灌南县2015年小型农田水利重点县项目复兴南站拆建泵站设计的思考与分析

徐建赟 汪练练

【摘要】本文分析了灌南县小农水重点县实施前项目区泵站存在问题，以复兴南站拆建为例，从设计流量、设计水位、机泵选择和稳定计算等方面分析，阐述其选用400QSZ-5.5-37型单机组潜水泵的原因。

【关键词】灌南县；泵站拆建；技术分析

1、项目概况

灌南县地處北纬33°59′～34°27′、东经119°07′～119°48′之间，县域面积1041km2，东滨黄海，东南隔灌河与响水相望，西及西南分别与沭阳和涟水为邻，北有新沂河同灌云相隔。灌南县2015年小型农田水利重点县项目总投资3000万元，对三口、百禄、新集3镇12村2.48万亩农田综合治理，共计整治渠道93.20km，其中砼衬砌渠道61.52km；拆建大沟引水闸1座，新建节制闸13座；拆建、改造、新建灌溉泵站9座529kW；建设渠系配套建筑物2742座；疏浚中小沟23.76km，土方19.01万方；新增灌溉面积0.22万亩，改善灌溉面积2.26万亩。

2、泵站改造前存在问题

2.1 泵房年代久远，土建损坏严重。泵站主体工程建设年代较长，大多损坏，见明显沉降断裂，砂浆普遍脱落；进、出水池砌石护坡坍塌，毁坏严重；水泵梁、电机梁砼碳化，部分泵站水泵梁断裂；部分出水池开裂，漏水，护砌长度不足，见明显冲坑。其中徐圩站、复兴南站泵房为砖混结构，墙体、引水渠裂缝严重，无法使用。

2.2 机泵老化锈蚀，电气设备陈旧。改造前的泵站大多建于上世纪九十年代，由于受当时建设标准、技术条件及建筑材质限制，大多数泵站运行效率日益减退。机泵设备老化，尤其是电气设备问题突出，有的不符合国家现行标准，有的成为国家明令淘汰的产品，泵站更新改造非常困难。特别是复兴南站机泵型号已停产多年，零部件无处购置，毁坏无法维修。

2.3 泵站运行耗能大，效率低下。由于泵站配置标准低，且缺乏必要的维修保养，导致泵站机组运行效率极为低下。由于其运行效率低，耗能高，项目区群众自己花钱抽水比泵站灌溉更为划算。

3、复兴南站改造设计

3.1 设计流量。复兴南站控制灌溉面积1200亩，种植结构为稻麦两季轮作，泵站设计流量取水稻灌溉高峰期用水量。项目区设计净灌水率为2.0m3/s万亩，灌溉水利用系数取0.65，则设计灌溉流量：Q=0.12×2.0/0.65=0.37m3/s。根据《泵站设计规范》（GB50265-2010）第2.0.2条确定该泵站等级为Ⅴ等，泵站规模为小（2）型。

3.2 设计水位

3.2.1 泵站进水池水位确定。根据项目区沟渠多年运行情况，设计水位为1.5m，低水位基本在1.0m，高水位为2.5m。

3.2.2 泵站出水池水位确定。为了满足灌溉的要求，各级渠道入口处要具有足够的水位。水位是根据灌溉面积上控制点的高程加上各种水头损失，自下而上逐级推算。

根据计算，出水池设计水位：H出=3.5+0.1+900/3000+0.1=4.0m。

3.3 机泵选型

3.3.1 泵站设计扬程。H=出水池设计水位-进水池设计水位+损失扬程=H净+H损，损失扬程按净扬程的30%计算，则设计扬程H=（4.0-1.5）×1.3=3.25m。

3.3.2 泵站最高扬程。H=出水池最高水位-进水池低水位+损失扬程=H净+H损，损失扬程按净扬程的20%计算，则设计扬程H=（4.0-1.0）×1.2=3.6m。

3.3.3 机泵型号选择。根据Q设=0.37m3/s，H设=3.6m。参照潜水泵产品目录选型，则泵站应选用1台400QSZ-5.5-37型潜水泵，电机功率37kW，水泵设计流量0.45m3/s，设计扬程5.5m，其工作性能参数表如下。

3.4 结构布置。泵站进水池底板、墩墙采用C25钢筋砼结构，进水池长3.40m，潜水泵坐落在镇墩上，进水池前设拦污栅格网。泵房采用分基型结构，尺寸为3.6×6.2m。泵站出水池尺寸为3.3×2.8m，墩墙为C25钢筋砼结构，高2.2m，底板采用C25钢筋砼结构，厚0.4m。

3.5 稳定计算。进水池底板底高程为-0.90m，根据地质资料，底板坐落在淤泥层中，经计算底板地基应力为G=41kPa，该层地基允许承载力为35kPa，大于地基承载力，需进行地基处理，基础采用长6m杉木桩，小头直径不小于16cm，共12根。

3.6 电气设计。水泵配套电动机功率为37kW，电气部分的设计范围为变压器以下所有供用电设施的配套设计。

3.6.1 泵站电源采用380V低压电源供电，电源由原建筑物供电变压器低压侧通过电缆穿管暗埋引至配电房内低压计量+进线柜。

3.6.2 泵站配置GGD型低压配电柜2只，分别为低压计量+进线柜和馈线柜。采用单母线不分段的0.4kV配电系统，从馈线柜获取电源，向各类动力负荷、照明及生活负荷设备等供电。

3.6.3 为防止直击雷电造成泵站损害，在泵站屋顶装设避雷带作为保护措施，避雷带通过柱内专设引线与接地体连接。工程的工作接地、保护接地、防雷接地共用一套接地网，接地网利用建筑物基础内的钢筋作为自然接地体，并配置一定数量和面积的人工接地体，二者可靠连接。接地网工频接地电阻不大于4W，低压计量+进线柜、动力配电柜在配电房内一列式集中安放。