第8章 泵站规划.

4．水利设施：水库、渠道（河道）、电站、泵站、桥 涵、水闸、船闸、渡槽、鱼道。
5．工程规模：建筑物等级、标准以及影响范围。
6．配合运用：各建筑物之间的协调关系，联合运行。
水利规划需处理好的几个关系：
（1）近期与远期 （2）投入与产出 （3）整体与局部 （4）地区间协调
泵站工程规划: 是地区水利规划的一部分，其任务是在 分析地形地质、水文等条件的基础上确定： （1）划分灌溉区（排水区）； （2）确定泵站的规模、设计标准、设计参 数(Q、H等)； （3）泵站工程的组成（泵站站址、枢纽布 置、协调运行方案）。
4 1 水池效率： 池 3 2
泵站效率：
泵站 机 传 泵 管 池
P轴 gQH 3 2 4 1 P 出 P入 P P轴 H 3 2 出

gQ(4 1 )
P入

gQH站
P入
装置效率：
装置
gQ(3 2 )
P轴

gQH装置
P轴
H装置 3 2
二、高扬程灌区的分级
高扬程灌区分级提水可节约能源,为什么? 例：某灌区灌溉面积为ω 灌水率为q 总提水高度为H 泵站效率为η站 渠系水利用系数η渠 假设电机效率、传动效率均为100% 如采用一级提水,则需总功率为:
g
NHale Waihona Puke Baidu
Q
一、抽水灌区的划分
根据当地的地形、水源、能源和行政区划等条 件进行分流、分级控制，从而达到投资省、效益 大的目的。
1．一站一级提水，一区灌溉
适用：灌区地形等高线基本平行于水源， 灌区较小，地形高差不大。 特点：工程规模小，机电设备少，工程比较集中。
D
C B
A
2．多站一级提水，分区灌溉
对灌区面积较大，如采用一站一区灌溉。 存在问题： （1）输水渠道太长，沿程水量、能量损失大； （2）用水矛盾突出； （3）管理不便。
设进水河道水位: ▽1 进水池水位: ▽2 出水池水位: ▽3 出水河道水位: ▽4 水泵的流量: Q 水泵扬程: H 轴功率: P轴 电机输入功率: P入 输出功率: P出
电机效率：
P 机 出 P入
P轴 传动效率： 传 P 出
水泵效率：
泵
gQH
P轴
3 2 管路效率： 管 H
渠 站
H
gqH gqH KH 渠站
如为二级提水,各站控制面积相等,各站提水高 度相等,则两站总功率为:
q H H 2 g g 渠 2 渠 2 gq H H 3 N N1 N 2 （ ) KH 站 站 渠 站 2 4 4
A3
D2
D1
4．一站分级提水，分区灌溉
特点：在一座泵站内安装扬程不 同的几台泵，分别向相应的出 水池供应。 （高地用高池灌溉，低地用低池 灌溉。）
7
3
H2
8 2 9 1 10 4 5
6
适用：灌区面积不大，但区内高 差较大，高差比较明显。 优点：工程集中、便于管理，有 利于节约能源。
图 1－5
H1
补充内容: 泵站能量传递
第八章 泵站工程规划
水利规划——在一定的任务条件下，根据各地区的自 然地理条件和社会经济条件，合理确定所需要的水 利设施、工程规模以及各设施之间的配合运用。 1．任务：防洪、除涝、灌溉、降渍、盐碱地改良、 航运、发电、冲淤、水产等。 2．自然地理条件：地貌特征、水文特点、降水量时 空分布、土质、植被、地质（工程、水文）。 3．社会经济条件：人口分布、区域的财政条件、经 济发达程度、国家及地方的政策方针。
C3 D3 C2 D2 C1 B3 A3 B2 A2 B1 A1 D1
有天然河道分割，如采用一站一区灌溉 存在问题： （1）过河（沟）交叉建筑物太多； （2）输水渠长； （3）用水矛盾突出。
3．多站分级提水，分区灌溉
适用：灌区面积大，地形高差大。 特点：与一站一区相比，可有效地节省能源。
C3 B3 C2 B2 C1 B1 A1 A2 D3
泵站类型：（按作用分）
灌溉站、排水站、排灌结合站、抽水发电站、其 它（调水、改善水质、降渍、盐碱地改良）。
泵站枢纽的组成：（泵站枢纽：泵站附近以 泵站为中心的主要建筑物之间的关系） (配合泵站运行的各建筑物或设施的总和。)
泵站、进出水建筑物、渠系、变电所、控制 闸、船闸、鱼道、桥梁、涵洞等。
第一节 灌溉泵站规划
N 4 H 2 0 K[ H 2 ( 2 1 ) H3 ] 0 2 2
H 3 N 4 0 K[H 3 ( 3 2 ) H] 0 3 3
H 3 H 2 ( 2 1 )
q
比一级提水总功率省1/4
如为三级提水,各站控制面积相等,各站提水高 度相等,则三站总功率为:
2 N N1 N 2 N 3 KH 3
比一级提水总功率省1/3
**级数越多,节省功率也越多。
以四级为例探讨如何采用功率最小方法确定扬程分级 :
某灌区面积与高程关系曲线Ω=f(H)，设水源水面高程为0， 该区最高点高程为H，灌溉面积为ω，如灌水率为q。
一级站 流 量 扬 程 (ω1+ω2+ω3+ω4)q/η渠 H1 二级站 (ω2+ω3+ω4)q/η渠 H2－H1 三级站 (ω3+ω4)q/η渠 H3－H2 四级站 ω4q/η渠 H－H3
四个站抽水总功率：
N4=K[（ω1+ω2+ω3+ω4）H1 +(ω2+ω3+ω4)(H2-H1) +(ω3+ω4)(H3-H2) +ω4(H-H3)] =K[ω1H1+ω2H2+ω3H3+ω4H] ∵ω1=Ω1；ω2=Ω2-Ω1；ω3=Ω3-Ω2；ω4=Ω-Ω3
∴N4=K[Ω1H1+(Ω2-Ω1)H2+(Ω3-Ω2)H3+(Ω-Ω3)H]
N4=K[Ω1H1+(Ω2-Ω1)H2+(Ω3-Ω2)H3+(Ω-Ω3)H] 要使四级站抽水的总功率最小，可将N4对上进行偏 微分，并令其等于0，即：
N 4 H 0 K [ H1 1 1 H 2 ] 0 1 1 H 2 H1 1 H1 1