灌溉泵站设计

四川大学

课程设计报告

题目灌溉泵站设计专业

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指导教师

水利水电学院

二〇一四年十二月

目录

一、工程概况 (2)

1.1基本情况 (2)

1.2地质及水文地质资料 (2)

1.3气象资料 (2)

1.4水源 (3)

1.5干渠参数 (3)

1.6其它 (3)

二、泵站规划 (4)

2.1泵房位置的初步选择 (4)

2.2泵房位置初步选择的对比 (4)

三、泵站设计参数确定 (5)

3.1设计流量的计算 (5)

3.2设计扬程的计算 (6)

四、水泵初选 (7)

4.1单泵流量计算 (7)

4.2初选水泵 (8)

五、选择进出水管道 (9)

六、确定泵房类型 (10)

七、机组布置形式及泵房尺寸确定 (11)

7.1机组布置形式 (11)

7.2泵房尺寸确定 (11)

八、出水管道布置 (11)

九、选择泵房辅助设备 (12)

起重设备示意 (13)

十、进出水建筑物的布置及设计 (14)

10.1进水建筑物 (14)

10.2出水建筑物 (14)

十一、水泵安装高程的确定 (15)

十二、水泵工况点的校核 (16)

十三、终选水泵及动力机 (18)

十四、投资概算 (20)

十五、参考文献 (21)

一、工程概况

1.1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，拟从附近河流中扬水灌溉该区的（5.3+4）5.7万亩农田，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，其中小麦占灌区面积70%，玉米占30%。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95%的灌溉制度。其设计灌水率如表1所示：

1.2地质及水文地质资料

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φ=35°，承载力为200kN/m2，地下水埋深3.5m左右。

1.3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0.44m。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527.4l kJ/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。

1.4水源

灌区南有一河流，是规划灌区的水源，其水量充沛。灌溉保证率为95 ％时的河流月平均水位如表2所示。

1.5干渠参数

根据规划，泵站出水池接灌区干渠，底坡i=1/4000，干渠长3500m，渠尾处渠底高程530m，边坡系数m=1.25，糙率n=0.025，干渠平均水深0.3m，设有过水隧洞1座，渡槽2座，水头损失分别为（ϕ=0.15m, ϕ=0.1m）水温20℃。1.6其它

站址东北角有10 kV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。土石方开挖单价为33元/m3，电费为0.3元/度，钢板容重7.85T/m3，单价5000元/T。

二、泵站规划

2.1泵房位置的初步选择

对于站址的选择要考虑的因素主要有地形、输水距离、输电线路长度，材料设备运输距离，以及是否设置专门建筑物等。

从地形图可以看出，干渠位置与河流走向基本平行且河流顺直，西边等高线密集且分布不均，地形坡度变化大，泵房填挖方量大，镇墩和支墩设置复杂，出水管线布置相对困难，边坡稳定性也最差；中部和东边等高线分布相对均匀，且公路在靠近东边，水流方向自东向西。此外，西边干渠与河流水平距离最远，出水管线相对其他位置都长，会增加管线投资；同时其距离公路较远，施工困难，占地较多，材料运输成本较多。

2.2泵房位置初步选择的对比

对于泵房位置的选择初拟2种方案，如附图1（泵房及管线位置示意图）所示。2种设计方案的比较如下：

表格可以看出，案2更适合，故方案2作为设计方案。

三、泵站设计参数确定

计参数确定之前，应该确定灌溉面积。其中由工程概况可知总的灌溉面积为.5.7万亩=38 （100 hm2），其中小麦占灌区面积70%，玉米占30%。小麦：38*70%=26.6（100 hm2）；玉米：38 *30%=11.4（100 hm2）。

3.1设计流量的计算

给定的设计灌水率如下表：

根据该表绘出初步灌水率图经过修正后得到修正后的灌水率（需要满足灌水率图修正应遵循的原则）如下：

确定了设计灌水率后，可按下式计算灌溉设计流量：

Q=qA/η

式中，Q为灌溉设计流量，m3/s；q为设计灌水率，（m3/s）/100hm2；A为泵站控制的灌溉面积，100hm2；η为灌溉水利用系数，为渠系水利用系数和田间水利

用系数的乘积。根据《灌溉与排水工程设计规范》：当灌溉面积为5.7万亩时渠系水利用系数要大于0.65；旱作灌区田间水利用系数设计值不应低于0.90；水稻灌区田间水利用系数设计值不应低于0.95。该泵站灌溉面积为5.3万亩，渠系水利用系数应大于0.65。计算时，渠系水利用系数取0.7，田间水利用系数取0.95。计算结果如下：

因此，Q设=3.46 m3/s

3.2设计扬程的计算

根据规划，泵站出水池接灌区干渠，干渠长3500m，渠尾处渠底高程（518+尾数*1.5）m，底坡i=1/4000，边坡系数m=1.25，糙率n=0.025，干渠平均水深0.3m，设有过水隧洞1座，渡槽2座，水头损失分别为（ϕ=0.15m, ϕ=0.1m）水温20℃。渠尾处渠底高程：H=518+8*1.5=530m

出水池高程：

H出水池=530+i*3500+0.15+0.1*2=522.8+1/4000*3500=531.225m

因为干渠平均水深0.3m，考虑出水池水力损失，取H出水池值为532.3m。

灌区的水源河流月平均水位如表所示：

月 1 2 3 4 5 6

天数31 28 31 30 31 30

水位（m）503.8 503.8 503.9 504.6 504.8 504.8 月7 8 9 10 11 12