泵站、灌溉定额设计参考

4.4设计保证率根据《灌溉与排水设计规范》(GB50288-99)的规定，灌溉设计保证率为75%〜85%，考虑到本区的社会经济发展情况，确定本灌区设计保证率为80%。4.5灌溉制度及灌溉定额4.5.1种植结构本工程主要解决*********灌溉，********由于种植种类不定，主要种植草莓、胡豆、豌豆、次早熟玉米、辣椒、香葱等，拟采用用水量最大的草莓(11月〜4月)作为代表计算需水量。4.5.2灌溉水利用系数提灌区蔬菜基地采用低压管灌，根据《节水灌溉技术规范》(SL207—98)规定，管道水利用系数为0.95，田间水利用系数取0.95，因此本工程蔬菜地灌溉水利用系数为：0.95X0.95=0.9。根据《灌溉排水工程设计规范》(GB50288-99)规定和项目区渠道实际情况，水田田间水利用系数不小于0.95，旱地田间水利用系数不小于0.9,结合本工程渠灌区渠系水利用系数，计算得渠灌区灌溉水利用系数如下表。4.5.3灌溉制度和定额4.5.3.2蔬菜灌溉制度和定额根据《贵州省灌溉用水定额》编制分区图，平坝县属I区，蔬菜种植春、夏、秋三季，结合项目区蔬菜种植实际，蔬菜主要种植胡豆、豌豆、次早熟玉米、辣椒、香葱、青菜等，每季灌水次数18〜20次，一次灌水延续时间2天，每天灌水时间为8小时。春季灌溉用水量30ma/亩，夏季灌溉用水量40m3/亩，秋冬季灌溉用水量30m3/亩，春季、夏季、秋冬季三季灌溉用水定额为100m3/亩，其中一日最大灌溉用水量发生在夏季，为1m3/亩•天，详见表4-8。表4-14项目区蔬菜灌溉用水过程表

季节用水时段（月）灌溉定额（m3/亩）灌水次数一次灌溉延续天数（天）日灌溉用水量（m3/亩•天）备注春季18520.827520.7375季节用水时段（月）灌溉定额（m3/亩）灌水次数一次灌溉延续天数（天）日灌溉用水量（m3/亩•天）备注春季18520.827520.737520.748520.8小计3020夏季510521.0610521.0710521.0810521.0小计4020秋冬季98520.8107520.7117520.7128520.8小计3020合计10060按工作时间差确定：每次灌溉前提前3个小时提水蓄到水池内，灌溉时间早上7点至中午12点，下午3点至8点共10小时，上、下午各工作5h，中间间隔3小时，最大灌溉引用流量25m3/h，泵站采用16h工作制（水泵最佳工作时间为12〜16h/d），而泵站提水流量为80m3/h，由于灌溉工作时间和泵站运行时间相差6h，设计采用调节水池调蓄3h灌溉水量，调度运行方案为灌溉之前提前3h将水蓄满，午间暂停灌溉的3h内泵站继续工作来解决灌溉工作时间和泵站运行时间相差6h，则需水池调节总容量为80*3=240m3，确定灌区共需调节池容积为250m3。按提水量和灌溉用水量差以及工作时间差确定水池的容积均需250m3。说明蔬菜基地低压管灌区需修改不小于250m3容积的调节水池方能满足灌溉用水要求。5.3.5.5泵站设计5.3.5.5.1泵站等级划分根据《灌溉与排水工程设计规范B50288-9》对引水工程和提水工程的等别划分标准，本工程最大引水流量为022m/s(80m/h)V2m/s,按灌溉引水和泵站提水工程分均同等小(2)型。永久性主要水工建筑物级别为级，临时性水工建筑物级别为级。根据《防洪标准》(GB50201-94)表3.0.1乡村保护区的等级属W等，泵站属主要建筑物，位于花滩河岸边，设计洪水标准按10年一遇，校核洪水标准按20年一遇。5.3.5.5.2泵站设计流量转塘泵站主要任务是为花滩干渠尾部1800亩蔬菜基地提供灌溉用水，泵站取水口位于花滩水库下游花滩河上，取水口至花滩水库坝址之间集雨面积56.1km2，本次利用的集雨面积为56.1km2。取水口灌溉期基流280.5L/s，根据前述蔬菜灌溉定额和灌溉制度设计结果，最大灌溉引用流量发生在夏季，平均每月灌溉次数5次，一次灌溉延续大数2天，日最大净灌溉用水量1m3/亩•天，灌溉水利用系数为0.9，则毛灌溉用水量1/0.9=1.12m3/亩・天，水泵日工作时间16h，水泵设计流量1150*1/0.9/16/3600=0.0222m3/s(折合80m3/h)。5.3.5.5.3取水位的确定由于取水口以上集雨面积较大，泵站提水量约占河道基流的12%，因此考虑泵站直接在河道右岸修建集水池引水，集水池正常水位92m,因此本工程水泵取水位定为792m。5.3.5.5.4泵站静扬程泵站的取水位为792m,泵站提水高位水池的出水高程为62.2m因此泵站至高位水池的静扬程为0.2m。5.3.5.5.5泵站型式选择本工程泵站布置于花滩河转塘处右岸，泵房地面高程796m，泵站处P=5%泵站处P=5%洪峰流量432.39m3/s对应高程795.3m，根据洪水计算章节成果，泵站处P=5%洪峰流量471m3/s对应高程796m，说明泵房高程定在796m可满足防洪要求，但796m以下需考虑防洪。本次拟采用地面式砖混泵房，由于泵房所在处土厚较厚（在3〜4m左右），因此为防止洪水对泵房基础造成冲刷，796m以下采用浆砌石防洪墙兼作泵房基础，泵房上游侧防洪墙与垂直河流方向成60度夹角并伸入岸边土体2m保护上游岸坡，泵房下游侧防洪岸平行河流方向延伸5m保护下游岸坡。详见泵房设计图。5.3.5.5.6泵站提水管设计1、压力钢管管径泵站压力上水管采用钢管。压力管道的直径，根据技术经济条件，并考虑实际运用情况来综合选择。管径利用下列公式先试算：式中：Qmax——压力钢管的最大设计流量（m3/s），0.022；设计流量（最高日工作是水量）二（日供水量）/水泵工作时间Vj——所取经济流速根据《村镇供水工程技术规范》（SL310-2004），钢管的单位管长水头损失:当vV1.2m/s时，i=0.v2（1+0.867/v）0.3/d1.3当vN1.2m/s时，i=0.00107v2/d1.3式中v—管内流速，m/s,1~1.5m/s；d—管道内径，m；hf=iL式中：h——管道沿程水头损失（m）；fi——单位管长水头损失，L——计算管段的长度，220m计算成果如下表：提水管水力计算要素表管长（m）设计流量（mc/s）管首高程（m）管末高程（m）主管标准管径（mm）主管壁厚（mm）计算内径（mm）流速(m/s)i(每m)hf(m)高差（m）扬程（m）2200.022792.000862.20015261401.4440.02876.370.276.5经计算，根据《五金手册》拟选用？152Q235C钢管。壁厚6mm，钢管内径为0.140m，管道内流速为1.444m/s。2、压力钢管管壁厚度5计算（1）构造计算确定钢管壁厚：8=_D+4800式中：D——钢管直径（mm）；D=152经计算,0=4.19mm，所选管径大于于4.19m，可以。_D（2）稳定计算钢管的壁厚：8=130式中：D——钢管直径（mm）；D=152经计算,0=1.17mm，所选管径大于于1.17m,可以。（3）承压力计算钢管管壁厚按锅炉公式确定管壁厚度。。计算公式：6>10H「D+C1.5巾好」式中：H——管道内水压力（含水击水头），（m）；76.8D——钢管内径（m）；D=0.14C——锈蚀厚度（mm）；C=2[a]——钢材的允许应力（N/mm2）；[a]=0.55。「129?——纵向焊缝焊接应力减弱系数。单面焊取？=0.9经计算，0=2.62mm，根据规范的构造要求，加2mm锈蚀厚度，则钢管管壁厚度0=4.62mm。参照《实用五金手册》，由于管壁厚级差为2mm，故选用管壁厚度为6mm?152Q235C压力钢管。4、管道敷设管道采用明管敷设提水管采N152Q235C无缝钢管，管道共设4个镇墩，两镇墩之间采用砼支墩支撑，支墩间距弥。5、镇墩的稳定计算镇墩是用来承受因管道因改变方向而产生的不平衡力，不允许管道在镇墩处发生任何方向的位移。镇墩的抗滑稳定安全系数最小值取K二十力G）=1.3，反推出镇墩的重量，镇墩的重量G的计算公式为:G=K，ZX_zy，再拟定镇墩的尺寸，详见镇墩设计图。fC5.3.5.5.7设计扬程由以上计算成果可知泵站至高位水池的静扬程M2m泵站管道总水头损失为h=63m考虑35m出水自由水头，则设计扬程殳=70.2+6.3+3.5=80m

取设计扬程为80m。5.3.5.5.8泵站水力机械本工程泵站设计流量Q=80m3/h,设计扬程为80m。拟安装2台DA-100X61型多级离心泵，一用一备。水泵参数如下表：DA-100X6型多级离心泵性能参数表1型号流量Q转速n(r/min)扬程H(m)效率n(%)功率P(kw)必需气蚀余量(NPSH)r(m)m3/hL/s轴功率电动机功率DA1-100X636102940116.45520.753035415105.66922.51722085.27023.87(n(n查水泵性能曲线，当扬程为80m时，流量为80m3/h，满足要求，效率70%(规范不宜低于65%)，可见泵在高效区运行。所选水泵的流量和扬程均满足设计要求。5.3.5.5.9泵站水锤压力计算水击波传播速度C=1435/(1+Kd/Ee)〃2=1435/(1+ad/e)1/2式中：C为均质圆形管(e/d<1/20)水击波传播速度，m/s；d为管径，m；e为管壁厚度，m；K为水的体积弹性模数，Gpa，常温时K=2.025Gpa；a=K/E；E为管材纵向弹性模数，Gpa，对钢管E=206Gpa，a=0.00983。计算水击波在管路中往返一次所需的时间为水击相时，然后根据阀门关闭历时确定水击类型，即直接水击开间接水击。即当阀门关闭历时等于或小于一个水击相时，瞬间关闭阀门产生的水击为直接水击，否则为间接水击。T=2L/Ct式中：Tt为水击相时，即水击波在管路中往返一次所需要的时间，s；L为计算管长，220m。水击类型判别直接水击水头(Tg<Tt)Hd=CV0/g=2LV0/gTt间接水击水头(Tg>Tt)H广2LV0/g(Tt+Tg)式中：Hd为直接水击水头，m;H.为间接水击水头，m;关阀为正，开阀为负；v0为闸门前水的流速，m/s；Tg为阀门关闭时间，s；g为重力加速度，g=9.8m/s2。设计选用Q235C钢管，d=140mm，e=6mm，计算得C=1294m/s，则Tt=2L/C(L为计算管长，220m)=0.34s；取阀门关闭历时Tg=5s，Tg〉Tt，故阀门产生间接水击，H尸2Lv0/g(Tt+Tg)=6.6m，泵出水管最大静水头70.2m，静水头与水击水头之和为76.8m，静水头与水击水头之和约为静水头的1.09倍，而输水管道的试验压力也超过其正常工作压力的1.5倍以上。为安全考虑在水泵的出水管道上安装微阻缓闭蝶式止回阀，公称直径150mm，公称压力1.0Mpa；同时安装多功能安全阀，公称直径150mm,公称压力1.0Mpa。5.3.5.5.10泵站电气设计泵站主接线方案泵站东面2km有10kv高压线路到达，可就近接电，泵站主接线方案采用主变压器经过跌落式熔断器及隔离开关与电网相连接，隔离开关除作为检修时隔离电源的设备外，还用来接通、断开