泵站灌溉定額設(shè)計(jì)參考

1、4.4設(shè)計(jì)保證率根據(jù)灌溉與排水設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50288-99）的規(guī)定，灌溉設(shè)計(jì)保證率為75%85%，考慮到本區(qū)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況，確定本灌區(qū)設(shè)計(jì)保證率為80%。4.5灌溉制度及灌溉定額4.5.1種植結(jié)構(gòu)本工程主要解決*灌溉，*，由于種植種類不定，主要種植草莓、胡豆、豌豆、次早熟玉米、辣椒、香蔥等，擬采用用水量最大的草莓（11月4月）作為代表計(jì)算需水量。4.5.2 灌溉水利用系數(shù)提灌區(qū)蔬菜基地采用低壓管灌，根據(jù)節(jié)水灌溉技術(shù)規(guī)范（SL20798）規(guī)定，管道水利用系數(shù)為0.95，田間水利用系數(shù)取0.95，因此本工程蔬菜地灌溉水利用系數(shù)為：0.95×0.95=0.9。根據(jù)灌溉排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范

2、（GB50288-99）規(guī)定和項(xiàng)目區(qū)渠道實(shí)際情況，水田田間水利用系數(shù)不小于0.95，旱地田間水利用系數(shù)不小于0.9，結(jié)合本工程渠灌區(qū)渠系水利用系數(shù)，計(jì)算得渠灌區(qū)灌溉水利用系數(shù)如下表。4.5.3灌溉制度和定額4.5.3.2蔬菜灌溉制度和定額根據(jù)貴州省灌溉用水定額編制分區(qū)圖，平壩縣屬I區(qū)，蔬菜種植春、夏、秋三季，結(jié)合項(xiàng)目區(qū)蔬菜種植實(shí)際，蔬菜主要種植胡豆、豌豆、次早熟玉米、辣椒、香蔥、青菜等，每季灌水次數(shù)1820次，一次灌水延續(xù)時(shí)間2天，每天灌水時(shí)間為8小時(shí)。春季灌溉用水量30m3/畝，夏季灌溉用水量40m3/畝，秋冬季灌溉用水量30m3/畝，春季、夏季、秋冬季三季灌溉用水定額為100 m3/畝，其

3、中一日最大灌溉用水量發(fā)生在夏季，為1 m3/畝天，詳見表4-8。表4-14 項(xiàng)目區(qū)蔬菜灌溉用水過程表季節(jié)用水時(shí)段(月)灌溉定額(m3/畝)灌水次數(shù)一次灌溉延續(xù)天數(shù)(天)日灌溉用水量(m3/畝天)備注春季18520.8 27520.7 37520.7 48520.8 小計(jì)3020夏季510521.0 610521.0 710521.0 810521.0 小計(jì)4020秋冬季98520.8 107520.7 117520.7 128520.8 小計(jì)3020合計(jì)10060由上表可知，蔬菜最大灌溉引用流量發(fā)生在夏季，平均每月灌溉次數(shù)5次，一次灌溉延續(xù)天數(shù)2天，日最大凈灌溉用水量1 m3/畝天，灌溉水利用

4、系數(shù)為0.9，則毛灌溉用水量1/0.9=1.12m3/畝天，根據(jù)農(nóng)民灌溉習(xí)慣一般早上7點(diǎn)至中午12點(diǎn)，下午3點(diǎn)至8點(diǎn)共10小時(shí)，12點(diǎn)至下午3點(diǎn)日照太強(qiáng)不宜灌溉，即日工作時(shí)間為10小時(shí)，則蔬菜地最大灌溉引用流量為：1150*1/0.9/10/3600=0.0355m3/s。水泵按16h工作，水泵流量1150*1/0.9/16/3600=0.0222m3/s（折合80m3/h），灌區(qū)灌溉時(shí)間10小時(shí)，根據(jù)提水量和灌溉用水量差以及工作時(shí)間差來綜合確定水池的容積。按工作時(shí)間差確定：每次灌溉前提前3個(gè)小時(shí)提水蓄到水池內(nèi)，灌溉時(shí)間早上7點(diǎn)至中午12點(diǎn)，下午3點(diǎn)至8點(diǎn)共10小時(shí)，上、下午各工作5 h，中間

5、間隔3小時(shí)，最大灌溉引用流量125m3h，泵站采用16h工作制（水泵最佳工作時(shí)間為1216h/d），而泵站提水流量為80m3h，由于灌溉工作時(shí)間和泵站運(yùn)行時(shí)間相差6h，設(shè)計(jì)采用調(diào)節(jié)水池調(diào)蓄3h灌溉水量，調(diào)度運(yùn)行方案為灌溉之前提前3h將水蓄滿，午間暫停灌溉的3h內(nèi)泵站繼續(xù)工作來解決灌溉工作時(shí)間和泵站運(yùn)行時(shí)間相差6h，則需水池調(diào)節(jié)總?cè)萘繛?0*3=240m3，確定灌區(qū)共需調(diào)節(jié)池容積為250m3。按提水量和灌溉用水量差以及工作時(shí)間差確定水池的容積均需250m3。說明蔬菜基地低壓管灌區(qū)需修改不小于250 m3容積的調(diào)節(jié)水池方能滿足灌溉用水要求。5.3.5.5 泵站設(shè)計(jì)5.3.5.5.1 泵站等級(jí)劃分根

6、據(jù)灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50288-99對(duì)引水工程和提水工程的等別劃分標(biāo)準(zhǔn)，本工程最大引水流量為0.022m3/s(80m3/h)2 m3/s，按灌溉引水和泵站提水工程分均屬V等?。?）型。永久性主要水工建筑物級(jí)別為5級(jí)，臨時(shí)性水工建筑物級(jí)別為5級(jí)。根據(jù)防洪標(biāo)準(zhǔn)(GB50201-94) 表3.0.1鄉(xiāng)村保護(hù)區(qū)的等級(jí)屬等，泵站屬主要建筑物，位于花灘河岸邊，設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)按10年一遇，校核洪水標(biāo)準(zhǔn)按20年一遇。5.3.5.5.2泵站設(shè)計(jì)流量轉(zhuǎn)塘泵站主要任務(wù)是為花灘干渠尾部1800畝蔬菜基地提供灌溉用水，泵站取水口位于花灘水庫下游花灘河上，取水口至花灘水庫壩址之間集雨面積56.1km2，本次利用

7、的集雨面積為56.1km2。取水口灌溉期基流280.5L/s，根據(jù)前述蔬菜灌溉定額和灌溉制度設(shè)計(jì)結(jié)果，最大灌溉引用流量發(fā)生在夏季，平均每月灌溉次數(shù)5次，一次灌溉延續(xù)天數(shù)2天，日最大凈灌溉用水量1 m3/畝天，灌溉水利用系數(shù)為0.9，則毛灌溉用水量1/0.9=1.12m3/畝天，水泵日工作時(shí)間16h，水泵設(shè)計(jì)流量1150*1/0.9/16/3600=0.0222m3/s（折合80m3/h）。5.3.5.5.3取水位的確定由于取水口以上集雨面積較大，泵站提水量約占河道基流的12%，因此考慮泵站直接在河道右岸修建集水池引水，集水池正常水位792m，因此本工程水泵取水位定為792m。5.3.5.5.4

8、泵站靜揚(yáng)程泵站的取水位為792m，泵站提水高位水池的出水高程為862.2m，因此泵站至高位水池的靜揚(yáng)程為70.2m。5.3.5.5.5泵站型式選擇本工程泵站布置于花灘河轉(zhuǎn)塘處右岸，泵房地面高程796m，泵站處P=5%泵站處P=5%洪峰流量432.39m3/s對(duì)應(yīng)高程795.3m，根據(jù)洪水計(jì)算章節(jié)成果，泵站處P=5%洪峰流量471 m3/s對(duì)應(yīng)高程796m，說明泵房高程定在796m可滿足防洪要求，但796m以下需考慮防洪。本次擬采用地面式磚混泵房，由于泵房所在處土厚較厚（在34m左右），因此為防止洪水對(duì)泵房基礎(chǔ)造成沖刷，796m以下采用漿砌石防洪墻兼作泵房基礎(chǔ)，泵房上游側(cè)防洪墻與垂直河流方向成6

9、0度夾角并伸入岸邊土體2m保護(hù)上游岸坡，泵房下游側(cè)防洪岸平行河流方向延伸5m保護(hù)下游岸坡。詳見泵房設(shè)計(jì)圖。5.3.5.5.6泵站提水管設(shè)計(jì)1、壓力鋼管管徑泵站壓力上水管采用鋼管。壓力管道的直徑，根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，并考慮實(shí)際運(yùn)用情況來綜合選擇。管徑利用下列公式先試算:式中：Qmax壓力鋼管的最大設(shè)計(jì)流量（m3/s），0.022；設(shè)計(jì)流量（最高日工作是水量）=（日供水量）/水泵工作時(shí)間Vj所取經(jīng)濟(jì)流速根據(jù)村鎮(zhèn)供水工程技術(shù)規(guī)范(SL310-2004)，鋼管的單位管長(zhǎng)水頭損失：當(dāng)1.2m/s時(shí)， i=0.000912v 2(1+0.867/v)0.3/d 1.3 當(dāng)1.2m/s時(shí)，i=0.00107v

10、 2/d 1.3 式中 v管內(nèi)流速，m/s，11.5m/s； d管道內(nèi)徑，m；式中：hf管道沿程水頭損失(m)； i單位管長(zhǎng)水頭損失，L計(jì)算管段的長(zhǎng)度，220m 計(jì)算成果如下表：提水管水力計(jì)算要素表管長(zhǎng)（m)設(shè)計(jì)流量（m3/s)管首高程（m)管末高程(m)主管標(biāo)準(zhǔn)管徑 (mm)主管壁厚(mm)計(jì)算內(nèi)徑(mm)流速(m/s)i（每m）hf (m)高差（m)揚(yáng)程（m)2200.022792.000862.20015261401.4440.02876.370.276.5經(jīng)計(jì)算，根據(jù)五金手冊(cè)擬選用152Q235C鋼管。壁厚6mm，鋼管內(nèi)徑為0.140m，管道內(nèi)流速為1.444m/s。2、壓力鋼管管壁厚

11、度計(jì)算（1）構(gòu)造計(jì)算確定鋼管壁厚： 式中：D鋼管直徑（mm）；D=152經(jīng)計(jì)算,=4.19mm，所選管徑大于于4.19m，可以。（2）穩(wěn)定計(jì)算鋼管的壁厚： 式中：D鋼管直徑（mm）；D=152經(jīng)計(jì)算,=1.17mm，所選管徑大于于1.17m，可以。（3）承壓力計(jì)算鋼管管壁厚按鍋爐公式確定管壁厚度。計(jì)算公式：式中：H管道內(nèi)水壓力（含水擊水頭），（m）；76.8 D鋼管內(nèi)徑（m）；D=0.14C銹蝕厚度（mm）；C=2 鋼材的允許應(yīng)力（N/mm2）；=0.55s=129 縱向焊縫焊接應(yīng)力減弱系數(shù)。單面焊取=0.9經(jīng)計(jì)算，=2.62mm，根據(jù)規(guī)范的構(gòu)造要求，加2mm銹蝕厚度，則鋼管管壁厚度=4.62

12、mm。參照實(shí)用五金手冊(cè)，由于管壁厚級(jí)差為2mm，故選用管壁厚度為6mm152Q235C壓力鋼管。 4、管道敷設(shè)管道采用明管敷設(shè)。提水管采用152Q235C無縫鋼管，管道共設(shè)4個(gè)鎮(zhèn)墩，兩鎮(zhèn)墩之間采用砼支墩支撐，支墩間距為5m。5、鎮(zhèn)墩的穩(wěn)定計(jì)算鎮(zhèn)墩是用來承受因管道因改變方向而產(chǎn)生的不平衡力，不允許管道在鎮(zhèn)墩處發(fā)生任何方向的位移。鎮(zhèn)墩的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)最小值取=1.3，反推出鎮(zhèn)墩的重量，鎮(zhèn)墩的重量G的計(jì)算公式為：，再擬定鎮(zhèn)墩的尺寸，詳見鎮(zhèn)墩設(shè)計(jì)圖。5.3.5.5.7設(shè)計(jì)揚(yáng)程由以上計(jì)算成果可知泵站至高位水池的靜揚(yáng)程為70.2m，泵站管道總水頭損失為h =6.3m，考慮3.5m出水自由水頭，則設(shè)計(jì)揚(yáng)程

13、H設(shè) =70.2+6.3+3.5=80m，取設(shè)計(jì)揚(yáng)程為80m。5.3.5.5.8泵站水力機(jī)械本工程泵站設(shè)計(jì)流量Q=80m3/h，設(shè)計(jì)揚(yáng)程為80m。擬安裝2臺(tái)DA1-100×6型多級(jí)離心泵，一用一備。水泵參數(shù)如下表：DA1-100×6型多級(jí)離心泵性能參數(shù)表型號(hào)流量Q轉(zhuǎn)速n(r/min)揚(yáng)程H(m)效率(%)功率P(kw)必需氣蝕余量(NPSH)r(m)m³/hL/s軸功率電動(dòng)機(jī)功率DA1-100×636102940116.45520.753035415105.66922.51722085.27023.87DA1-100型水泵性能曲線查水泵性能曲線，當(dāng)揚(yáng)程為

14、80m時(shí)，流量為80m3/h，滿足要求，效率70%（規(guī)范不宜低于65%），可見泵在高效區(qū)運(yùn)行。所選水泵的流量和揚(yáng)程均滿足設(shè)計(jì)要求。5.3.5.5.9泵站水錘壓力計(jì)算水擊波傳播速度C=1435/(1+Kd/Ee)1/2=1435/(1+d/e)1/2式中：C為均質(zhì)圓形管(e/d<1/20)水擊波傳播速度，m/s；d為管徑，m；e為管壁厚度，m；K為水的體積彈性模數(shù)，Gpa，常溫時(shí)K=2.025Gpa；=K/E；E為管材縱向彈性模數(shù)，Gpa，對(duì)鋼管E=206Gpa，=0.00983。計(jì)算水擊波在管路中往返一次所需的時(shí)間為水擊相時(shí)，然后根據(jù)閥門關(guān)閉歷時(shí)確定水擊類型，即直接水擊開間接水擊。即當(dāng)閥

15、門關(guān)閉歷時(shí)等于或小于一個(gè)水擊相時(shí)，瞬間關(guān)閉閥門產(chǎn)生的水擊為直接水擊，否則為間接水擊。Tt=2L/C式中：Tt為水擊相時(shí)，即水擊波在管路中往返一次所需要的時(shí)間，s；L為計(jì)算管長(zhǎng)，220m。水擊類型判別直接水擊水頭(TgTt)Hd=Cv0/g=2Lv0/gTt間接水擊水頭(Tg>Tt)Hi= 2Lv0/g(Tt+Tg) 式中：Hd為直接水擊水頭，m; Hi為間接水擊水頭，m;關(guān)閥為正，開閥為負(fù)；v0為閘門前水的流速，m/s；Tg為閥門關(guān)閉時(shí)間，s；g為重力加速度，g=9.8m/s2。設(shè)計(jì)選用Q235C鋼管，d=140mm，e=6mm，計(jì)算得C=1294m/s，則Tt=2L/C (L為計(jì)算管長(zhǎng)

16、，220m) =0.34s；取閥門關(guān)閉歷時(shí)Tg=5s，TgTt，故閥門產(chǎn)生間接水擊，Hi= 2Lv0/g(Tt+Tg)= 6.6m，泵出水管最大靜水頭70.2m，靜水頭與水擊水頭之和為76.8m，靜水頭與水擊水頭之和約為靜水頭的1.09倍，而輸水管道的試驗(yàn)壓力也超過其正常工作壓力的1.5倍以上。為安全考慮在水泵的出水管道上安裝微阻緩閉蝶式止回閥，公稱直徑150mm，公稱壓力1.0Mpa；同時(shí)安裝多功能安全閥，公稱直徑150mm，公稱壓力1.0Mpa。5.3.5.5.10泵站電氣設(shè)計(jì)(1)泵站主接線方案泵站東面2km有10kv高壓線路到達(dá)，可就近接電，泵站主接線方案采用主變壓器經(jīng)過跌落式熔斷器及隔離開關(guān)與電網(wǎng)相連接，隔離開關(guān)除作為檢修時(shí)隔離電源的設(shè)備外，還用來接通、斷開空載變壓器。變壓器二次側(cè)經(jīng)由自動(dòng)空氣開關(guān)與控制柜