中小型水泵站設(shè)計(jì)與施工學(xué)習(xí)課件

1、2021-4-211 主要內(nèi)容 一、水泵和水泵站的基本概念 二、泵站設(shè)計(jì)參數(shù) 三、泵房設(shè)計(jì) 四、泵站進(jìn)水建筑物設(shè)計(jì) 五、泵站出水建筑物設(shè)計(jì) 六、泵站施工中需注意的幾個(gè)問(wèn)題 2021-4-212 一、水泵和水泵站的基本概念 水泵是一種抽水機(jī)械，通過(guò)水泵的作用，可以 把水由低處提升到高處，或者增加水的壓力，或增 加水流速度，或克服沿程阻力損失和局部損失，把 水從一個(gè)地方輸送到個(gè)地方。 水泵是世界上除了電機(jī)之外應(yīng)用最廣泛的機(jī)械。 2021-4-213 安裝水泵及其裝置需要建設(shè)必要的建筑 物，這個(gè)建筑物就稱為水泵站。泵站內(nèi)有水 泵、動(dòng)力機(jī)和輔助設(shè)備。 水泵及水泵站習(xí)慣上又稱為機(jī)電排灌工 程或泵站工程，

2、主要研究水泵的理論、性能 及泵站工程的設(shè)計(jì)、運(yùn)行和管理等。 2021-4-214 水泵和水泵站廣泛應(yīng)用在： 1. 1. 灌溉、排水和排澇，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和減災(zāi)防 災(zāi)服務(wù)； 2. 2. 城市和鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水工程、排水工程以及工業(yè) 供水工程； 3. 3. 洪澇水、雨水及污水、廢水的排除或排放； 4. 4. 環(huán)境保護(hù)、水質(zhì)改善、跨流域調(diào)水工程。 2021-4-215 1、水泵的分類 水泵的種類很多，按照工作原理分，主要有葉片 泵、容積泵和其他類型泵。 葉片泵是利用葉輪的旋轉(zhuǎn)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為所輸送的 液體的能量的。按照葉輪及流體流動(dòng)方式的不同，又可 將泵分為離心泵、混流泵、軸流泵和螺旋泵，前三種泵 是應(yīng)用最為廣泛

3、的泵型。 2021-4-216 2、水泵的結(jié)構(gòu) （1）離心泵 離心泵是依靠葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的離心力而工作的，其特點(diǎn)是揚(yáng)程高，流量小。 2021-4-217 單級(jí)單吸離心泵 單級(jí)單吸離心泵只有一個(gè)葉輪，一個(gè)進(jìn)水口，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維護(hù)方便 等優(yōu)點(diǎn)，流量范圍為6400 m3/h，揚(yáng)程范圍為5125 m。有IS型、IB型等型號(hào)。 123 456789 1011 12 圖1-22 IS型泵 1.泵體；2.葉輪螺母；3.制動(dòng)墊圈；4.密封環(huán)；5.葉輪；6.泵蓋； 7.軸套；8.水封環(huán)；9.填料；10.填料壓蓋；11.懸架軸承部件；12.軸 14 13 12 1110 9 8 7 65 4321 1516

4、 17 18 1920 圖 123 IB型泵 IS型離心泵 IB型離心泵 2021-4-218 單級(jí)雙吸離心泵 單級(jí)雙吸離心泵是指只有一個(gè)葉輪，但從葉 輪兩邊進(jìn)水的離心式水泵，這種泵實(shí)際上相當(dāng)于兩 個(gè)單吸泵的葉輪合裝在同一根軸上工作，所以與單 吸泵比較，流量更大 。 1 2 34 56 7 89 圖124 S型泵 1.填料蓋；2.填料；3.泵蓋；4.葉輪；5.密封環(huán)；6.泵體；7.軸；8.軸套；9.軸承 圖1-24 S型單級(jí)雙吸離心泵 2021-4-219 雙吸離心泵一般做成水平中開(kāi)式，打開(kāi)泵蓋， 就能看到泵體內(nèi)的全部零件。該泵具有運(yùn)行平穩(wěn)， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安全可靠，檢修方便等優(yōu)點(diǎn)，適用于要 求較

5、大流量的場(chǎng)合。 2021-4-2110 多級(jí)離心泵 多級(jí)泵的轉(zhuǎn)輪是由多個(gè)單級(jí)泵的轉(zhuǎn)輪串聯(lián)在一根軸上組成，每一個(gè)葉輪為一 級(jí)。 這類泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是泵殼用垂直于泵軸的平面分開(kāi)，分為前段（吸入段）、 中段和后段（壓出段）。然后將各段用穿桿固緊，使之聯(lián)成一個(gè)整體以承受高壓。 212134567891011121314151617181920 2021-4-2111 （2）混流泵（Mixed flow Pump） 混流泵又稱斜流泵，根據(jù)出水室的不同，通常 分為蝸殼式和導(dǎo)葉式兩種。中小型、低比轉(zhuǎn)速混流 泵多為蝸殼式結(jié)構(gòu)，高比轉(zhuǎn)速的混流泵為導(dǎo)葉式結(jié) 構(gòu)。 2021-4-2112 132456 78 1817

6、 161514131211109 圖 1-26 蝸殼式混流泵 1.帶輪；2.擋套；3.軸承；4.泵體；5.絲堵；6.葉輪；7.葉輪螺母；8.泵蓋；9.葉輪螺母墊 10.紙墊；11.軸套；12.填料環(huán)；13.填料；14.填料壓蓋；15.前蓋；16.軸承體；17泵軸；18.后蓋 蝸殼式混流泵 2021-4-2113 導(dǎo)葉式混流泵 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 圖 1-27 導(dǎo)葉式混流泵 1.填料函部件；2.上導(dǎo)軸承部件；3.彎管；4.接管；5.泵座；6.泵軸； 7.下導(dǎo)軸承部件；8.導(dǎo)葉體；9.葉輪；10.葉輪室；11.進(jìn)水喇叭管 2021-4-2114 （3）軸流泵 軸流泵的外

7、殼為圓筒形，包括進(jìn)水喇叭管， 導(dǎo)葉體和出水彎管等部件。 軸流泵的安裝方式有立式、臥式和斜式三種。 按照其葉片的安裝角度可否調(diào)節(jié)，又分為固定葉片 式、半調(diào)節(jié)式和全調(diào)節(jié)式3種。 2021-4-2115 1 2 3 4 5 6 7 8 9 圖 1-28 ZLB型軸流泵 1.喇叭管；2.葉輪部件；3.導(dǎo)葉體； 4.橡膠軸承；5.彎管；6.橡膠軸承； 7.填料盒座；8.填料壓蓋；9.聯(lián)軸器 開(kāi)啟 關(guān)閉 （b） 觀察窗 調(diào)節(jié)桿 葉輪 導(dǎo)葉 調(diào)節(jié)桿 凸輪 連桿 十字桿 圖1-28（b）全調(diào)節(jié)斜式軸流泵結(jié)構(gòu)圖 葉片 （a） （c） 2021-4-2116 2021-4-2117 2、水泵的主要構(gòu)件 （一）泵軸

8、 （二）葉輪 （三）口環(huán) （四）軸封裝置 （五）軸承 （六）壓水室 2021-4-2118 3、抽水裝置 抽水裝置由水泵、動(dòng)力機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、管道 和各種附件組成。 泵裝置中除了泵機(jī)組及進(jìn)、出水池等水工建筑 物以外的部分，稱為管道系統(tǒng)。它主要包括進(jìn)、出 水管路及其附件，如底閥、逆止閥、閘閥、蝶閥、 彎管、漸縮管、漸擴(kuò)管、拍門(mén)、快速閘門(mén)、真空破 壞閥等。 2021-4-2119 1 2 3 4567891011 12 13 圖1-30 臥式離心泵抽水示意圖 1.濾網(wǎng)與底閥；2.進(jìn)水管；3.90彎頭；4.偏心漸縮管； 5.真空表；6.壓力表；7.漸擴(kuò)接管；8.逆止閥；9.閘閥； 10.出水管；11.

9、45 彎頭；12.拍門(mén)；13.平衡錘 2021-4-2120 1 2 3 4 5 6 7 8 2021-4-2121 4 4、水泵的工作參數(shù) 水泵的工作參數(shù)包括泵的流量、揚(yáng)程、轉(zhuǎn)速、 軸功率及效率、汽蝕余量（吸上真空高度）等。 350Sh-10 n=1450r/min D=466 HA HSA QA HSQ NQ HQ A B C Q 100 80 60 40 20 0 400 200 0 160240320 0 0 320 80400 20 40 60 80 640 96012801600 H(m) Hb(m) (%) A NA Q(L/s) (m 3 /h) N(kW) 圖3-4 350S

10、h-10型離心泵性能曲線 0 4 8 2021-4-2122 2021-4-2123 2021-4-2124 2021-4-2125 二、泵站的設(shè)計(jì)參數(shù) 泵站的設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)泵站設(shè)計(jì)規(guī) 范 進(jìn)行。 1、排灌泵站的等級(jí)劃分 我國(guó)將排灌泵站工程按裝機(jī)流量或裝機(jī)功率分為5級(jí)。對(duì)工業(yè)、城鎮(zhèn)供水泵站 等級(jí)的劃分，應(yīng)根據(jù)供水對(duì)象、供水規(guī)模和重要性確定。泵站等級(jí)決定了其主要建筑 物、次要建筑物和臨時(shí)性建筑物的級(jí)別。 2021-4-2126 （2）泵站的規(guī)劃 灌溉泵站的規(guī)劃主要包括以下內(nèi)容：查勘灌區(qū)的地形、地質(zhì)和水源條件及其 他自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件，調(diào)查已有水利工程設(shè)施及其效益，了解能源、交通等情 況。

11、在此基礎(chǔ)上，根據(jù)自然區(qū)劃特點(diǎn)并考慮行政區(qū)劃進(jìn)行灌水區(qū)的劃分、選定站 址、確定泵站建筑物和渠系的布置等。 灌溉泵站設(shè)計(jì)流量應(yīng)在滿足一定的灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)下，根據(jù)作物的灌溉制度、 灌水模數(shù)、灌溉面積、渠系水利用系數(shù)及灌區(qū)內(nèi)調(diào)蓄容積等綜合分析計(jì)算確定。 2021-4-2127 排澇泵站的規(guī)劃，主要是根據(jù)各地區(qū)的排水出路(承泄區(qū))和地形條件，正 確處理自排與提排、內(nèi)排與外排、排田(搶排)與排湖(內(nèi)河)的關(guān)系，以盡量減少 排澇泵站的裝機(jī)容量，降低工程投資。同時(shí)應(yīng)盡可能兼顧灌溉的要求，提高泵站 設(shè)備的利用率。 排水區(qū)的劃分要盡可能滿足內(nèi)外水分開(kāi)、高低水分開(kāi)，并充分利用自流排內(nèi)外水分開(kāi)、高低水分開(kāi)，并充分利用自

12、流排 水水的條件。 2021-4-2128 2、水位組合與特征揚(yáng)程 2021-4-2129 2021-4-2130 2021-4-2131 （3） 泵站樞紐布置 灌溉泵站樞紐 2 3 4 5 7 9 10 11 8 6 1 2021-4-2132 排澇泵站樞紐 8 7 6 5 4 3 2 1 2021-4-2133 排灌結(jié)合泵站樞紐 2021-4-2134 一站四閘布置形式 灌溉渠 排水河 泵站 外 河 21 43 2021-4-2135 雙向泵站布置形式 1 2 3 4 5 6 外河 內(nèi)河 閘門(mén)1 閘門(mén)2 閘門(mén)3 閘門(mén)4 2021-4-2136 水泵選型 水泵應(yīng)滿足下列要求： （1） 充分滿

13、足一定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)供排水及灌溉 要求； （2） 水泵在運(yùn)行中效率高； （3）水泵運(yùn)行中安全，汽蝕性能良好； （4）節(jié)省機(jī)電設(shè)備及土建投資費(fèi)用??； （5） 運(yùn)行、管理和維修方便。 2021-4-2137 水泵選型中應(yīng)注意的問(wèn)題 （1）臺(tái)數(shù) （2）水泵安裝形式 （3）選用抗汽蝕性能好的水泵，可提高水泵安裝高程，減少泵站開(kāi)挖深度。 （4）對(duì)各種因素綜合比較和篩選 2021-4-2138 三、泵房設(shè)計(jì) 泵房是整個(gè)泵站工程的核心建筑物，主要用途： （1）安裝主機(jī)組、輔機(jī)設(shè)備、機(jī)電設(shè)備及部分管 路 （2）為機(jī)組的安裝、維修、運(yùn)行與管理提供良好 的工作環(huán)境。 2021-4-2139 泵房設(shè)計(jì)原則： （1）設(shè)備

14、布置、安裝、運(yùn)行及檢修的要求； （2）滿足結(jié)構(gòu)布置及整體穩(wěn)定要求，各構(gòu)件具有足夠 的強(qiáng)度和剛度，安全可靠； （3）滿足通風(fēng)、采暖和采光要求，符合防潮、防火、 防噪聲等技術(shù)規(guī)定； （4）泵房?jī)?nèi)外交通便利，便于管理； （5）注意建筑造型合理緊湊、實(shí)用美觀與環(huán)境協(xié)調(diào)。 2021-4-2140 泵房的結(jié)構(gòu)型式 泵房按結(jié)構(gòu)型式分類： （1）永久性和臨時(shí)性 （2）固定式和移動(dòng)式 移動(dòng)式泵房：泵船、泵車； 固定式泵房：分基型泵房、干室型泵房、濕室型泵 房 和塊基型泵房四類。 其它分類方法 (1)(1)地面式泵房、地下式泵房、半地下式泵 房 (2)(2)半移動(dòng)半固定式塔吊旋轉(zhuǎn)式 2021-4-2141 傳統(tǒng)的

15、泵房分類方法 移動(dòng)式泵房：泵船、泵車； 固定式泵房：分基型泵房、干室型泵房、濕 室型泵房和塊基型泵房四類。 新增加的泵房分類方法 (a)(a)地面式泵房、地下式泵房、半地下式泵房 (b)(b)半移動(dòng)斗固定式塔吊旋轉(zhuǎn)式 2021-4-2142 影響泵房結(jié)構(gòu)型式的主要因素： （1 1）進(jìn)、出水池水位的變化幅度； （2 2）水泵機(jī)組的類型和結(jié)構(gòu)形式； （3 3）工程地質(zhì)條件。 (4)(4)與周邊環(huán)境協(xié)調(diào) 43 (一)分基型泵房 1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 泵房基礎(chǔ)與機(jī)組基礎(chǔ)分開(kāi)建筑，無(wú)水下結(jié)構(gòu)。 2優(yōu)點(diǎn) 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，施工方便，通風(fēng)、采光、防潮條件好， 檢修方便。 3型式 （1）直立式擋土墻分基型泵房 2021-4-2

16、144 4適用場(chǎng)合 （1）水源水位變幅小，保證機(jī)組不被淹沒(méi)。 （2）臥式機(jī)組。 （3）水源側(cè)岸坡穩(wěn)定，地質(zhì)條件好，滲透性好。 特殊措施：若進(jìn)口出現(xiàn)高水位時(shí)難以滿足，可在引渠 上設(shè)防洪閘，但其缺點(diǎn)是會(huì)造成人為的揚(yáng)程損失。 注意事項(xiàng)：防止機(jī)組基礎(chǔ)與泵房基礎(chǔ)不均勻沉陷、洪 水對(duì)地基的影響與地基滲水。 2021-4-2145 2021-4-2146 （2）斜坡式擋土墻分基型泵房 2021-4-2147 (二二)干室型泵房干室型泵房 1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 四周墻壁（擋水墻、 擋土墻）與底板連成一不透 水的整體（干室），室內(nèi)安 裝動(dòng)力機(jī)及其它設(shè)備。 2特點(diǎn) 一般是臥式機(jī)組，但也有 立式安裝，平面形狀一般為 矩形，機(jī)

17、房?jī)?nèi)布置整齊，安 裝、運(yùn)行、檢修，采光條件 均較好。 3. 注意防滲透問(wèn)題 max 2021-4-2148 另外還有圓筒形干室和潛沒(méi)式干室型泵房等形式另外還有圓筒形干室和潛沒(méi)式干室型泵房等形式 2021-4-2149 (三三)濕室型泵房濕室型泵房 1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 泵房下部有一個(gè)與前池相通并充滿水的濕室。 （1）濕室進(jìn)水； （2）濕室內(nèi)的水重平衡部分浮托力，增加泵房的穩(wěn)定性。 濕室型泵房一般分兩層：上層安裝動(dòng)力機(jī)和配電設(shè) 備，下層安裝水泵。 2適用場(chǎng)合 安裝中小型立式軸流泵、導(dǎo)葉式混流泵的低揚(yáng)程泵 站。 2021-4-2150 3.結(jié)構(gòu)形式 濕室型泵房的水下結(jié)構(gòu)有多種不同型式，最為 常見(jiàn)的有墩墻式，

18、此外還有排架式、圓筒式及開(kāi) 敞出流式等。 2021-4-2151 墩墻濕室型泵房的特點(diǎn)墩墻濕室型泵房的特點(diǎn) 墩墻式泵房的水下結(jié)構(gòu)由站墩 和擋土墻圍成，其四周除進(jìn)水側(cè) 外，其他三面都有擋土墻，進(jìn)水 條件較好，各臺(tái)機(jī)組可以單獨(dú)檢 修，互不干擾。 缺點(diǎn)：自重較大，后墻外的填 土又產(chǎn)生較大的側(cè)向土壓力，因 此，地基應(yīng)力較大，要求地基有 較高的承載力。 min max 2021-4-2152 （2）排架式濕室型泵房）排架式濕室型泵房 2021-4-2153 2021-4-2154 （3）園筒濕室型泵）園筒濕室型泵 2021-4-2155 （4）圬工濕室型泵房）圬工濕室型泵房 2021-4-2156 (四

19、四)塊基型泵房塊基型泵房 1結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)水泵的進(jìn)水流道與泵房底板用鋼筋混凝土澆筑在一 起，構(gòu)成整個(gè)泵房的基礎(chǔ)，呈塊狀基礎(chǔ)結(jié)構(gòu); (2) 剛度大，抗震性能好; （3）適用于大中型立式機(jī)組、臥式機(jī)組、斜式機(jī)組、 貫流式機(jī)組 2021-4-2157 2021-4-2158 2021-4-2159 2021-4-2160 主機(jī)型式對(duì)泵房型式的影響： （1）立式機(jī)組 泵房占地面積小，電機(jī)位置高，但泵房高度大， 水泵葉輪在水面以下，起動(dòng)方便。 （2）臥式機(jī)組 適宜布置間接傳動(dòng)裝置，泵房高度低，安裝檢修 方便，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適宜于低揚(yáng)程站。 （3）斜式機(jī)組 進(jìn)出水流道彎曲小，流態(tài)好，有利于提高機(jī)組運(yùn) 行效率

20、，適用于低揚(yáng)程站。 （4）貫流泵 土建省，進(jìn)出水條件最好，但安裝檢修不便。 2021-4-2161 2021-4-2162 2021-4-2163 2021-4-2164 2021-4-2165 創(chuàng)新與發(fā)明創(chuàng)新與發(fā)明 2021-4-2166 2021-4-2167 2021-4-2168 泵房?jī)?nèi)部布置和尺寸確定 確定泵房型式后，需對(duì)泵房?jī)?nèi)主機(jī)組、電氣設(shè) 備，輔助設(shè)備、管道、檢修間、門(mén)窗及過(guò)道等進(jìn)行 合理布置。 布置原則：在滿足機(jī)組安裝、檢修、運(yùn)行要求 及泵房結(jié)構(gòu)布置要求的前提下，應(yīng)力求緊湊、整齊、 美觀，節(jié)省工程量。 2021-4-2169 （一）臥式機(jī)組泵房布置與尺寸確定（一）臥式機(jī)組泵房布

21、置與尺寸確定 泵房?jī)?nèi)部布置泵房?jī)?nèi)部布置 1、主機(jī)組布置、主機(jī)組布置 按水泵的類型及機(jī)組臺(tái)數(shù)，大中型泵站主機(jī)組 在機(jī)房?jī)?nèi)一般有一列式和雙列式兩種布置型式。 (a) (b) (c) (a) (b) (c) (a) (b) (c) 2021-4-2170 2021-4-2171 2021-4-2172 2 2、配電設(shè)備布置、配電設(shè)備布置 配電設(shè)備布置有集中布置和分散布置兩種。分散布置即是將配電柜布置在 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)中間靠墻的空地上，這時(shí)機(jī)房無(wú)須加寬。 集中布置根據(jù)其在機(jī)房中的位置，又分為兩種型式，即一端式布置和一側(cè)式布 置。 (a) (b) 圖 9-6 配電柜 機(jī)組 配電柜 機(jī)組 2021-4-217

22、3 2021-4-2174 2021-4-2175 配電柜分高壓、低壓兩種，又分單面維護(hù)和雙 面維護(hù)，應(yīng)保證有必要的操作、維修空間。若為雙 面維護(hù)，一般情況下柜后0.8m，柜前1.52m。 為保持配電間干燥，配電間的地板應(yīng)略高出機(jī) 房地面。配電間一般都應(yīng)單設(shè)一個(gè)外開(kāi)的便門(mén)，以 防事故之用。干室型泵房配電間地坪高程應(yīng)高于擋 水墻外的最高水位，以防受潮。 2021-4-2176 3 3、檢修間布置、檢修間布置 對(duì)于大中型泵站檢修間一般設(shè)在泵房靠近大門(mén)的一端，其平面尺寸要求能夠 放下泵房?jī)?nèi)部的最大設(shè)備或最大部件，并便于拆卸，同時(shí)還要留有空地存放工具等雜 物。檢修間大門(mén)尺寸的確定應(yīng)保證最大設(shè)備能順利運(yùn)

23、進(jìn)或運(yùn)出。 對(duì)于不專設(shè)吊車的泵站，如機(jī)組容量較小或機(jī)組間距較大時(shí)，可原地進(jìn)行檢修而 不必單設(shè)檢修間。 2021-4-2177 2021-4-2178 4 4、交通道布置、交通道布置 泵房?jī)?nèi)的交通道是沿泵房長(zhǎng)度方向布置的主 要通道，便于值班人員巡視、閥門(mén)啟閉及物件搬運(yùn)。 單列式多布置在出水側(cè)； 雙列式布置兩列之間。 大中型泵站交通道寬度應(yīng)不小于l.5 m。 2021-4-2179 2021-4-2180 2021-4-2181 2021-4-2182 2021-4-2183 5 5、充水系統(tǒng)布置、充水系統(tǒng)布置 臥式機(jī)組的水泵中心線多數(shù)高于進(jìn)水池水面， 需要抽真空充水啟動(dòng)。水泵的充水系統(tǒng)包括充水設(shè)

24、 備(真空泵機(jī)組)及抽氣干、支管。其布置以不影響 主機(jī)組檢修、不增加機(jī)房面積、便于工作人員操作 為原則。 2021-4-2184 充水設(shè)備一般布置在主機(jī)組之間靠進(jìn)水側(cè)的空地上，抽氣干管可與充水設(shè)備 同側(cè)，在高程上可沿機(jī)組基礎(chǔ)的地面鋪設(shè)，也可以支承在高于地面2 m以上的空間， 然后再用抽氣支管與每臺(tái)水泵相聯(lián)。 2021-4-2185 6 6、排水系統(tǒng)布置、排水系統(tǒng)布置 排水系統(tǒng)用以排除水泵水封廢水及管閥漏水等。 底板或泵房地面應(yīng)向下游有一定傾斜，機(jī)房?jī)?nèi)設(shè)排 水干、支溝。 2021-4-2186 max 機(jī) 風(fēng) 聯(lián) min 輪 底 泵 HH1 h 1 h2 H 支溝一般沿機(jī)組 基礎(chǔ)布置，但應(yīng)與 電

25、纜溝分開(kāi)以免電 纜受潮，廢水沿支 溝匯集到干溝中， 然后可以穿出墻外 自流排出，或匯集 至泵房端部的集水 井中由排水泵抽排 至進(jìn)水池。通常前 者適用于分基型泵 房，后者適用于干 室型泵房。 對(duì)大型軸流泵站，檢修時(shí)流道內(nèi)的水先流入排 水廊道，然后由排水泵抽排出室外。 2021-4-2187 7. 7. 通風(fēng)布置通風(fēng)布置 由于電動(dòng)機(jī)、電氣設(shè)備的運(yùn)行以及陽(yáng)光輻射 會(huì)散發(fā)出大量的熱量，尤其是夏日排灌季節(jié)，可能 造成很高的室內(nèi)溫度，這不僅影響工作人員的身體 健康，也會(huì)加劇電機(jī)絕緣老化，降低電動(dòng)機(jī)效率。 實(shí)測(cè)資料表明，當(dāng)電動(dòng)機(jī)周圍溫度達(dá)到50時(shí)，則 效率要降低25% 2021-4-2188 分基型泵站的泵

26、房的通風(fēng),主要是通過(guò)合理布 置門(mén)窗,實(shí)現(xiàn)風(fēng)壓或熱壓自然通風(fēng)，干室型泵房有 時(shí)需采用機(jī)械強(qiáng)迫通風(fēng)。大型泵站設(shè)置風(fēng)道，把電 機(jī)的熱量和噪音排出泵房。 2021-4-2189 ( (二二) )泵房尺寸確定泵房尺寸確定 1、機(jī)房跨度 機(jī)房跨度應(yīng)根據(jù)泵體的大小、進(jìn)出水管道及其閥件的長(zhǎng)度、安裝檢修及操作管理 所必需的空間確定，并考慮進(jìn)出水側(cè)所布置的走道寬度要求，其跨度也應(yīng)與定型的屋 架跨度或吊車跨度相適應(yīng)。 b墻 凈b 縮bb泵擴(kuò)b逆b 1 閘b接b2凈b H 2021-4-2190 b墻 凈b 縮bb泵擴(kuò)b逆b 1 閘b接b2凈b H 2021-4-2191 2 2、機(jī)房長(zhǎng)度、機(jī)房長(zhǎng)度 機(jī)房長(zhǎng)度主要根據(jù)

27、機(jī)組及機(jī)組基礎(chǔ)的長(zhǎng)度，以 及機(jī)組間的間距決定。 配 電 間 檢 修 間 機(jī)組機(jī)組 通 道 圖 9-8 L1LLLL2 LL bLLbL 2021-4-2192 2021-4-2193 3、機(jī)房高度 機(jī)房高度指機(jī)房地面與屋面大梁下緣之間 的距離。 （1）小型泵站一般不設(shè)吊車：H3.5m （2）設(shè)吊車時(shí)： 保證從汽車上吊下最大部件； 滿足安裝檢修要求。 梁 軌 h5h6h4h3h1 h2 檢 泵 底 臺(tái) H 圖 9-9 2021-4-2194 二、立式機(jī)組泵房布置與尺寸確定二、立式機(jī)組泵房布置與尺寸確定 (一)中小型立式機(jī)組泵房?jī)?nèi)部布置與尺寸 中小型立式機(jī)組多采用濕室型 泵房，布置較為簡(jiǎn)單，主機(jī)組

28、一般 為一列式布置，機(jī)組間距主要取決 于下層進(jìn)水池的進(jìn)水要求。 葉 輪 中 心 線 梁 機(jī) 高 低 底 進(jìn) Hh3 h2h1 2021-4-2195 根據(jù)濕室型泵房的特點(diǎn)，機(jī)房以下的設(shè)備須垂 直吊運(yùn)，因此，機(jī)房樓板上須注意開(kāi)設(shè)吊物孔或做 活動(dòng)樓板。 葉 輪 中 心 線 梁 機(jī) 高 低 底 進(jìn) Hh3 h2h1 2021-4-2196 機(jī)組一列式布置時(shí)機(jī)房寬度的確定 與分基型泵房要求類似。對(duì)于墩墻式泵房， 往往在隔墩上留有檢修門(mén)槽，為起吊閘門(mén)， 上部須設(shè)臨時(shí)便橋，為此，機(jī)房寬度加上 必要的便橋?qū)挾葢?yīng)與進(jìn)水池長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)。 min max 2021-4-2197 泵房各部高程的計(jì)算 1. 1. 葉輪中

29、心高程葉輪中心高程輪 輪 該高程是泵房剖面設(shè)計(jì)中首先需 要確定的高程，由水泵的汽蝕性能 和最低運(yùn)行水位確定。 輪=低-h3 葉 輪 中 心 線 梁 機(jī) 高 低 底 進(jìn) Hh3 h2h1 2021-4-2198 2. 2. 水泵吸水喇叭管管口高程水泵吸水喇叭管管口高程進(jìn) 進(jìn) 進(jìn)取決于進(jìn)口最低運(yùn)行水位低及水泵尺寸： 進(jìn)=低-h2-h3 葉 輪 中 心 線 梁 機(jī) 高 低 底 進(jìn) Hh3 h2h1 2021-4-2199 3. 3. 底板高程底板高程底 底 吸水管口高程確定后，底板的高程決定于管口懸 空高度h1： 底=進(jìn)- h1 葉 輪 中 心 線 梁 機(jī) 高 低 底 進(jìn) Hh3 h2h1 2021

30、-4-21100 4. 4. 電機(jī)層樓板高程電機(jī)層樓板高程機(jī) 機(jī) 電機(jī)層樓板高程一般按進(jìn)口最高水位高加上安全超 高確定，同時(shí)與中間軸的長(zhǎng)度及地面高程相適應(yīng)： 機(jī)=高+ 葉 輪 中 心 線 梁 機(jī) 高 低 底 進(jìn) Hh3 h2h1 2021-4-21101 屋面大梁的下緣至 機(jī)房樓板的垂直距離即 為機(jī)房的高度，其高度 應(yīng)滿足起吊最長(zhǎng)部件的 要求：電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子抽芯 和水泵的抽軸。 葉 輪 中 心 線 梁 機(jī) 高 低 底 進(jìn) Hh3 h2h1 5. 機(jī)房屋面大梁下緣高程梁 2021-4-21102 （三） 泵房整體穩(wěn)定分析 初步擬定泵房尺寸后，必須進(jìn)行整體穩(wěn)定計(jì)算， 要求泵房整體在外力和內(nèi)部荷載的共同

31、作用下，不 發(fā)生傾覆、滑動(dòng)或浮起等破壞，滿足地基穩(wěn)定要求。 否則，必須根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)泵房布置和尺寸進(jìn)行修 改。 2021-4-21103 泵房穩(wěn)定分析和一般的水工建筑物相同，包括:抗傾、抗滑、抗浮和地基穩(wěn)定校 核，還有地下輪廓線（防滲）的設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容。 2021-4-21104 四、泵站進(jìn)水建筑物設(shè)計(jì) 泵站進(jìn)水建筑物主要包括進(jìn)水涵閘、引渠、前 池和進(jìn)水池等。 進(jìn)水建筑物合理的水力設(shè)計(jì)可以為水泵提供良 好的進(jìn)水條件，對(duì)改善水泵裝置的能量性能和汽蝕 性能都有很大影響。 2021-4-21105 為保證泵站的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，泵站進(jìn)水建筑 物除需滿足一般水工設(shè)計(jì)的要求及盡可能節(jié)省土 建投資外，還應(yīng)滿足

32、保證進(jìn)水能力、水流平順?lè)€(wěn) 定、水力損失小、避免回流及旋渦等水力設(shè)計(jì)的 要求。在泵站樞紐布置及站址選擇時(shí)，應(yīng)充分考 慮到進(jìn)水建筑物水力設(shè)計(jì)方面的要求。 2021-4-21106 （一）引水渠 泵站引渠是連通水源（或排水區(qū)）與泵房的明渠。 1、使泵房盡可能接近灌區(qū)（或容泄區(qū)），以減 小輸水渠道的長(zhǎng)度； 2、為保證水流平順地進(jìn)入前池創(chuàng)造必要的條 件； 3、避免泵房與水源直接接觸，簡(jiǎn)化泵房結(jié)構(gòu)， 便于施工； 4、對(duì)于從多泥沙的水源中取水的泵站，還可 為沉沙提供條件。 2021-4-21107 引渠路線的確定 引渠路線的選擇應(yīng)根據(jù)選定的取水口及泵房位 置，結(jié)合地形地質(zhì)條件、施工條件及挖填方平衡等 多方面

33、的因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 2021-4-21108 泵站引渠的水力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)地形、 地質(zhì)、水力、輸沙能力和工程量等條件計(jì)算確定， 并應(yīng)滿足引水流量、行水安全及渠道不沖不淤等要 求。 2021-4-21109 ( (二) ) 前 池 1、前池的作用與類型、前池的作用與類型 在多機(jī)組的情況下， 泵站進(jìn)水池的寬度比引渠 底寬大，因此，需在引渠 和進(jìn)水池之間設(shè)置一聯(lián)接 段，這就是前池。 圖10-4 前池長(zhǎng)度 (b) (a) =1:10 45。 鋼筋混凝土翼墻 前池的最大寬度 （進(jìn)水池寬度） 前池最小 寬度 =1:10 2021-4-21110 前池的作用 保證水流在從引渠 流向進(jìn)水池的

34、過(guò)程中能 夠平順地?cái)U(kuò)散，為進(jìn)水 池提供良好的流態(tài)。 前池的分類 正向進(jìn)水前池和側(cè) 向進(jìn)水前池 圖10-5 （b） （a） 2021-4-21111 正向進(jìn)水前池的水流與進(jìn)水池水流的方向一 致，水流逐步擴(kuò)散、流態(tài)平順且形式簡(jiǎn)單、施工方 便，應(yīng)優(yōu)先采用。 側(cè)向進(jìn)水前池的水流與進(jìn)水池水流方向正交 或斜交，易形成回流或漩渦，流態(tài)分布不均勻，應(yīng) 盡量避免采用，僅在地形條件比較狹窄、正向進(jìn)水 難以布置的情況下才考慮采用。 2021-4-21112 2 2、前池的水力設(shè)計(jì)要求 (1)(1)保證水流順暢、擴(kuò)散平緩，無(wú)脫壁、回流 或旋渦現(xiàn)象 (2)(2)盡可能節(jié)省土建投資。 2021-4-21113 3 3、前

35、池內(nèi)的不良流態(tài)的危 害 將嚴(yán)重影響進(jìn)水池內(nèi)的 流態(tài)，導(dǎo)致水泵能量性能和 汽蝕性能下降，甚至引起水 泵的汽蝕和振動(dòng)，同時(shí)回流 還會(huì)引起前池內(nèi)的局部淤積， 而泥沙淤積又會(huì)進(jìn)一步加劇 不良流態(tài)的發(fā)展。 圖10-6 （b） （a） 8臺(tái)8臺(tái) 泵 房泵 房 不良的行近流速 回流區(qū) 支渠 渠道 邊 壁 脫 流 回流區(qū) 2021-4-21114 4、前池尺寸的確定、前池尺寸的確定 (1)前池?cái)U(kuò)散角 前池?cái)U(kuò)散角是影響前池流 態(tài)及其尺寸大小的主要因素。 根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，前池?cái)U(kuò)散 角的取值一般為=20 40 。 圖10-5 （b） （a） 2021-4-21115 水流在漸變段擴(kuò)散流動(dòng)時(shí)具有一種自然現(xiàn)象， 即：

36、在流速v、水深h為某一定值時(shí)，若/2大于某 一臨界值，則水流會(huì)因慣性而發(fā)生脫壁現(xiàn)象，此臨 界 值 稱 為 天 然 擴(kuò) 散 角 ， 又 稱 臨 界 擴(kuò) 散 角 ， 臨 =20 。 根據(jù)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，前池?cái)U(kuò)散角的取值一般為 =20 40 。Fr大，取值靠下限；Fr小， 取值靠上限。 Fr v gh 2021-4-21116 (2)前池池長(zhǎng)前池池長(zhǎng) 前池池長(zhǎng)可由引渠末端底寬b、進(jìn)水池總寬B 及選定的前池?cái)U(kuò)散角計(jì)算： 2 2 tg bB L 圖10-5 （b） （a） 2 1 12 1 2 圖10-7 （a）（b） 2021-4-21117 (3)池底縱向坡度 由于水泵淹沒(méi)深度 的要求，進(jìn)水池池底的

37、高程一般低于引渠末端 的渠底高程，因此，還 需將前池池底做成斜坡， 使其在立面方向上起聯(lián) 接作用。 i H L 圖10-4 前池長(zhǎng)度 (b) (a) =1:10 45。 鋼筋混凝土翼墻 前池的最大寬度 （進(jìn)水池寬度） 前池最小 寬度 =1:10 2021-4-21118 底坡i一般不陡于1:4。 i H L 圖10-8 （a） （b） 00.10.20.30.40.50.6 1.62 1.64 1.66 1.68 1.70 1.72 =0 =0.35 =0.5 =1 = 2021-4-21119 前池邊坡與鉛垂 線夾角的正切稱為邊 坡系數(shù)m。 m值的選用關(guān)系 到渠坡的穩(wěn)定，主要 根據(jù)土質(zhì)條件及

38、挖填 方的深度確定。 圖10-4 前池長(zhǎng)度 (b) (a) =1:10 45。 鋼筋混凝土翼墻 前池的最大寬度 （進(jìn)水池寬度） 前池最小 寬度 =1:10 4前池邊坡系數(shù)前池邊坡系數(shù)m與翼墻形式與翼墻形式 2021-4-21120 前池翼墻有直立式、 傾斜式及圓弧式等。 翼墻的形式對(duì)前池流 態(tài)也有一定影響。 與進(jìn)水池中心線成45 夾角的直立式翼墻可獲得 良好的流態(tài)，并且直立式 翼墻也便于施工，因而得 到廣泛的應(yīng)用。 圖10-4 前池長(zhǎng)度 (b) (a) =1:10 45。 鋼筋混凝土翼墻 前池的最大寬度 （進(jìn)水池寬度） 前池最小 寬度 =1:10 2021-4-21121 5、側(cè)向進(jìn)水的前池、

39、側(cè)向進(jìn)水的前池 0 0/2 圖10-9 (a)(b)(c) 側(cè)向進(jìn)水前池內(nèi)水流很容易產(chǎn)生回流及旋渦，通常均 需采取適當(dāng)?shù)恼鞔胧?，以改善流態(tài)。側(cè)向進(jìn)水的前池宜 設(shè)分水導(dǎo)流設(shè)施，并應(yīng)通過(guò)水工模型試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。 2021-4-21122 6、前池流態(tài)的改善、前池流態(tài)的改善 采取設(shè)置導(dǎo)流墩及底坎、立柱等措施可以明顯 改善前池內(nèi)的不良流態(tài)。 總 圖 工作橋 閘門(mén)槽 隔墩 進(jìn)水池 引渠 工作泵 未工作泵 （a）（b） （c） 2021-4-21123 側(cè)向進(jìn)水的前池一般均需采取適當(dāng)?shù)恼鞔胧?隔離島 站間回流區(qū) 回流區(qū) 表層回旋 東部回流區(qū) 西部回流區(qū) 2021-4-21124 （三） 進(jìn) 水 池 1

40、、進(jìn)水池的作用與設(shè)計(jì)要求 進(jìn)水池（也稱開(kāi)敞式進(jìn)水池） 是供水泵吸水管直接吸水的水工 建筑物，具有自由水面，通常用 于中小型泵站。 圖10-13 L D1 B 1 L h h 2021-4-21125 進(jìn)水池的主要作用： （1）進(jìn)一步調(diào)整從前池進(jìn)入的水流，為水泵進(jìn) 口提供良好的進(jìn)水條件； （2）在進(jìn)水池進(jìn)口設(shè)置攔污門(mén)槽，以便設(shè)置攔 污柵，在水泵運(yùn)行時(shí)攔污； （3）在進(jìn)水池進(jìn)口設(shè)置檢修門(mén)槽，在水泵需要 檢修時(shí)，放下檢修門(mén)，可抽空進(jìn)水池內(nèi)的水進(jìn)行檢 修。 2021-4-21126 進(jìn)水池的水力設(shè)計(jì)要求 （1）合理選擇進(jìn)水池的結(jié)構(gòu)形式； （2）合理確定進(jìn)水池的各幾何參數(shù)，以保證 所需的進(jìn)水流態(tài)； （3

41、）便于清淤和管理維護(hù)； （4）盡可能減少土建投資。 獲得良好的進(jìn)水流態(tài)與減少土建投資是對(duì)矛盾， 需合理地兼顧兩方面的要求。 2021-4-21127 2、進(jìn)水池的后壁形式及主要幾何參數(shù)、進(jìn)水池的后壁形式及主要幾何參數(shù) （1）應(yīng)用較多的后壁形式后壁形式 （a）（b）（c）（d） 圖10-12 2021-4-21128 （2 2）矩形進(jìn)水池的主要幾何參數(shù) 包括：進(jìn)水池寬度B B、喇叭管懸空高度Z、后 壁距X、池長(zhǎng)L及淹沒(méi)深度Hs。 目前大都以喇叭管進(jìn)口的直徑D為基本參數(shù)表 示進(jìn)水池的各幾何參數(shù)。 圖10-13 L D1 B 1 L h h 2021-4-21129 3、進(jìn)水池流態(tài)分析 水流從四面匯

42、集進(jìn)入喇叭管，是進(jìn)水池流動(dòng)的基本特征。 在水泵運(yùn)行時(shí)，一部分水流從正面進(jìn)入喇叭管，一部分水流從兩側(cè)進(jìn)入，還有一 部分則繞過(guò)兩側(cè)，從后面進(jìn)入喇叭管。 進(jìn)水池各幾何尺寸與基本流動(dòng)特征的辯證關(guān)系。 B 2 2 5 1 2 5 1 2 2 3 4 5、 L 圖 h 1 2 3 4 5 2 D 進(jìn) BB 2 L D h 2021-4-21130 進(jìn)水池中的旋渦 在進(jìn)水池設(shè)計(jì)不當(dāng)或水泵吸水管淹沒(méi)深度不夠 的情況下，進(jìn)水池可能產(chǎn)生旋渦。 從旋渦發(fā)生的位置加以區(qū)分，可將旋渦分為附 底渦、附壁渦和水面渦三種類型。 1 2 3 圖10-15 2021-4-21131 水面渦根據(jù)吸氣情況，又分為4種型式 2021-

43、4-21132 進(jìn)水池防渦措施 可以采取在進(jìn)水池內(nèi)設(shè)置隔板、導(dǎo)流錐等措施， 防止旋渦的發(fā)生。 z x (c)(d) h x (a) D進(jìn) (b) z x (c)(d) h x (a) D進(jìn) (b) 2021-4-21133 4、進(jìn)水池尺寸的確定、進(jìn)水池尺寸的確定 進(jìn)水池幾何尺寸的確定目前大都依賴于試驗(yàn)結(jié) 果，由于試驗(yàn)條件的差異，所得試驗(yàn)數(shù)據(jù)常常并不 一致。隨著計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)的迅速發(fā)展，已開(kāi)始采 用數(shù)值計(jì)算的方法研究解決進(jìn)水池的水力設(shè)計(jì)問(wèn)題。 2021-4-21134 （1）進(jìn)水池寬度的確定）進(jìn)水池寬度的確定 進(jìn)水池寬度過(guò)大或過(guò) 小， 會(huì)對(duì)流態(tài)和土建投資產(chǎn)生 什么影響？ B 2 2 5 1 2

44、5 1 2 2 3 4 5、 L 圖 h 1 2 3 4 5 2 D 進(jìn) BB 2 L D h 圖10-13 L D1 B 1 L h h 2021-4-21135 根據(jù)試驗(yàn)和使用情況，B=D偏大，故實(shí)際應(yīng) 用的池寬B總是取BD。 0.785D D 圖10-18 2021-4-21136 日本有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)（JSME）規(guī)定池寬B（2 2.5）D；英國(guó)流體力學(xué)協(xié)會(huì)推薦池寬B（23） D；美國(guó)有關(guān)資料推薦池寬B2D。 我國(guó)泵站設(shè)計(jì)規(guī)范推薦池寬B3D。 池寬的確定，除需考慮水力條件外，還要考慮 機(jī)組安裝、維修的要求，一般要求B2D。在一池 多泵的情況下，為減少水泵之間的相互影響，相鄰 兩臺(tái)水泵之間的距離可

45、適當(dāng)加大，取34D。 2021-4-21137 （2）懸空高度的確定）懸空高度的確定 懸空高指吸水喇叭管進(jìn) 口至進(jìn)水池底部的距離，其 取值對(duì)喇叭管附近流態(tài)和土 建投資的影響都非常顯著。 h懸 （a）（b） h懸 （c） h懸 圖10-19 2021-4-21138 規(guī) 范 推 薦Z為 0 . 6 0.8D。 綜合考慮各方面的因素， 建議懸空高Z為0.50.7D， 較小的喇叭管進(jìn)口直徑取大 值，較大的喇叭管進(jìn)口直徑 取小值。 2021-4-21139 （3）后壁距的確定）后壁距的確定 后壁距指吸水管中心至進(jìn)水池后壁的距離。 過(guò)小的后壁距必將導(dǎo)致 不均勻的流態(tài)和較大的喇叭 管進(jìn)水損失。過(guò)大的后壁距

46、 不僅是不必要的，而且還增 加了水流在后壁空間的自由 度，從而加大了吸氣旋渦產(chǎn) 生的可能。 2021-4-21140 規(guī)范推薦后壁距X為0.81.0D，同時(shí)滿足喇 叭管安裝的要求。 2021-4-21141 （4）進(jìn)水池長(zhǎng)度）進(jìn)水池長(zhǎng)度 進(jìn)水池長(zhǎng)度指從進(jìn)水池進(jìn)口至吸水管中心的 距離。 2021-4-21142 進(jìn)水池應(yīng)有足夠的長(zhǎng)度，滿足以下幾方面的要求： （1）對(duì)從前池進(jìn)入的水流進(jìn)行整流； （2）保證水泵起動(dòng)時(shí)進(jìn)水池水位； (3）水工布置方面的要求； (4）水工穩(wěn)定計(jì)算的要求。 2021-4-21143 一般根據(jù)秒換水系數(shù)確定進(jìn)水池長(zhǎng)度。 秒換水系數(shù)的含義是進(jìn)水池內(nèi)水體的體積與水泵 流量Q之比

47、： QLBhK/ BhKQL/ 規(guī)范推薦池長(zhǎng)大于4D，進(jìn)水池的水 下容積按共用該進(jìn)水池水泵的3050倍設(shè)計(jì)流 量確定。 2021-4-21144 （5）淹沒(méi)深度的確定）淹沒(méi)深度的確定 進(jìn)水池內(nèi)流動(dòng)比較復(fù)雜，進(jìn)水池各部 分尺寸之間是相互影響、相互制約的。 臨界淹深的確定與多種因素有關(guān)，進(jìn)水池 的寬度及后壁距也在不同程度上影響著臨界淹 沒(méi)深度。 0.50.751.01.25 X/D 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 H /D s 圖10-20 后壁距對(duì)臨界淹深的影響 2021-4-21145 進(jìn)水池內(nèi)的水位是影響水面渦形成的最主要的因素。 146 臨界淹沒(méi)深度還與喇叭管的安裝方式有關(guān)，根

48、據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，水平安裝的喇叭管 所需的淹沒(méi)深度最大。圖10-21給出了進(jìn)水喇叭管垂直、傾斜和水平3種安裝方式下， 淹沒(méi)深度Hs所表示的意義。 G FE (a) 最低運(yùn)行水位 D (b) D G 最低運(yùn)行水位 FE d 最低運(yùn)行水位 G D FE (c) d 圖10-21 規(guī)范推薦: 1）喇叭管垂直布置時(shí)，Hs（1.01.25）D； 2）喇叭管傾斜布置時(shí)，Hs（1.51.8）D； 3）喇叭管水平布置時(shí)，Hs（1.82.0）D。 2021-4-21147 對(duì)立式軸流灌溉泵站，因其常在低水位下運(yùn)行， Hs可取大值；對(duì)立式軸流排澇泵站，因其常在進(jìn)水 位較高的情況下運(yùn)行，Hs可取小值。為保證不發(fā)生 汽蝕，

49、任何情況下，Hs不得小于0.5。 2021-4-21148 （6）進(jìn)水池平面形狀對(duì)流態(tài)的影響）進(jìn)水池平面形狀對(duì)流態(tài)的影響 矩形進(jìn)水池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、施工方便，在中小型泵 站得到廣泛應(yīng)用。 （a）（b）（c）（d） 圖10-12 2021-4-21149 對(duì)矩形、平面對(duì)稱渦殼形和半圓形進(jìn)水池的水 泵裝置效率進(jìn)行比較試驗(yàn)，在其他條件基本相同 的情況下，矩形進(jìn)水池=59.5%,半圓形進(jìn)水池 = 6 0 . 5 % ， 平 面 對(duì) 稱 渦 殼 形 進(jìn) 水 池 效 率 =61.5%。 對(duì)幾種邊壁形狀的進(jìn)水池水力損失系數(shù)進(jìn)行 了比較：矩形進(jìn)水池0.259，半圓形進(jìn)水池 0.273，平面對(duì)稱渦殼形進(jìn)水池0.250

50、。 2021-4-21150 試驗(yàn)結(jié)果表明，平面對(duì)稱渦殼形進(jìn)水池的水力 損失系數(shù)最小，水泵裝置效率最高,進(jìn)水條件最好， 施工也不很復(fù)雜，應(yīng)優(yōu)先考慮采用。 （a）（b）（c）（d） 圖10-12 2021-4-21151 五、泵站出水建筑物設(shè)計(jì) 泵站出水建筑物主要包括出水池（或壓力水 箱）、出水流（管）道、輸水渠道及斷流設(shè)施等。 泵站出水建筑物的合理設(shè)計(jì)不僅可以獲得良好 的出水流態(tài)，最大限度地回收水泵出口的水流動(dòng)能， 減少對(duì)輸水渠道或容泄區(qū)的沖刷，而且在很大程度 上影響到泵站建筑物的安全和泵站的投資。 2021-4-21152 （一） 出 水 池 1、出水池的作用與設(shè)計(jì)要求、出水池的作用與設(shè)計(jì)要

51、求 出水池是聯(lián)接壓力管道和 灌溉干渠或排澇干渠（或容泄 區(qū)）的銜接建筑物。 圖11-1 出水池的位置應(yīng)結(jié)合站址、 管線及輸水渠道的位置進(jìn)行選 擇。 2021-4-21153 （1）出水池的作用 1）匯集出水管道來(lái)流，有時(shí)也起分流作用，向 連接于出水池的幾條干渠分流； 2）消能穩(wěn)流、擴(kuò)散出水管水流，將水流平順地 引入干渠，以免造成渠道沖刷； 3）便于設(shè)置防止倒流的設(shè)施（如拍門(mén)、溢流堰、 快速閘門(mén)等）； 4）便于設(shè)置和檢修斷流設(shè)施。 2021-4-21154 （2 2）出水池的設(shè)計(jì)要求 1）出水池的穩(wěn)定計(jì)算最為重要； 2）確保池中水流順暢、穩(wěn)定，水力損失小， 流速不超過(guò)2 m/s，在水流匯集過(guò)程中

52、不發(fā)生劇烈 碰撞及水面壅高現(xiàn)象，滿足防沖穩(wěn)流的要求。為防 渠道沖刷，干渠進(jìn)口應(yīng)有一定的護(hù)砌長(zhǎng)度； 3）便于施工和運(yùn)行管理； 4）力求節(jié)省土建投資。 2021-4-21155 2、出水池的類型 1 1）按水流方向的不同, ,可分為正向出水池、側(cè)向 出水池和多向分流式出水池三種類型。 1 2 3 (a)(c) (b) 圖11-2 2021-4-21156 2 2）按出水池與泵房的關(guān)系，可分為分建式和 合建式兩種。 分建式出水池適用于高揚(yáng)程泵站，合建式出水 池將出水池與泵房建成一個(gè)整體，多用于低揚(yáng)程泵 站。 2021-4-21157 3)3)按斷流方式的不同，可分為拍門(mén)式、閘門(mén)式、 虹吸管式、溢流堰

53、式、自由出流式等。 4)4)按是否有自由水面，又可分為開(kāi)敞式出水池 和壓力水箱兩種類型，前者即通常簡(jiǎn)稱的出水池， 池內(nèi)具有自由水面；后者則為封閉的有壓管道。 2021-4-21158 3、出水池流態(tài)分析、出水池流態(tài)分析 在正向出水池內(nèi)，水流從出水管進(jìn)入出水池后 在立面方向和平面方向同時(shí)擴(kuò)散，呈三維擴(kuò)散狀態(tài)。 由于擴(kuò)散較快，在立面方向，在主流上部形成旋滾 區(qū)，下面也有小一點(diǎn)的旋滾；在平面方向，則在出 水管的兩側(cè)形成回流區(qū)。 （a） 圖11-3 1:m A 出 PD D 淹 h C O L h出 B （b） A L 0 B B 2021-4-21159 在側(cè)向出水池內(nèi)，由于是側(cè)向出流，受到正 面壁

54、面的阻擋而形成反向回流，出流不暢，致使水 面壅高，水力損失增加。壁面距管口愈近，出水流 態(tài)所受影響愈大。 B 圖11-4 2021-4-21160 在安裝多根出水管的出水池內(nèi)，水流更為紊 亂，通過(guò)設(shè)置隔墩可以顯著改善流態(tài)。 （a）（b） 圖11-5 2021-4-21161 4、淹沒(méi)出流正向出水池尺寸的確定尺寸的確定 （1）出水管出口直徑 合理地確定出水管出口直徑，一般按出水管管口的流速在（1.52.5）m/s范 圍內(nèi)選取。 圖11-6 B bbD 0 L m H4 H3 H2 H1 L rh P D 0 h h v0 hpn 淹 2021-4-21162 （2）淹深）淹深h淹 淹 出水管口留

55、有一定淹深，不使出水管水流沖出 水面增加水力損失和水面旋滾。 g v h 2 )32( 2 0 淹 圖11-6 B bbD 0 L m H4 H3 H2 H1 L rh P D 0 h h v0 hpn 淹 2021-4-21163 （3）池底至管口下緣距離 為便于出水管道及拍門(mén)的安裝，也為了避免泥 沙或雜物堵塞管口，出水管管口與出水池池底應(yīng)留 有一定的空間，一般取為0.20.3 m。 圖11-6 B bbD 0 L m H4 H3 H2 H1 L rh P D 0 h h v0 hpn 淹 2021-4-21164 （4）出水池墻頂高程和池底高程）出水池墻頂高程和池底高程 1）出水池池頂高程

56、 超高池頂 h max 圖11-6 B bbD 0 L m H4 H3 H2 H1 L rh P D0 h h v0 hpn 淹 2021-4-21165 2）出水池池底高程 PDh 淹池底0min 圖11-6 B bbD 0 L m H4 H3 H2 H1 L rh P D 0 h h v0 hpn 淹 2021-4-21166 （5）出水池寬度）出水池寬度 出水池寬度可按下式計(jì)算： )2()1( 0 aDnnB 式中： n出水管數(shù)目； 隔墩厚度，m； D0出水管出口直徑，m； a出水管邊緣至池壁或隔墩的距離，一般 取a=(0.51.0) D0。 2021-4-21167 （6）出水池長(zhǎng)度）

57、出水池長(zhǎng)度 水面旋滾法 水面旋滾法的目的是：使出水池長(zhǎng)度等于旋滾 長(zhǎng)度，從而把旋滾限制在出水池以內(nèi)。 5.0 max淹出 hL 2 0 5.0 1 4.2 )5.0(7 m D hp 圖11-8 拋物線 LLP P hP D 0 v0 hP 2021-4-21168 淹沒(méi)射流法 淹沒(méi)射流法假定出水管管口出流符合半無(wú)限空 間射流規(guī)律，認(rèn)為水流在池中沿射流方向逐漸擴(kuò)散， 擴(kuò)散過(guò)程中斷面平均流速逐漸減小，當(dāng)斷面平均流 速等于渠首平均流速時(shí)，其擴(kuò)散長(zhǎng)度即為出水池長(zhǎng) 度。 )1(9.2 0 0 渠 出 v v DL 41.0 20 0 1)(58.3 渠 出 v v DL D 0 0v L L0 圖11

58、-9 2021-4-21169 （7）干渠護(hù)砌長(zhǎng)度 max 54 渠護(hù) ）（hL 2021-4-21170 （8）出水池與干渠的漸變段）出水池與干渠的漸變段 出水池通常比輸水干渠渠底寬，因此，需在兩 者之間設(shè)置一銜接段以實(shí)現(xiàn)平順的過(guò)渡。 LLgLh B b 圖11-10 收縮角宜采用3040，一般不宜大于40。 2 2 tg bB Lg 2021-4-21171 D 0 D 0 2 b D 0 1.2D0 0.5D+2 0 5 臨 h D0 L+ P 2 圖11-7 D 0 D 0 3D0 D0 2 1 h 渠大 渠小 LP h 1.2D0 1.2D0 圖11-7 溢流堰式出水池 2021-4

59、-21172 （9）側(cè)向出水池尺寸的確定）側(cè)向出水池尺寸的確定 1）池寬 側(cè)向出水池的寬度對(duì)出流流量有一定影響。 01234567 1 2 3 4 5 B/D0 圖11-11 流量Q(L/S) 8 6 B L2 L D0 3D0 5D0L 圖11-13 D0 2021-4-21173 對(duì)單管側(cè)向出水池 對(duì)多管側(cè)向出流，池寬應(yīng)隨匯入流量的增加而 相應(yīng)加大。 0 )54(DB D 0 D0D0 SS 123 B B1B2B3 1 2 3 L2 L1 L出 L 圖11-12 B L2 L D0 3D0 5D0L 圖11-13 D0 2021-4-21174 2）池長(zhǎng) a.a.單管側(cè)向出水池 B L2

60、 L D0 3D0 5D0L 圖11-13 D0 b.b.多管側(cè)向出水池 SnDnLLLLL) 1()5( 0212 出 SnDnLLLLL) 1()5( 0212 出 D 0 D0D0 SS 123 B B1B2B3 1 2 3 L2 L1 L出 L 圖11-12 0202 6DLLDLL 出 2021-4-21175 （二） 壓力水箱 壓力水箱也是出水管與干渠（或容泄區(qū)）之 間的連接建筑物，其作用與出水池相同。 圖11-16 圖11-14 圖11-15 1 2 1 2 3 5 5 3 4 B D b 2 1 34 5 67 8 2021-4-21176 1、壓力水箱的特點(diǎn)及適用場(chǎng)合、壓力水