋深度上做足功夫。泵室分為干濕兩類泵室，中小泵站的設計中，兩個泵室的區別首先體現在深度中，干式泵室埋深≤4m，濕式泵室≤7m。通過對比水泵和機電設備的類型來決定泵室的屬性，對于不同泵室來說，設計上也存一定差異^[2]。在濕式泵室的設計中，需要確定下水位，根據樣本數量及揚程確定流量，根據進水口高程與泵室底板高層確認上限。

在尺寸的設計上需要注重蓄水量的要求，一般來說，其容積要保證同一進水池內容量滿足其流量的50倍左右，如果存在缺陷，則需要適當加寬或加長泵室進行整改。濕式泵室根據標準來說，對于埋深度都有一定限制，尤其是對于區域地質和巖層的軟硬程度決定了泵室的承載力，在設計和實施建筑時要注重勘察推演其范圍，對于一些可能會出現的坍塌、破裂事故，需要做好預防措施。如采用粉噴樁或者灌注樁。主要是以粉噴樁為主，因為其性價比較高。

在計算粉噴樁的復合樁基承載力時，要注重結構布置，控制相應的強度。設計干式泵室時，要注重排水系統和通風系統的設計，以確保干式泵室的效應，對于水位變化和防洪措施要做好相關自流管排水工作。對于一些需要物理設置的泵室底板高于渠道加大水位或者河道的防洪水位，應在泵室集水坑設置自流管排水。特殊情況下，還應采取鋼筋混凝土整體結構，并且在泵室集水坑內設置小型排水泵。水泵的安裝高程應根據汽化壓力值減去水泵的汽蝕余量、進水管路的水頭損失、安全余量確定^[3]。

2.泵站結構設計要解決的關鍵問題

2.1泵站結構混凝土防腐性能

設計中考慮到混凝土溶解性和腐蝕性，在設計中分析混凝土的pH值變化，消除由于pH值超標的引發腐蝕性離子的影響，控制泵站混凝土結構外表面存在的“泛鹼”問題，控制腐蝕性離子濃度，以保證泵站結構的耐久性能。為保證泵站混凝土結構的耐久性，設計時要考慮到周圍土壤的特點，加以腐蝕的預防措施。設計時分析土壤中不同化學物質成分，設計時可以采用物理保護與化學防護相結合的方式，以確保混凝土結構可以達到預期的強度，并實現對鋼筋腐蝕控制，提升混凝土結構的綜合防腐蝕效果。另外，設計時可以通過使用防腐涂料來控制泵站混凝土結構存在的腐蝕問題，在混凝土施工中可以加入一定比例的防腐涂料，以提升混凝土結構的抗滲性能，以保證混凝土結構的耐久性。在設計時還可以借助施工措施來預防腐蝕的發生，如可以采用防裂纖維的方式，防裂纖維具有良好的分散性，含水效果好，覆蓋在砂漿、水泥混凝土表面的效果較好^[4]。此外，由于抗拉強度好，有著強力的拉附作用，起到了抗裂防滲的作用。

2.2水利泵站結構設計的要點

在泵站結構設計中，需要考慮基礎底板，有些泵站基礎的厚度近1m，并且占地面積較大，施工中要考慮到底板混凝土的整體性，針對底板混凝土的施工要保證一次性澆筑到達設計要求，還要避免泵房的側壁板混凝土不發生脹模，避免裂縫等不良現象。設計中要有切實可靠的混凝土澆筑措施。比如，借助混凝土輸送泵，以增加澆筑強度，還要防止施工中底板混凝土及側壁混凝土發生冷縫。針對混凝土的澆筑，還要保證人員、機械投入，采用連續作業的方式，保證振搗效果，還要避免發生過振、漏振。拆除模板時，側模混凝土強度要保證棱角不會由于拆模而發生損傷，才能實施拆模;墩墻與柱等重要部位的拆模時也要保證混凝土強度大于3.5MPa，承重混凝土的拆模要大于設計強度75%以上。結構中預留孔尺寸、位置要注意控制，降低偏差。在工程設計中，正確選取施工區域力學參數是水利工程可靠的基礎，對于泵站的結構安全性發揮著保障作用^[5]。力學參數的科學合理，結構才可以保證可靠。設計人員要參照成功的工程案例，合理選擇力學參數。

結束語：

農田水利工程與設施的創新與發展，是現代化新時期農業生產模式的變遷，對于農業糧食生產來說，農田灌溉系統始終是提升生產效率的重要原因。農田水利工程的建設帶來了新時期的改革與發展。在當今社會農戶個體高度分散的狀態下，只有協調需求，減少農民分化程度，走出農田水利困境，加強水利制度體系建設。通過優化中小型泵站的設計，加強實地勘察工作，合理解決水利工程中的泵站設計困境，克服難題，加強技術改革與人才引進，重視農田水利組織結構的變化，推動可持續發展，加強社會主義新農村建設，推進現代化農業糧食生產。

參考文獻

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[4]張闖，袁新明.多功能泵站在小型農田水利中的應 用[J].陜西水利，2019（05）：88-90+93.