淺談安全飲水中的機(jī)電提灌設(shè)計(jì)及選型

□ 周世明

在安全飲水工程實(shí)施過程中，為了提高水質(zhì)和降低修建成本，一些水源地的選擇大都以地下泉水水源為先，而泉水水源一般位于下半山坡或山腳下。要想實(shí)施安全飲水工程，就得用機(jī)電提灌將下半山坡或山腳下的泉水抽上山頂供水池，然后通過落差關(guān)系，將水自流壓向每家每戶。下面就以太和村老屋灣供水站為例，談?wù)剻C(jī)電提灌設(shè)計(jì)及選型。

一、勘測(cè)和統(tǒng)計(jì)情況

太和村老屋灣供水站的水源是下半山坡的泉水，要依靠抽水機(jī)將泉水抽上山頂供水池，然后通過落差關(guān)系，自流壓向山下兩邊每家用水戶。據(jù)勘測(cè):實(shí)際揚(yáng)程91m、管長(zhǎng)750m、安裝時(shí)需要有底閥1個(gè)、逆止閥1個(gè)、45°彎頭1個(gè)、90°彎頭1個(gè)、閘閥1個(gè)；低壓線距100m、高壓線距300m、電桿6根、變壓器1臺(tái)。據(jù)統(tǒng)計(jì)：該供水站可供太和村1～7組村民用水和灌溉塘庫(kù)灌溉不到的10畝農(nóng)田，7個(gè)組共有實(shí)際人口2 595人、常年養(yǎng)豬865頭。

二、用水人口的計(jì)算

以工程設(shè)計(jì)時(shí)的年人口為基數(shù)，按計(jì)劃生育規(guī)劃，年自然曾長(zhǎng)率為8‰。用水人口的計(jì)算公式如下：

式中：P——設(shè)計(jì)年限的用水人口數(shù)；Po——設(shè)計(jì)年開始人口數(shù)；a——人口年自然增長(zhǎng)率，即8‰；n——設(shè)計(jì)年限(一般取n＝15年)。

三、供水規(guī)模的計(jì)算

供水規(guī)模一般是根據(jù)用水量標(biāo)準(zhǔn)、用水人口、用水牲畜、農(nóng)田灌溉等用水量來(lái)確定。當(dāng)前人最高日生活用水量標(biāo)準(zhǔn)為0.06m3/人·天；豬最高日用水量標(biāo)準(zhǔn)為0.05m3/豬·天；干旱時(shí)農(nóng)田灌溉最高日用水量標(biāo)準(zhǔn)為100m3/畝·天。供水規(guī)模計(jì)算公式如下：

式中：Q——供水規(guī)模(m3/d)；q——最高日用水量標(biāo)準(zhǔn)(m3/人·天)或(m3/頭.天)或(m3/畝·天)；P——設(shè)計(jì)年限的用水人口數(shù)；S——設(shè)計(jì)年限的用水豬頭數(shù)；W——設(shè)計(jì)年限的用水農(nóng)田面積。

四、其它相關(guān)計(jì)算

（一）流量的計(jì)算

式中：qv——流量(m3/h)；Q——供水規(guī)模(m3/d)；ζ——沿程滲漏損失系數(shù)，一般ζ＝10%。

（二）管徑的計(jì)算

式中：D——提灌水管直徑(㎜)；qv——流量(m3/h)。

（三）管內(nèi)流速的計(jì)算

式中：u——流速(m/s)；qv——流量(m3/h)；π——圓周率(π＝3.14)；D——水管直徑(m)。

（四）局部損失揚(yáng)程的計(jì)算

式中：h局——局部損失揚(yáng)程(m)；Σξ——管路中各局部阻力系數(shù)的總和(有底閥為6；逆止閥為1.7；90°彎頭為0.2；45°彎頭為0.1；閘閥為0.1)；u——流速(m/s)；g——重力加速度(g＝9.81m/s2)。

（五）沿程損失揚(yáng)程的計(jì)算

式中：h沿——沿程損失揚(yáng)程(m)；f——沿程摩阻率(可查鑄鐵和鋼管摩阻率表)；L——水管長(zhǎng)度(m)；D——管道直徑(m)；u——管內(nèi)流速(m/s)；g——重力加速度(g ＝ 9.81m/s2)。

（六）總損失揚(yáng)程的計(jì)算

式中：h損——總損失揚(yáng)程(m)；h沿——沿程損失揚(yáng)程(m)；

h局——局部損失揚(yáng)程(m)。

（七）水泵理論揚(yáng)程的計(jì)算

H理＝h實(shí)＋ h損

式中：H理——水泵理論揚(yáng)程(m)；h實(shí)——實(shí)際揚(yáng)程(m)；

h損——總損失揚(yáng)程(m)。

（八）水泵安裝高度的計(jì)算

h高＝ h真——2.8

式中：h高——水泵安裝高度(m)；h真——水泵允許吸上真空高度(m)。

（九）高、低壓線截面積的計(jì)算

式中：S——導(dǎo)線截面積(㎜3)；P——線路輸送的功率(KW)；L——導(dǎo)線長(zhǎng)度(m)；C——電壓損失計(jì)算常數(shù)(380V三相四線制中的銅心線C＝77、鋁心線C＝46)；ΔV——電壓損失百分比值(低壓線取ΔV＝5、高壓線取ΔV＝ 7)。

（十）變壓器總功率的計(jì)算

式中：P變——變壓器總功率(KW)；P——電動(dòng)機(jī)功率(KW)。

（十一）機(jī)電提灌相關(guān)參數(shù)計(jì)算成果匯總及選型

根據(jù)勘測(cè)和統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)分別代入上列各計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算，現(xiàn)將計(jì)算成果匯總?cè)缦拢?/p>

機(jī)電提灌相關(guān)參數(shù)計(jì)算成果匯總及選型表