循化县积石镇羊圈沟提灌站工程设计

摘要 循化县积石镇羊圈沟提灌站位于循化县城以东3km处，近年来由于城镇建设和积石峡库区淹没占用了耕地面积约为400亩，经有关土地部门批准在羊圈沟开发了500亩的耕地，以解决占地补偿土地。为了使这500亩的耕地得到充分灌溉，计划在该沟附近的黄河右岸修建一座提灌站帮助农民群众解决农田灌溉的水源问题，主要进行泵站结构及水泵选项计算，压力管道计算。利用流经循化县境内的黄河干流作为引用水源，经提灌站提水至灌区内，灌溉500亩经济作物。

关键词 提灌站；泵站；压力管道；灌区

中图分类号TV5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）71-0068-02

随着我国工农业生产发展的需要和机电设备生产能力的提高，我国的泵站工程得到了迅速发展。仅在机电排灌工程中，截止至2010年底，泵站总装机容量已达7019.6kW。 循化县积石镇羊圈沟提灌站位于循化县城东，为帮助农民群众解决农田灌溉的水源问题[2]，在该沟附近的黄河右岸修建一座提灌站。

1 工程建设任务与供水规模

1.1 工程建设任务

循化县积石镇羊圈沟提灌站的建设是解决草滩坝村在羊圈沟[1]开发的500亩农田灌溉的水源问题。工程受益区隶属积石镇草滩坝村，居民以撒拉族为主[1]，开发耕地面积500亩，以种植小麦为主，间作以辣椒等经济作物[2]，根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》[4]，确定为Ⅴ等小(Ⅱ)型工程，建筑物均按5级设计。新建提灌站1座，包括泵站厂房及机电设备，上水压力管道800m，出水池1座。

1.2 供水标准及供水量

依据国家《灌溉与排水工程设计规范》（GB/T502—1997）[5]中的规定，干旱地区灌溉设计保证率为50％～75%。林地灌溉参照农业用水进行，由于年降水量少，且时空分布不均，年蒸发量大，属干旱半干旱地区，故灌区设计保证率采用75%。

1）灌溉制度[3]

（1）经调查统计，计划种植农作物为小麦，工程区实际控制面积为500亩。

（2）根据《青海省用水定额》并接和当地多年的灌溉经验，作物储灌为冬灌，一般在11月1日至11月10日，作物灌溉从4月1日开始，至7月8日结束，每天灌溉时间为18h。灌区小麦综合净灌溉定额为340m3/亩，毛灌溉定额为567m3/亩。

根据以往经验和当地实际情况，并参考同类工程情况，确定渠系水利用系数η管=0.95、η支=0.85、η斗=0.8、η田=0.9，则灌区控制面积的渠系水利用系数：η总=η管×η支×η斗×η田=0.95×0.85×0.8×0.9=0.58。灌区综合渠系水利用系数η总=0.6。确定灌区净灌水率为1.157m3/s/万亩，毛灌水率为1.157÷0.6=1.93m3/s/万亩。

表2 灌溉需水量表

2）水资源供需分析

水源由黄河中提水，设计提水流量为1.93×0.05=0.097m3/s（即345.6m3/h）可满足整个灌区的灌溉水量要求。

2 机组选型

根据农作物生长的需要，小麦每年需灌水6次，日灌水小时数18h，设计净灌水率1.157，渠系利用系数为0.60。根据以上资料，该灌区的灌水流量为0.096m3/s。

1）吸水管管径流速宜选用1.0 m/s～1.5m/s。根据钢管标准管径，采用管径为Dg300mm无缝钢管。当Dg300mm时，管中流速为1.36m/s。

2）出水管管径流速宜选用1.5m/s～2.5m/s。根据钢管标准管径，采用直径为Dg300mm无缝钢管。出水管管径300mm。当Dg300mm时，管中流速为1.36m/s。

3）吸水管道沿程水头损失计算[7]得0.095m，局部水头损失计算[7]得0.51m。

4）出水管道沿程水头损失计算[7]得9.48m，局部水头损失计算[7]得0.74m。

上水压力管局部水头损失按沿程损失的10%[7]计，hj出=9.48×10%=0.95m。管道的水头损失h= hf进+ hj进+hf出+ hj出=0.095+0.51+9.48+0.74+0.95=11.77m。

5）水泵扬程的确定

经实测压力管道地面高差为88m，故扬程确定为99.77m。根据流量和水头选用水泵型号为200DL280-30(I) ×4。

6）水泵安装高程的确定

根据水泵性能知，汽蚀余量NPSHR =4.0m

HS=进损=3.78m

其中：

为水泵安装地点的大气压力水头；

为水相应温度下的饱和蒸汽压力水头；

V为水泵吸入口流速；

NPSHR为必须汽蚀余量；

H进损为吸水管管路损失；

安全起见，需对 HS进行修正，即：

=1.92m

考虑到地形条件，水泵安装高程定为2262.70+1.92m=1853.92 m。

3工程布置

3.1 泵房

根据《积石峡水电站》和《循化县县城黄河两岸综合治理工程》确定本工程中的设计参数如下：

表3 泵站特征水位

根据工程区的地形和选定的水源位置，泵房厂房位置布置在黄河右岸，由上水压力钢管输水.泵房位置坐落在黄河右岸旁，直接从黄河提水，防洪墙采用M7.5浆砌石八字墙形式衬砌防护。

泵房长11.8m，宽6.8m，建筑面积80.5m2，泵房内安装2台200DL280-30(I) ×4水泵及配套电机，机组为一字布置，水泵工作形式为一备一用，并设置有配电盘柜、起动柜和真空泵。泵房为半地下式厂房，基础采用现浇厢式钢筋混凝土结构，地面以上采用砖砌结构，泵房总高5.15m，基础挖深2.15m，机组安装在底部，电气控制柜安装在距基础以上2.15m处9.8m×2.4m操作台上，控制柜距墙0.8m。

3.2 压力管道

压力管线布置通过比较，管线由泵房接出后，在桩号0+080处穿过临平公路桥，在垃圾场右边的羊圈沟的右岸沿山坡而行至项目区。

上水压力钢管长800m，采用直径为Dg300mm无缝钢管，壁厚为6.0mm，压力钢管内的流速为1.36m/s，钢管铺设均为明敷方式，为了削除管道在正常运行和事故停机时的振动和位移，在管道转弯处均设置镇墩，来保证管道的稳定，镇墩与镇墩之间每8米架一支墩 ，镇、支墩均为C15混凝土，镇墩与镇墩之间设伸缩节，各设置在镇墩之后，管道表面刷防锈漆，管道连接形式为法兰连接。

3.3 出水池

压力主管道出口设一矩形出水池，为M7.5浆砌石，长为6m，宽2.2m，池深为2.2m，池壁厚度为0.5m，底板厚度为0.5m。

4 结论

本工程具有良好的项目建设条件，而且工程建成后具有良好的经济、生态和社会效益，是安民稳民的大事。

提灌站工程的实施，可以解决积石镇草滩坝村开发的500亩封地的灌溉问题。通过该工程的实施，使干旱山区营造了一片绿地，黄河上游植被又增加了一点，气候条件得到一定的改善。

该工程的实施不仅是西部大开发的基础设施建设，对于增强民族团结，大力发展区域民族经济具有很大的促进作用，社会效益显著[2]。

参考文献

[1]循化县水利化区划报告.

[2]循化县县志.

[3]SL5021-93，水利水电工程可行性报告编制规程[S]：10-31.

[4]SL252-2000，水利水电工程等级划分及洪水标准[S]：4-13.

[5]GB50288-99，灌溉与排水工程设计规范[M]：10-29.

[6]GB50201-94，防洪标准[S]：1-18.

[7]丘传忻.泵站[M].中国水利水电出版社：2007，38-155.