灌溉泵站设计.docx
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灌溉泵站设计
某灌溉泵站设计
一基本设计资料
1基本情况
本区地势较高，历年旱情比较严重，粮食产量低。
根据规划，拟从附近湖
中扬水灌溉该区的6.7万亩农田，使之达到高产稳产的目的。
机电扬水灌区内主要作物有小麦、玉米、谷子和棉花等。
灌区缺少灌溉制
度，现参考附近老灌区的灌水经验，拟定出本灌区灌溉保证率为75%的灌溉制度。
其设计毛灌水率如表1所示。
设计年内毛灌水率表1
灌水时间（日/月）
1/3-15/4
16/4-10/6
11/6-30/7
1/9-30/9
15/11-10/12
l/（s·千亩））灌水率（
30.00
22.00
16.50
22.50
30.75
站地地形图图1
地质及水文地质资料2
根据可能选择的站址，布置6个钻孔。
由地质柱状图明显的看出，3米以
内表土主要是粘壤土，经土工试验，得到的有关物理指标为粘壤土的内摩擦角
1．
2。
200kN/mφ=35°，承载力为
站址附近的地下水位多年平均在307.2m左右（系黄海高程）。
3气象资料
夏季多年平均旬最高气温34℃，春、秋季干旱少雨，年平均降雨量为
524mm，降雨年内分配极不均匀，每年7、8、9月的降雨量占全年降雨量的
80％以上。
年平均无霜期为200天左右，多年平均最低气温为-8℃，最大冻土
深度为o.44m。
平均年地面温度为15℃，平均年日照时数为2600.4h。
累积年
平均辐射总量为527.4lkJ／cm，平均日照百分率为59％。
热量和积温都比较
丰富，能满足一年两熟作物生长的需要。
4水源
灌区西北有一湖泊，是规划灌区的水源，其水量充沛。
灌溉保证率为75
％时的湖泊月平均水位如表2所示。
表2湖泊月平均水位（保证率为75%）
月份
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
水位m（）
308.9
308.9
309.2
309.3
309.5
309.7
312.0
313.0
313.2
309.8
309.8
308.9
灌溉保证率为90%时，灌溉期间旬平均最低水位为308.8m。
5年一遇的旬
平均最高水位达3l2.5m，夏季多年旬平均最高水温为23℃。
5其它
根据规划，为保证扬水后自流灌溉，出水池水位均不应低于327m。
站址附近有6.3kV高压电力线通过，已经有关部门批准，可供泵站使用。
该地区劳动力充足，交通方便。
除水泥、金属材料以及泵站建设中所需的
特殊材料外，当地可提供砖、石、砂、瓦、木材等建筑用材。
根据机电设备的运行特性，每天按20h运行设计。
6要求
完成泵站设计中初设阶段的部分内容，成果包括设计图纸和设计说明书。
（1图纸）
1）枢纽平面布置图（绘制在地形图上）
2）泵房平面图，泵房纵、横剖面图。
（2）设计说明书
2．
1）概述建站目的，设计任务，资料分析，设计所依据的规范和标准。
2）机电设备选择的依据和计算。
3）泵站各建筑物的型式、结构选择的依据、计算结果及其草图。
4）泵房尺寸拟定的依据和设备布置的说明。
5）验证机组选择的合理性，并说明其在使用中应注意的问题。
6）必要的附图、附表、参考文献。
（3）枢纽中心线
因所给资料不足，无法知道控制区面积如何，但是根据资料可知，该地
区高差不大，总体呈上升趋势，没有坡升坡降的情况，于是拟定采用单站集中
控制方式。
同时，采用正向进水、正向出水的建筑物布置型式。
初步拟定枢纽
中心线。
拟定情况如图2所示（在原地形图的基础上绘制）。
图2枢纽中心线布置图
二泵站设计
1泵站主要设计参数
（1）设计水位
出水池水位327.0米，水源设计最低水位308.8米，5年一遇的旬平均最高
水位312.5米。
3．
（2）泵站设计流量：
为了便于选择同型号水泵，按以下原则将灌水率图修正成等阶梯形状，
具体如下。
1）灌水日期的移动或者灌水时间的变动．不应影响作物的正常需水（变
动天数不超过2—3天）。
2）每次灌水的灌水率数值不应相差太大（最小灌水率不应小于最大值的
40％），以便渠道流量比较平稳，泵站机组利用率较高。
3）修正后的灌水率应适应我国目前的管理水平，对旱作灌区，一般的
灌水率在20~351/（s·干亩）之间。
图3灌水率图
（3）按每天开机19小时，将修正后的毛灌水率换算成机灌灌水率。
t*24/=公式为qq机机设
；）1／（s·千亩——修正后的设计毛灌水率．式中q机
——机组每天开机的小时数。
t机
设计年内毛灌水率3表
灌水时间（日/月）
1/3-15/4
16/4-10/6
11/6-30/7
1/9-30/9
15/11-10/12
毛灌水率（l/（s·千））亩
30.00
22.00
16.50
22.50
30.75
机灌水率
37.89
27.79
20.84
28.42
38.84
4．
机灌灌水率图4图
取灌水率图中之最大的灌水率来计算泵站的设计流量，其计算公式为（4）
?
渠系qω/Q设=机max
；）式中q——修正后的最大灌水率．l/（s·千亩机max——设计的灌溉面积．千亩；ω
?
）%渠系——渠系水利用系数（。
=38.84*67/0.65=4003.5l/s设Q
泵站设计扬程估算2
泵站设计的水源水位；）1（
；最高水位；313.2
；最低水位；308.9
；设计水位；312.5
。
308.890%时，灌溉期间旬平均最低水位为最低运行水位；灌溉保证率为
327m出水池按最低要求
327-312.5=14.5m设计净扬程；
327-308.8=18.2m最高净扬程；
327-313.2=13.8m最低净扬程；
计算平均实际扬程，公式为
（2）
?
tQHi实ii?
H
实?
tQii；mt式中H——相应时段时的出水池水位与进水池水位之差，i实i；，时的泵站供水流量，1/s——相应时段Qtii——不同灌溉时段的泵站工作天数，天。
ti实际扬程计算表4表
灌水时间（日/1/3-15/416/4-10/611/6-30/71/9-30/915/11-10/12
5．
月）
机灌灌水率（l/（s·千亩））
37.89
27.79
20.84
28.42
38.84
供水流量1/s
3905.6
2864.5
2148.1
2929.4
4003.5
tQii
175752
157547.5
107400
87882
100087.5
tQHii实
3122527.2
3036357.8
出水池按最低要求327m。
?
tQHi实ii=17.636m?
H
实?
tQii（3）确定水泵的设计扬程，公式为：
H=+∑Δh≈（1+k）HH损设实实
式中Δh——管路沿程和局部水头损失。
m；损
K——管路水头损失占平均实际扬程的百分比，其值可按表课本5-2
初定。
取k=20%
H=+∑Δh≈（1+k）=21.163mHH损设实实
3初步选泵
（1）水泵选型的原则。
具体如下。
1）在设计扬程下，能满足设计流量的要求，
2）当实际扬程变化时，水泵能在高效区内工作，
3）在能够适应灌溉流量变化的前提下，尽量选用较大的水泵，以减少台
数，节省基建、维修费用。
另外大泵的效率较高。
4）在一个泵站中，尽可能选用同型号的水泵。
5）如进水池的水位变化幅度较小时、优先选用卧式机组。
6）在满足流量和扬程的前提下，尽量选用吸水性能好的水泵。
（2）主泵类型的选择。
因为此泵站的设计扬程为21.163m，设计流量为4003.5l/s查《水泵
种泵型均符合扬程要求，作为比站设计示例与习题》中的水泵性能表得
6．
较方案，进行经济性能等方面的优选。
其性能如表所示：
表5泵型方案性能
（3）确定主泵台数Qdi?
有关系式，可据此确定两种泵型所需的台数。
Q泵Qd?
i台。
型泵台，取
Q泵Qd?
i台。
台，取型泵
Q泵拟合流量过程曲线（4）
按选定的水泵型号和台数，在流量过程线上拟合，当选择水泵型台数
为时，拟合后的流量过程线和设计流量过程线配合较好，故说明选择方案可以
型泵这一方案是合理的。
所以满足流量变化过程的要求。
故本设计选用
为备用。
台选用型泵，其中
动力机组配套选型4
由于在站址有高压输电线路通过，靠近电源，故动力类型选配电动机。
计算电动机配套功率N
（1）配N轴KN?
其计算公式如下：
配?
传；—动力备用系数，取1.1式中：
K
—水泵工作范围内的最大轴功率，查前表得NkW；轴
—传动效率，水泵转速为的异步r/minr/min，初步假定用同步转速?
传
电动机直接传动，则取为。
N轴K?
N。
算得配
?
传
7．
确定机型（2管材可以有所不同[,m1]Commen计算方法也不电机r/mi和配套功，配k根据水泵额定转速水泵机组的布置与基
泵，因此机组布置采用横向排列方式本设计采用的系机组的基础深度23520N/机组基础采用混凝土基础，混凝土容算公式为3.2.—机组总重量式中—基础长度—基础宽度—基础所用材料的容重N/，机组查给水排水设计手册，得型水泵机组的基础平面尺寸1.292.）计算出其基础深度重量为2550k，则根据公式（管路水头损失计
由于钢管的强度高，接口可焊接，密封性远胜于铸铁管，因此吸水管路和的钢管，敷设在泵房地板上。
压水管采用10m水管（泵房内）均采用壁厚墨铸铁管。
每台水泵均有单独的吸水管，深入进水池中吸水管路和压水管路中水头损失的计算（1管路沿程水头损失可按比阻法计算，对于钢管，计算公式如L=∑A∑式中—钢管壁厚不等10m时的修正系数，对于本次设—管中平均流速小1.2m/的修正系—比阻管路局部水头损失计算公式如下：
∑＝2—局
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