移动泵站的设计及应用——以山东省高青县引黄灌区为例

李淑芹，王 宁

（山东省淄博市水利勘测设计院，255020，淄博）

移动泵站的设计及应用——以山东省高青县引黄灌区为例

李淑芹，王 宁

（山东省淄博市水利勘测设计院，255020，淄博）

移动泵站；固定泵站；设计应用；高青县

随着各类农田水利项目的实施以及农田旱涝保收标准的不断提高，我国机电灌排固定泵站发展迅速。固定泵站作为重要的水利基础设施，担负着灌溉、排涝等任务，对改善农业生产条件、促进农民增收起着重要的保障作用。过去部分固定泵站建设存在规划布局不合理、因水位变化造成使用受限、维修费用高等问题，且固定泵站对水源水量、选址等方面要求较高，为满足灌溉周期和灌溉面积的要求，其水泵流量、管径均较大，投资较高。相比传统固定泵站，移动泵站在灵活性、效率、成本等方面均有优势，成为固定泵站的有效补充。

本文以2015年山东省淄博市高青县引黄灌区内唐坊镇农业综合开发高标准农田建设项目为例，介绍移动泵站的工作特点以及在灵活性和成本上较传统固定泵站具有的优势。

一、项目区基本情况

高青县位于淄博市最北部、鲁北黄泛冲积平原，地形较为平坦，总地势西北高、东南低。作为引黄灌区，高青县水资源较为丰富，农业灌溉多采用井灌和固定泵站。高青县部分地区地下水为碱水，无法采用机井灌溉，而部分固定泵站因水位变化造成使用受限以及维修费用高等问题，农田灌溉受到很大影响。

1.水利骨干工程

项目区处在高青县东部的唐坊镇境内，区内耕地面积1.65万亩（1亩= 1/15hm2，下同）。项目区西临引黄济淄干渠，东接杜姚沟，地表水资源丰富。

引黄济淄干渠（过青干渠）在高青县境内长18.30 km，现有配套建筑物29座。过青干渠为单梯形断面，底宽9m，两岸坡比1∶1.75，渠道深2.8 m，全线采用混凝土板衬砌。

杜姚沟是高青县的五大干排之一，此外支二十四排横穿项目区。两条排沟均可汇集引黄灌溉尾水和降水，为农田灌溉提供了水源。

2.田间工程

项目区现有机井均已废弃，不能满足灌溉要求。区内荆官村南现有两座泵站，功率均为37 kW。虽然项目区灌排沟渠丰富，但排沟深约2m左右，部分沟渠堵截，淤积比较严重，缺少必要提水灌溉设施，使得耕地得不到开发利用，不能充分发挥项目区沟渠丰富的优势。

二、田间泵站设计

项目区地表水水质较好且水量充沛，为了满足项目区灌溉要求，项目区因地制宜采用井灌和水泵提水灌溉相结合的方式。

1.泵站形式的选择

项目区地下水多为碱水，可采用机井灌溉的农田仅有609亩，占3.69%，其余均需采用地表水灌溉。因此井灌不能作为项目区主要灌溉方式。

杜姚沟位于项目区东侧，支二十四排横穿项目区，项目区地表水丰富。但由于引黄闸放水时间多为10天左右，要在短时间内完成项目区的灌溉任务，要求泵站的水泵流量、管径均较大，投资较高。因此可在杜姚沟、支二十四排等水源有保障的较大排沟上新建固定泵站进行灌溉，灌溉面积2 950亩；剩余12 941亩耕地利用引黄灌区沟渠发达、地势平坦的特点，根据排沟分布情况布设移动泵站。移动泵站占地面积小、设备简单，田间不用布设管道，投资少，具有灌水方便快捷的特点。

2.移动泵站设计

移动泵站主要建筑物为充电桩，充电桩内设漏电保护器1个、开关2个，灌溉时可做到即插即用，方便快捷。项目区沿排沟每隔100m左右布设1个充电桩，同时每个移动式泵站配备水泵1台。

单个移动泵站控制灌溉面积为20～30亩，共布设移动泵站557台。根据下式计算水泵流量：

式中，Q设为管道输水灌溉系统的灌溉设计流量 （m3/h）；T为灌水周期（d），2.5 d；t为灌水时间（h），13 h；A为灌溉面积（亩），30亩；M为灌水定额，44.35 m3/亩；η为灌溉水利用系数，取0.85。

经计算，Q设=48.2m3/h。

由此确定移动泵站配套水泵型号为80QW 50-10-3，扬程10m，流量50m3/h，电机功率为3 kW。

三、泵站形式比较

不同形式的泵站在可靠性、效率、设备成本等方面均有差异，本文从这几个方面对固定泵站和移动泵站进行比较分析。

1.可靠性分析比较

固定泵站的安装、运行管理及其后期维修都较为复杂，且一台水泵控制灌溉面积为几百亩到上千亩，运行前需将泵体充满液体，运行时对管理人员要求较高。由于每台水泵控制灌溉面积广，一旦水泵出现故障，将直接造成春旱用水紧张的状况。

移动泵站使用的是潜水泵，一个移动泵站控制灌溉面积 20～30亩，且潜水泵重量较轻，通过人力可以到达任何安装地点，适合于人均耕地少、耕地分散的农田灌溉。移动泵站受电源影响较大，沿沟渠需设计充电桩。两种形式的泵站性能比较见表1。

表1　固定泵站与移动泵站的性能比较

2.抽水效率与费用比较

固定泵站多采用离心泵，一般小型离心泵的效率为50%～70%，大型离心泵可高达90%。潜水泵也是离心泵的一种，也是在离心力作用下，液体不断从排水沟中被抽吸上来又连续不断地从排水管流出，效率一般在80%左右。两种泵站的抽水效率均较高。

3.设备成本比较

根据本次工程计算，固定泵站亩均投资 156元，但是固定泵站需要配套田间管道和给水栓等，综合亩均投资544元；移动泵站亩均投资266元。因此从设备成本上来说，移动泵站亩均投资低于固定泵站，且没有固定泵站的建设周期，是一种新型的防洪减灾设备，具有广阔的市场前景。

四、结 语

综上所述，固定泵站适用于有较大骨干灌排渠道或塘坝，且耕地分布集中的区域，可以促进高效利用。对固定泵站无法解决，但地势平坦、水源充足、沟渠发达的区域，还需发展移动泵站作为补充。

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责任编辑张金慧

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1000-1123（2016）08-0037-02

2015-09-29

2016-03-16

李淑芹，工程师。