某排涝泵站初步设计报告书docWord下载.docx
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最大风速18.3m/s
多年平均日照时数1698h
第三节设计洪水
根据湖北省水利水电勘测设计院编制的《湖北省XX县陆水库区XX盆地防洪工程初步设计报告》（以下简称《初设报告》），XX站设计洪水成果如下表：
项目
设计参数
设计成果
均值
Cv
Cs/Cv
0.1%
1%
5%
10%
洪峰流量（m3/s）
1567
0.73
3
8610
5800
3860
3040
根据《初设报告》意见，XX泵站所处的XX镇北门畈属陆水河城区段，堤防桩号14+622，堤防的设计洪水标准为20年一遇洪水。
第四节设计暴雨
设计暴雨以XX站实测降雨资料进行频率计算，该站自1965年开始具有完整的降雨资料，具有一定的代表性。
通过对XX站1965～1997年降雨系列进行排频计算，可得各历时指定频率的点雨量，计算成果与《湖北省暴雨径流查算表》的查算资料进行对比，对比情况详见下表：
时段
（mm）
设计暴雨值（mm）
50%
本
次
计
算
1h
44.7
0.47
3.5
116.4
86.0
72.6
39.2
6h
87.6
228.1
168.6
142.2
76.9
24h
128
0.4
295.5
227.2
196.4
116.5
图
表
查
47
0.45
118.4
87
75.2
85
0.5
232.9
169.2
141.1
115
315
228.9
190.9
从上表可以看出，《图表》查算成果和本次计算成果基本一致。
考虑到《图表》资料系列较短，其代表性不如本次计算成果，因此设计点雨量取本次计算成果，然后按《图表》介绍的方法，计算各频率的设计面雨量及设计净雨过程。
第五节治涝水文
设计暴雨以XX站为设计代表站进行计算。
通过XX站1960～1997年最大一日暴雨进行频率分析计算，可得该站各频率一日暴雨设计成果如下表：
CV
设计暴雨
1d
110.1
0.43
267.9
202.5
173.2
根据XX站逐日平均水位的频率分析和内插，《初设报告》确定的XX泵站设计外江水位为：
外江设计水位:
53.52m，
外江最高运行水位：
54.16m
外江防洪水位:
57.57m。
XX泵站为明渠出水，明渠底板高程高程为56.50m。
第六节施工洪水及治涝标准
根据《湖北省XX县陆水库区XX盆地防洪工程可行性研究报告》评审会议纪要，结合考虑湖北省平原区治涝标准，选择XX盆地各排涝治涝标准为10年一遇，对于排水泵站，城区按10年一遇1日暴雨1日排完，城区和效区混合排区按10年一遇1日暴雨2日排至允许高程，农业排区按10年一遇1日暴雨3日排至作物耐淹深度。
按上述意见，XX泵站站的治涝设计标准为10年一遇1日设计暴雨2日排完。
查有关水文资料，本工程5年一遇的枯水期设计洪水位为52.77m。
第三章工程地质条件及地质评价
第一节地形地貌
工程场区位于XX盆地内，第四系以来地壳以上升为主，中间有短暂停顿，形成陆水河一、二级阶地，河流总体以侵蚀、冲蚀作用为主。
第二节地层岩性
区内出露地层以第四系地层为主,部分地段出露白垩～第三系地层局部出露寒武系地层。
现将区内主要出露地层由老至新分述如下：
寒武系中统高台组（∈2g）
为一套灰色中厚层白云岩组成，区内在XX泵站出露。
上白垩～第三系（K2～R）
灰绿色紫红色钙质粉砂岩夹页岩及泥灰岩。
第四系晚期更新统残坡积层（Qedl3）
黄褐色、红褐色，大部分由粘土组成，部分为壤土，土质均匀。
全新统冲积层（Qal4）
分布在陆水河两岸河漫滩、Ⅰ、Ⅱ级阶地上，上部由壤土、砂土构成，厚3～6m，下部由砂卵石构成。
全新统人工堆积（Qs4）
由已建堤防构成，填土由壤土、砂壤土、砂土混杂而成。
第一节地质构造及水文地质条件
场区总体位于下杨子台褶皱带的边缘，雪峰台隆起的北缘，具体构造部位位于白垩～第三系组成的红色构造盆地中。
据（GB18306-2001）1：
400万《中国地震参数区划图》，工程区地震峰值加速度0.05g，相应的地震烈度Ⅵ度。
场区地下水按其储存空间及承压情况，可分为以下种类：
孔隙水：
主要储存于晚更新统及全新统粘性土中。
孔隙性承压水：
储存于全新统冲积层下部砂卵石层中，地下水有时具有一定的承压性，一般情况下埋深2.5～3.5m。
基岩裂隙水：
主要储存于白垩～第三系碎屑岩各种裂隙中。
岩溶裂隙水：
主要储存于寒武系中统厚层白云岩裂隙中。
地下水多属重碳酸钙镁型水，PH值7.1～7.3，无侵蚀性CO2，对混凝土无侵蚀性。
第三节本站工程地质条件
XX泵站位于县城左岸保护区起点，站基为上白垩统～第三系（K2-R）上段底部，为灰紫色砾岩，砾岩胶结良好，岩体完整，承载力高。
泵房后坡由基岩构成，岩层倾角100左右，坡度较为平缓，山坡稳定。
总体上看，XX泵站场区工程地质条件良好，新建泵房工程可直接置于基岩之上。
第四节天然建筑材料
石料：
经比选，石料场选在场区北侧鹿门铺，石料为中寒武统中厚层白云岩、白云质灰岩、鲕状、豆状灰质白云岩等，此类岩石强度较高，石质优良，储量巨大，交通方便，到场地运距约6km。
砂料：
陆水河中沉积大量砂卵石层，当地有直接从河床中挖砂的经验，采砂率为30%左右，砂粒稍粗。
本工程用砂可在河中采砂场采购，平均运距3km。
第四章工程建设任务和规模
第一节治涝原则及标准依据的规程、规范
（1）《泵站设计规范》（GB/T50265——97）；
（2）《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288——99）；
（3）《农田排水工程技术规范》（SL/T4——99）；
（4）《水工建筑物荷载设计规范》（DL5077——2005）；
（5）《水利水电工程设计洪水计算规范》；
（6）《陆水库区XX盆地防洪工程初步设计报告》。
第二节存在问题及工程建设的必要性
XX泵站位于XX县XX镇北门畈的XX村，陆水河左岸，来水面积11.6平方公里，县政府机关及一些县直行政部门机构多设在北门畈排区范围内。
排区既是XX县重要的产粮区。
又是XX县的政治、经济、文化、工业、交通中心，是全县精华地带。
六十年代中期修建了陆水水库后，迥水涝渍，灾害频繁，1977年冬季修建了北门畈围堤和XX排涝泵站。
泵站设计安装水泵机组8台，总容量1240千瓦。
但由于受资金的限制，泵站土建部分按8台机组施工，完工时水泵机组只安装了4台，总容量620千瓦。
30年以来，北门畈屡受渍水浸淹达，平均1.4年浸淹一次。
近年来受淹范围在扩大，受淹损失在加剧。
最严重一次，XX镇城区被淹面积达三分之一，北门畈内一片汪洋，损失惨重，北门畈XX泵站增容改造工程势在必行。
XX泵站存在的问题主要有以下几个方面：
1、现状装机容量不足，排涝效益差
原站按装机8台700ZLB-70型水泵机组标准设计，由于资金不足，只安装了4台水泵机组，排涝能力无法满足现状排水的要求。
已经安装的机电设备使用34年，已明显老化，其中1台机组因严重损坏而不能运行，使泵站排涝效益更是得不到保证。
2、电气设备配套不完善
泵站现有电缆型号落后，绝缘老化，运行安全得不到保证，应全面更新。
变压器低压侧出线方式不安全，铝牌无刚性支架支承，跨度又比较大，容易造成短路事故。
变电站设施简陋，露天安置，运行安全得不到保障。
应按现行标准进行更新。
3、厂房破旧，需装修翻新。
第三节工程等别
XX泵站排区集雨面积为11.6km2，其中城区及工业用地占1.7km2；
农业区占4.7km2，鱼塘、河流1.3km2，村庄、道路、旱地1.8km2，丘陵林地2.1km2。
根据《防洪标准》（GB50201-94），本泵站规模为小
型排水泵站，工程等别为Ⅳ级，主要建筑物为4级建筑物，次要建筑物和临时建筑物为5级；
排涝标准按10年一遇1日暴雨2天排干标准执行。
第四节设计暴雨的排涝模数及排涝流量
排涝模数主要与设计暴雨历时、强度与频率、排涝面积、排水区形状、地面坡度、植被条件与农作物组成、土壤性质、地下水埋深、河网与湖泊的调蓄能力、排水沟网分布情况和排水沟底比降等因素有关。
根据《灌溉与排水工程设计规范》（GB50288-99）C.0.2-3有关内容，XX泵站排区属无较大湖泊、洼地作承泄区的排水区，设计排涝模数计算公式为：
qj=[PA-h1Aw-h2A2-h3A3-h4A4-EwA1-FAw]/3.6TtA
qj—泵站向外河提排的设计排涝模数，m3/（s.km2）；
P—设计暴雨量（mm），取10年一遇1日最大暴雨173.2mm；
A—排水区总面积（km2），A=16.0km2；
h1—水田滞蓄水深（mm），取h1=50mm；
Aw—水田面积（km2），Aw=4.70km2；
h2—河网、鱼塘、沟塘的滞蓄水深（mm），取hg=200mm；
A2—河网、鱼塘、沟塘水面面积（km2），A2=2.3km2；
h3—非耕地及旱地的初损与稳渗量（mm）,10年一遇24小时暴雨径流系数取0.7，h3=0.3×
173.2=51.96mm;
A3—非耕地及旱地的面积（km2），Af=6.3km2；
h4—城区土壤渗蓄水量（mm）,城区10年一遇24小时暴雨径流系数取0.90，h4=0.1×
173.2=17.3mm;
A4—城区的面积（km2），Af=2.7km2；
Ew—排涝时间内的水面蒸发总量（mm），Ew=0.55E20，E20—20cm蒸发皿排涝期日平均蒸发量，取E20=2×
6mm，则可得Ew=6.6mm；
F—排涝时间内水田渗漏总量，考虑同围堤、涵闸的入渗量抵消，取F=0；
T—排涝天数，T=2d；
t—向外河排水时水泵在1d内的运转时间（h），t=22h/d；
将有关数据代入上式可计算得：
qj=0.63m3/（s.km2）。
故泵站设计排水流量为：
Q1=A×
qj=10.1m3/s。
由于XX泵站为明渠出水，明渠底板高程56.50m是固定不变的，明渠底板高程改造后为54.50m，管口中心线高程为55.10m。
有关净扬程值按以下计算：
设计净扬程为：
55.1-52.0=3.10m
最大净扬程为:
57.57-51.5=6.07m
第五节水泵选型
1、水泵数量选择
水泵数量由下式确定:
式中，QZ—泵站设计总排水流量，Q1=10.1m3/s
Zi—水泵台数，暂设为8台
故单台水泵流量Qi为：
10.1/8=1.26m3/s
2、扬程损失计算
根据以上计算，本站净扬程为3.1～6.07m，各种工况下有关扬程损失计算如下：
管道沿程损失扬程，由公式：
式中，hf—管道沿程水头损失
f—磨擦阻力系数
L—管道长度，本站取20m
D—管内径，取0.7m
Q—管内流量，取1.3m3/s
b—管径指数
m—流量指数
局部损失扬程
局部损失扬程按下式计算：
经计算，设计工况时总扬程损失0.9m，最大净扬程工况时总扬程损失1.52m。
XX排涝站的各种扬程如下表：
XX泵站特征扬程汇总表单位：
m
设计流量
（m3/s）
净扬程
（H净）
设计净扬程
最高净扬程
3.1
6.07
10.12
总扬程
（H总）
设计总扬程
最高总扬程
3.90
7.59
XX泵站现已安装4台28ZLB-70型轴流水泵机组，配JSL-8型异步电机，单机功率155KW，并预留4台水泵机组的机窝。
根据本站扬程和流量，水泵以选择轴流水泵为宜。
为方便机组配件供应和机组维修，宜选取与原安装机组相同的水泵机组。
查有关资料，700ZLB-70型轴流水泵工作性能如下表：
叶片
安装角
流量
扬程
（m）
转速
r/min
功率（KW）
效率
%
叶轮直径
配套
电机
M3/h
l/s
轴功率
配用
功率
-40
3090
850
10.9
730
124
155
73.2
650
JSL型
155KW
8P380V
3940
1094
8.11
116
81.7
4560
1270
5.04
78.2
80.7
-20
3520
977
10.6
131.5
77.1
4500
1250
7.46
110.5
82.7
5040
1400
5.68
102
76.2
00
4430
1230
8.72
129
81.2
4860
1350
7.3
83.1
5580
1550
4.53
86.5
79.4
+20
5110
1420
136
83.5
5710
1585
6.39
118
83.8
5960
1657
5.41
105
+40
5870
1630
7.25
137
84.8
6280
1744
5.8
108
84.3
根据本站设计流量及扬程，选择8台700ZLB-70型水泵机组可以满足泵站的排涝要求。
第五章工程布置及建筑物
第一节设计依据
1、工程等别及建筑物级别
XX泵站增容改造工程设计装机8×
155kW，依照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），确定该泵站工程规模为小
型;
等别为Ⅳ等，主要建筑物等别为4级，次要建筑物及临时建筑物为5级。
依照《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252—2000），XX泵站设计排涝标准为10年一遇1日暴雨2天排完，泵站防洪水标准为20年一遇洪水。
根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001），工程区所在地地震动参数为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度区，可不作设防。
2、基本资料
排涝参数
承雨面积11.6km2
设计排涝模数0.695m3/s.km2
设计排涝流量10.1m3/s
水位及扬程
内河设计水位：
52.0m
内河最低运行水位：
51.5m
内河最高运行水位：
52.5m
53.53m
外江最高运行水位:
57.57m
设计净扬程：
3.1m
最大净扬程:
6.07m
泵房
进水室底板高程49.70m
水泵梁顶高程51.52m
电机层楼面高程55.12m
泵房平面尺寸6×
30.99m
泵房下部结构形式浆砌石钢筋混凝土梁结构
泵房上部结构形式砖混结构
第二节工程总体布置
一、工程总体布置
XX泵站工程主要建筑物包括进水前池、泵房、出水钢管、出水明渠、变电站等。
为充分利用原来的建筑物基础，减少占用耕地，整个工程拟在原来泵站预留的基础上增加4台机组，对原有4台机组维修及电器设备更新。
二、工程等别及建筑物级别
本站装机容量1240kw,设计流量10.12m3/s，根据《泵站设计规范》（GB/T50265-97），确定电排站等别为Ⅳ等，电排站规模属小
型；
主要建筑物为4级建筑物，次要建筑物为5级建筑物，围堰等临时性建筑物级别为5级。
三、主要建筑物设计
本工程是原XX泵站的增容改造工程，涝区内河排水通道已经形成，本站不再修建新的引水通道。
泵站的主要建筑物有：
1、进水前池
前池是引水渠道和进水池的连接建筑物。
前池的形状和尺寸，不仅会影响水流流态，而且对泵站工程投资和运行管理带来很大的影响。
为保持进水良好的流态，本次增容改造拟对前池进水区域淤泥清淤，以方便排渠水流顺利进入前池。
2、泵站厂房
利用原电排站预留厂房改造，厂房旁建有一层3间管理房,为节约工程投资，新站厂房设计时不考虑管理房。
主厂房只设计生产用房和配电房，已建厂房为一层砖混结构，配电柜布置在主厂房内。
本次拟对厂房装修翻新。
泵房外墙贴白色外墙面砖，内墙及天棚表层涂白色乳胶漆；
采用钢制平开大门，铝合金窗并加设防盗网。
3、出水钢管
出水钢管基本按现状进行布置。
主管管内径取800mm，主管与水泵间设长1m的渐变管，其管径由700mm增至800mm；
为方便钢管拆卸维修，在出水钢管末端处另设内径800mm伸缩节1个。
主管出口处设φ800mm的拍门，由水泵生产厂家配套供应。
4、出水渠道
出水渠道现状底板高程为56.50m。
出水明渠现状为浆砌石结构，裂缝很多，漏水严重，老损情况比较突出，为确保本站的防洪安全，计划将出水明渠改造为钢筋砼结构，渠内净宽保持不变。
增容4台机组后，出水渠道需新增延伸16米，全长40米用钢筋混凝土现浇。
第六章.机电及金属结构
第一节水力机械
1、水泵选型原则
根据《泵站设计规范》要求，水泵选型的原则为：
①水泵选型应满足泵站设计流量、设计扬程及不同时期排水的要求。
②尽量选择额定扬程与设计扬程相符的水泵，以保证在平均扬程时水泵在高效区运行；
在最高与最低扬程时，水泵应能安全、稳定运行，力求泵的装置效率高，运行费用低。
③选用泵型应优先考虑国家推荐的产品和经过鉴定的产品，采用技术成熟的产品运行管理和维修方便。
④具有多种泵型可供选择时，应综合分析水力性能、机组造价、工程投资和运行检修等因素择优确定。
⑤水泵数量的选定，应保证调节方便，工程投资省。
2、泵型选择及方案比较
根据XX泵站的设计水头和设计流量，该站属低水头大流量的泵站，立式轴流泵是低扬程泵站使用最为广泛的泵型，在低扬程段有较好的性能，平面尺寸小，征地费用低，启动方便，易于管理，维修运行费用相对较少，故泵型选择中只考虑选用立式轴流泵。
XX泵站设计流量Q=10.1m3/s，设计净扬程3.1m，最大净扬程6.07m。
选择过程如下：
①确定水泵的总扬程
根据水泵的净扬程，估算水泵的总扬程，其中设计总扬程为：
H总=1.3H净=1.3×
3.1=4.03m
最大总扬程为：
H最大总=1.3H最大净=1.3×
6.07=7.89m
由上可以看出，本站的扬程范围很狭窄，能满足扬程的泵型不是很多。
根据以上初估的水泵总扬程H总，结合本站的排水流量要求初选水泵类型。
查水泵样本，满足扬程范围的泵型只有28ZLB-70型和800ZLB-70二种，这二种泵不仅能满足扬程方面的要求，而且都处于高效区，其中28ZLB-70型效率为82～83%，800ZLB-70型效率达83～84%。
前者配套电机为JSL-12-10，功率155KW；
后者配套电机为JSL-13-10，功率180KW。
考虑到本站现有机组尚有一定的使用价值，新增机组最好与现有机组型号一致，以便今后维修管理。
因此，选取28ZLB-70型水泵为本站新增泵型。
该型水
泵性能曲线详见附图《XX泵站-设计-07》。
XX增容泵站主要水力机械清册
序
号
名称
型号及规格
单位
数量
备注
1
主水泵
700DFZLB-125型
D=0.65mn=585r/min
台
4
2
主电动机
JSL-12-IO型
N-80KW,U=380V
伸缩阀
DSSF47-1.OMpa型
D-0.70m
风机
BLT35-II型
Q_1050rr13/hPbr=43P
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