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农田水利工程中小型泵站设计

摘要：在现代化农业发展的过程中，农田水利工程是重要物质资源配置，在提升农业生产与发展水平、确保产量与进度方面发挥着非常关键的作用。农田水利工程包括取水工程、输水配水工程以及排水工程，农田水利工程的结构设计与分布配置都需要基于整体进行综合考量，合理利用地形高低差、地势地质差异来进行方案决策与设计。鉴于此，本文就农田水利工程中小型泵站设计展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：农田水利工程;中小型泵站设计;优化措施

1.农田水利工程中小型泵站的设计要点分析

农田水利工程的中小型泵站设计首先需要开展选型工作，根据具体的扬程的差异选择不同的泵型，一般来说，都是根据流量大小确认其水泵的数量，水泵的型号通常取决于具体的应用，一般轴流泵选用立式泵、湿式泵室，混流泵大多采用卧式泵、干式泵室，离心泵选用干式泵室。泵室的选型应尽量减少工程投资，提高泵站建设运行维护成本。干式泵房投资小于湿式泵房，因此一般优先考虑干式泵房。但湿式泵房的潜水轴流泵检修特别方便，而且基层运行管理单位往往有能力自己检修，因此应通过综合考虑来确定合适的泵房型式。在泵站设计的型号选用时，一般根据扬程的具体数值来决定，通常情况下，在扬程〈10m时，以轴流泵为主要方案，扬程>15m时，选用离心泵，在这范围内，还包括混流泵以适应扬程的不同变化，具体数量根据其流量大小而定[1]。

泵型的样本所对应的机电设备与流量扬程的数据互相对应，既能够保证灌面，又能够提升泵机的使用性能。对于水泵的使用性能来说，要根据扬程对水泵的影响，选择适配性较高的泵型，以提高水泵工作效率。泵室的设计要点除了根据所需要确定的泵型来选择泵室的属性，还要在挖埋深度上做足功夫。泵室分为干湿两类泵室，中小泵站的设计中，两个泵室的区别首先体现在深度中，干式泵室埋深≤4m，湿式泵室≤7m。通過对比水泵和机电设备的类型来决定泵室的属性，对于不同泵室来说，设计上也存一定差异[2]。在湿式泵室的设计中，需要确定下水位，根据样本数量及扬程确定流量，根据进水口高程与泵室底板高层确认上限。

在尺寸的设计上需要注重蓄水量的要求，一般来说，其容积要保证同一进水池内容量满足其流量的50倍左右，如果存在缺陷，则需要适当加宽或加长泵室进行整改。湿式泵室根据标准来说，对于埋深度都有一定限制，尤其是对于区域地质和岩层的软硬程度决定了泵室的承载力，在设计和实施建筑时要注重勘察推演其范围，对于一些可能会出现的坍塌、破裂事故，需要做好预防措施。如采用粉喷桩或者灌注桩。主要是以粉喷桩为主，因为其性价比较高。

在计算粉喷桩的复合桩基承载力时，要注重结构布置，控制相应的强度。设计干式泵室时，要注重排水系统和通风系统的设计，以确保干式泵室的效应，对于水位变化和防洪措施要做好相关自流管排水工作。对于一些需要物理设置的泵室底板高于渠道加大水位或者河道的防洪水位，应在泵室集水坑设置自流管排水。特殊情况下，还应采取钢筋混凝土整体结构，并且在泵室集水坑内设置小型排水泵。水泵的安装高程应根据汽化压力值减去水泵的汽蚀余量、进水管路的水头损失、安全余量确定[3]。

2.泵站结构设计要解决的关键问题

2.1泵站结构混凝土防腐性能

设计中考虑到混凝土溶解性和腐蚀性，在设计中分析混凝土的pH值变化，消除由于pH值超标的引发腐蚀性离子的影响，控制泵站混凝土结构外表面存在的“泛硷”问题，控制腐蚀性离子浓度，以保证泵站结构的耐久性能。为保证泵站混凝土结构的耐久性，设计时要考虑到周围土壤的特点，加以腐蚀的预防措施。设计时分析土壤中不同化学物质成分，设计时可以采用物理保护与化学防护相结合的方式，以确保混凝土结构可以达到预期的强度，并实现对钢筋腐蚀控制，提升混凝土结构的综合防腐蚀效果。另外，设计时可以通过使用防腐涂料来控制泵站混凝土结构存在的腐蚀问题，在混凝土施工中可以加入一定比例的防腐涂料，以提升混凝土结构的抗渗性能，以保证混凝土结构的耐久性。在设计时还可以借助施工措施来预防腐蚀的发生，如可以采用防裂纤维的方式，防裂纤维具有良好的分散性，含水效果好，覆盖在砂浆、水泥混凝土表面的效果较好[4]。此外，由于抗拉强度好，有着强力的拉附作用，起到了抗裂防渗的作用。

2.2水利泵站结构设计的要点

在泵站结构设计中，需要考虑基础底板，有些泵站基础的厚度近1m，并且占地面积较大，施工中要考虑到底板混凝土的整体性，针对底板混凝土的施工要保证一次性浇筑到达设计要求，还要避免泵房的侧壁板混凝土不发生胀模，避免裂缝等不良现象。设计中要有切实可靠的混凝土浇筑措施。比如，借助混凝土输送泵，以增加浇筑强度，还要防止施工中底板混凝土及侧壁混凝土发生冷缝。针对混凝土的浇筑，还要保证人员、机械投入，采用连续作业的方式，保证振捣效果，还要避免发生过振、漏振。拆除模板时，侧模混凝土强度要保证棱角不会由于拆模而发生损伤，才能实施拆模;墩墙与柱等重要部位的拆模时也要保证混凝土强度大于3.5MPa，承重混凝土的拆模要大于设计强度75%以上。结构中预留孔尺寸、位置要注意控制，降低偏差。在工程设计中，正确选取施工区域力学参数是水利工程可靠的基础，对于泵站的结构安全性发挥着保障作用[5]。力学参数的科学合理，结构才可以保证可靠。设计人员要参照成功的工程案例，合理选择力学参数。

结束语：

农田水利工程与设施的创新与发展，是现代化新时期农业生产模式的变迁，对于农业粮食生产来说，农田灌溉系统始终是提升生产效率的重要原因。农田水利工程的建设带来了新时期的改革与发展。在当今社会农户个体高度分散的状态下，只有协调需求，减少农民分化程度，走出农田水利困境，加强水利制度体系建设。通过优化中小型泵站的设计，加强实地勘察工作，合理解决水利工程中的泵站设计困境，克服难题，加强技术改革与人才引进，重视农田水利组织结构的变化，推动可持续发展，加强社会主义新农村建设，推进现代化农业粮食生产。

参考文献

[1]孙伟.浅谈小型农田水利高效节水灌溉项目建设与效益[J].治淮，2019（11）：57-58.

[2]刘文铮.水利工程提水泵站更新改造策略及技术分析[J]