淺析泵站工程規(guī)劃

摘 要：泵站工程被廣泛地應(yīng)用于國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。如采礦工業(yè)中的礦井排水泵站；電力工業(yè)中的高壓鍋爐給水泵站、冷熱水循環(huán)泵站；市政工程中的給水、排水泵站；為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的灌溉泵站、防洪除澇排水泵站、灌溉排水結(jié)合泵站等等。泵站工程規(guī)劃的效果直接影響其設(shè)計(jì)、施工及使用效果。本文以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的灌溉泵站規(guī)劃以及建筑物的布局等進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：泵站；規(guī)劃；布局

泵站工程是利用機(jī)電提水設(shè)備及其配套建筑物，給水流增加能量，使其滿足興利除害要求的綜合性系統(tǒng)工程。在泵站工程規(guī)劃的過程中，規(guī)劃人員需要考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)狀況和水資源情況等各種綜合因素，確定工程的控制范圍和面積。正確地進(jìn)行泵站工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)，盡可能地減少其基建投資，節(jié)約能源消耗，降低運(yùn)行成本，在國門經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的意義。以農(nóng)田灌溉或排水為目的的泵站工程，在其規(guī)劃階段中應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的灌溉設(shè)計(jì)保證率或排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

1 灌溉泵站工程規(guī)劃

1.1 提水灌區(qū)的劃分及泵站布局

根據(jù)水源、灌區(qū)地形、行政區(qū)劃、能源、道路等具體條件，對整個(gè)灌區(qū)按高程分級，在相同高程范圍內(nèi)分片布置灌溉渠系，并確定與之相適應(yīng)的泵站位置，稱為提水灌區(qū)的劃分。在泵站工程規(guī)劃中應(yīng)擬定幾種可行方案進(jìn)行對比分析，從中選擇見效快、投資省、運(yùn)行費(fèi)少、管理方便的方案。

常見的灌區(qū)劃分方案有如下幾種。

（1）單站一級提水一區(qū)灌溉。在水源岸邊建造泵站A，通過出水管道B，提水到出水池C，由輸水干渠D控制全灌區(qū)。這種劃分方案適用于控制面積不太、揚(yáng)程較低（低于水泵揚(yáng)程）、地形高差較小、輸水渠道不長的灌區(qū)。一些局部高地和地形平坦的小型灌區(qū)常采用這種方案。其優(yōu)點(diǎn)是工程規(guī)模小，見效快，機(jī)電設(shè)備少且很集中，便于管理等。

（2）多站一級提水分區(qū)灌溉。當(dāng)灌區(qū)沿水源岸邊呈長條形分布，或灌區(qū)內(nèi)河網(wǎng)密有溝渠縱橫時(shí)，如仍采用單站一級提水，一區(qū)灌溉的方式，具有機(jī)電設(shè)備少而集中，便于管理的優(yōu)點(diǎn)，但輸水渠道較長，不僅使交叉建筑物增多、滲漏、蒸發(fā)損失增大，而且在灌水緊張季節(jié)，上下游發(fā)生用水糾紛，灌溉管理極不方便。因此，在這種情況下常以行政區(qū)劃或輸水渠道的長度或天然溝（河） 為界，把整個(gè)灌區(qū)劃分為若干個(gè)單獨(dú)的提水灌區(qū)。每個(gè)灌區(qū)在水源岸邊單獨(dú)設(shè)站，均為一級提水。分區(qū)灌溉雖較一區(qū)灌溉有上述優(yōu)點(diǎn)，但機(jī)電設(shè)備增多、分散，輸電線路加長。

（3）單站分級提水分區(qū)灌溉。當(dāng)灌區(qū)面積不大，但地形坡度較陡、高差較大時(shí)，為避免高水低灌，節(jié)約能源，常采用在水源岸邊建造一座泵站，安裝一種成幾種揚(yáng)程的水泵，向不同高程出水池供水，分別灌溉不同高程農(nóng)田的方式。

1.2 站址選擇

灌溉泵站站址選擇，應(yīng)根據(jù)泵站工程的規(guī)模、特點(diǎn)和運(yùn)行要求，與提水灌區(qū)劃分一起考慮，同時(shí)進(jìn)行。合理地確定泵站的位置，包括取水口、泵房、出水池的位置，并應(yīng)照顧到灌溉輸水渠道與出水池的銜接與布置等。站址選擇得是否合理，直接關(guān)系到工程的建設(shè)投資、建成后的安全取水和運(yùn)行管理等問題。所以在泵站工程規(guī)劃中必須予以足夠的重視?，F(xiàn)對站址選擇中應(yīng)注意的問題分述如下。

（1）水源。為了便于控制全灌區(qū)，并盡可能地減少提水高度，水源泵站的站址應(yīng)選在灌區(qū)的上游，泵站提水流量有保證，水位穩(wěn)定，水質(zhì)良好的地方。在從河流取水時(shí)，泵站或其取水建筑物的位置，要選擇在河流的直段或凹岸下游河床穩(wěn)定的河段上，不要選在容易引起泥沙淤積、河床變形、冰凌阻塞和靠近主航道的地方。盡可能地避免在有沙灘、支流匯入或分岔河段上建設(shè)泵站及其取水建筑物。還應(yīng)注意到河游上已有建筑物的影響。

（2）地形。泵站應(yīng)建在地形開闊、岸坡適宜的地方。站址地形應(yīng)滿足泵站建筑物布置，土石開挖工程量較小，便于通風(fēng)采光，對外交通方便，適宜布置壓力管道、出水池和輸水渠道并便于施工等要求。

（3）地質(zhì)。泵站的主要建筑物應(yīng)建在堅(jiān)實(shí)完整、承載能力較強(qiáng)的巖石地基上，避開大的或活動(dòng)性的斷裂構(gòu)造。如遇淤泥，流沙、濕陷性黃土、膨脹土等地基，必須進(jìn)行地基處理，并采用相應(yīng)的基礎(chǔ)加固措施。泵站應(yīng)建在有可能發(fā)生滑坡或塌方影響的范圍之外。

（4）電源、交通及其他。為了降低輸變電工程的投資，泵站應(yīng)盡可能地靠近電源，減少輸電線路的長度。泵站應(yīng)靠近公路，或建在便于修建進(jìn)場公路的地方。泵站要盡可能靠近村鎮(zhèn)或居民點(diǎn)。以便解決運(yùn)行管理人員的生活問題。

2 泵站建筑物的組成及布置

泵站的主要建筑物一般有：取水口、引渠、前池、進(jìn)水池、泵房、出水管道和出水池等。與主要建筑物配套的輔助建筑物一般有：變電所、節(jié)制閘、進(jìn)場公路與回車場、修配廠和庫房、辦公及生活用房等。

泵站建筑物的總體布置，應(yīng)依據(jù)站址地形、地質(zhì)、水源的水流條件和泵站的性質(zhì)，泵房結(jié)構(gòu)類型和綜合利用的要求等因素，全面考慮合理布局。設(shè)計(jì)中首先把主要建筑物布置在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，然后按輔助建筑物的用途及其與主要建筑物的關(guān)系，將其分別布置適當(dāng)?shù)牡胤?。泵站建筑物總體布置盡量做到緊湊、便于施工及安裝、運(yùn)行安全、管理方便、經(jīng)濟(jì)合理、美觀協(xié)調(diào)、少占耕地等。

2.1 灌溉泵站建筑物布置

在水源岸坡平緩且與灌區(qū)控制高程相距較遠(yuǎn)的場合，為了縮短壓力管道的長度，降低工程造價(jià)，提高裝置效率，常采用有引渠的布置形式，使泵房盡可能地靠近出水池。當(dāng)水源岸坡陡峻且與灌區(qū)控制高程較近時(shí)，多采用無引渠的布置形式。泵房建在水源岸邊，直接從水源取水。

2.2 排水泵站建筑物布置

汛期排水區(qū)的漬水不能順利及時(shí)地排出，必須泵站提排，但在容泄區(qū)的枯水期或洪峰過后卻可以自流排水。因此，常建成自流排水和泵站提排兩套排水系統(tǒng)的泵站樞紐工程。按照自流排水建筑物和泵房的相對關(guān)系，排水泵站建筑物布置分為合建式和分建式兩種。

分建式適用于泵站揚(yáng)程較高，或內(nèi)外水位變幅較大的情況下，具有便于利用原有排閘，且泵站有單獨(dú)的前池、進(jìn)水池、進(jìn)水平順、出水池易于布置等優(yōu)點(diǎn)，因此實(shí)際工程中應(yīng)用較多。但會(huì)要求站址的地形比較開闊，這樣才有利于站、閘、渠的布置。

合建式就是把兩套系統(tǒng)組合在一起，共用一部分建筑物，實(shí)現(xiàn)集中管理。這種形式的有點(diǎn)在于，布置緊湊、占地較少，但也存在構(gòu)建較復(fù)雜的問題。在泵揚(yáng)程較低，或內(nèi)外水位變幅較小的情況下，更為實(shí)用。

2.3 灌排結(jié)合泵站建筑物布置

一般排水區(qū)遇暴雨須要排水，若容泄區(qū)水位低于排水干渠水位時(shí)，可以自流排水、反之則須泵站提排。由于受地形的影響低處排水時(shí)，高處需要灌溉；由于季節(jié)間的氣候差異，雨季排水而旱季又須灌溉。這樣使同一泵站兼做排澇和灌溉則稱為排灌結(jié)合泵站。灌排結(jié)合泵站建筑物布置的形式很多，但就其主要特征可分為節(jié)制閘與泵房建在一起的合建式和分開建造的分建式。

3 結(jié)束語

總之，泵站工程的規(guī)模、控制范圍和總體布置方案的確定，在很大程度上取決于興建工程的目的，當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)、地形、能源、氣象、作物組成以及現(xiàn)有水利工程設(shè)施的情況等等因素。泵站工程規(guī)劃必須以流域或地區(qū)水利規(guī)劃為依據(jù)，按照全面規(guī)劃、綜合治理、合理布局的原則，在正確處理灌溉與排水、自流與提水、灌溉排水與其他用水部門的關(guān)系、充分考慮泵站工程綜合利用的基礎(chǔ)上進(jìn)行。

作者簡介：曹明禮（1984-），男，黑龍江省佳木斯市湯原縣，工程師。