河津市小型灌溉提水泵站工程改造方案优选

宋必连

（山西省水利水电勘测设计研究院有限公司，山西 太原 030024）

1 泵站基本现状

西王村、黄村两座泵站位于河津市东北方向的汾河滩上，兴建于上世纪70 年代初期，两座泵站均为汾河提水泵站，主要水源为汾河水，总控制灌溉面积88.73 hm2，其中：西王泵站55.40 hm2、黄村泵站33.33 hm2，大部分为汾河滩地。每座泵站均安装两台机组，设计提水流量分别为0.21 m3/s 和0.26 m3/s，机组进出水管均为钢管，管径分别为DN 500 mm、DN 400 mm，出水管长度分别为12 m 和80 m；出水管末端设C20 混凝土出水池，池深为1.5 m，池宽为2.0 m，池长分别为3.72 m 和4.35 m。泵房共三层，一、二层为水泵层，基础均为钢筋混凝土结构，三层为办公用房。现状两座泵房由于年久失修，水泵、控制阀、电机、变压器等设备机组老化、磨损，均已无法正常使用。

小梁乡泵站位于河津市汾河南垣的峨嵋岭台地上，水源以汾河水为主，河滩群井为辅助水源。该工程兴建于1971 年2 月，设计引水流量1.2 m3/s，总装机24 台，装机容量3 737 kW，总地形扬程219 m，设计灌溉面积0.21 万hm2。目前泵站引水渠及前池风化剥蚀，闸门锈蚀，厂房陈旧，水泵、控制阀、电机、变压器等电气设备老化，运行效率低，出水管、出水池锈蚀剥蚀严重。另外，3 座泵站在2021 年受秋汛洪水的冲刷、淹没、淤积，造成了泵站厂房墙体裂缝，基础严重变形等安全隐患。

2 泵站比选

根据3 座泵站的现状，从泵站位置、型式、投资等多方面对改造方案做出详细的比选。

2.1 泵站位置比选

从泵站布设位置来看，本次改造有两种布置方案：一是泵站建于堤防内侧、主槽外滩地上；二是泵站建于堤防外侧、靠近堤顶外坡附近。

（1）泵站建于堤防内侧、主槽外滩地上，本方案通过穿越堤防的供水管输水。该方案的优点是引水渠较短，清淤费用较低，投资小，不存在工程占地问题；缺点是泵站需要考虑防洪安全，泵站运行管理需要布置专用进场道路，泵站占地对河道行洪存在一定的影响。

（2）泵站建于堤防外侧、靠近堤顶外坡附近，本方案是将引水渠及沉砂池布置于河道内滩地上，通过穿堤涵洞与进水池连接进行输水。该方案的优点是泵站的防洪标准较低，无需考虑防洪安全，不需要修建专门进场道路；缺点是堤外基本农田的占地问题突出，用地审批困难，引水渠较长，需要修建穿堤引水涵洞；洪水期存在不同程度的倒灌，在多泥沙的汾河上，引水渠及取水口的淤积严重，清淤费用较大。

综合以上因素，结合工程的现状，泵站选择在堤防内侧、主槽外滩地上布置。

2.2 泵站型式比选

根据工程实际，结合目前国内、国际新技术、新设备的运行情况，泵站型式选择预制一体化泵站和常规混凝土泵站两种型式进行比选。

2.2.1 预制一体化泵站

（1）概念

预制一体化泵站就是在工厂内将井筒、水泵、格栅、管道、阀门、控制系统和通风系统等主体部件集成一体，并在出厂前进行预安装和调试后，运至现场安装的智能化泵站。预制一体化泵站由顶部提升系统、玻璃钢罐、进水过滤系统、出水管路系统、混凝土底座、智能控制平台等部分组成，预制一体化泵站结构示意图见图1。

（2）特点

一是应用广泛。预制一体化泵站具有高度集成、固定防护装置容量大而且安全等优点，可用于市政地下排水、生活排污、城市生活供水、地铁排水、管道下穿道路等广泛领域。本工程泵站布置在堤防内侧、主槽外滩地上，主槽常水位高程相比滩地低约2～3 m，更适合于一体化泵站的布置。

二是结构坚固。泵站设备主体采用外面缠绕纤维的玻璃钢体结构，其抗压强度是传统玻璃钢的2 倍，可抵抗外部撕裂及化学腐蚀等破坏，抗压强度高，整体结构坚固耐用，基础处理简单，同时采用地埋方式可有效解决工程的占地问题。

三是工期短。预制一体化泵站为成套产品供货，泵站在出厂前就已完成各个部件的安装调试，这样可大大缩短现场的安装调试时间，同时缩短工期。

四是高效环保。泵站可通过液位浮球自动控制水泵的开停机，自控系统可根据外部用水量的大小准确地控制水泵自动高效的运行，自动化程度较高；同时还可以进行自我清洁，不产生杂质沉淀，整体空间密闭无臭气，满足环保要求。

五是成本低、寿命长。预制一体化泵站工程量小，成本只占常规混凝土泵站的1/5～1/3；泵站自控运行，无人值守；泵站各种部件安装维修均可在场外进行，工人不必进入筒体内，整体安装维修便捷。泵站自洁式的光滑井筒和底座均采用防腐材料制成，不需要采取任何养护措施，使用寿命较长。

2.2.2 常规泵站

常规泵站是采用常规砖石、钢筋混凝土结构厂房的泵站，因为其材质采用现场浇铸的钢筋混凝土，工程占地面积较大，建设周期较长，而且造价一直居高不下，随着时间的推移，混凝土会发生腐蚀，导致地基产生沉降变形，泵房发生裂缝破坏；常规泵站的土建工程和设备安装相互独立，二者匹配度较低，泵站运行前必须预留出设备的安装空间和调试时间；常规混凝土泵站的泵坑底部沉积下来的杂质，不仅会减小泵站容积，还会增加水泵的磨损和故障率，缩短水泵寿命，甚至会导致恶臭气体挥发中毒事件，带来一些安全隐患。

从多方面对预制一体化泵站和常规泵站进行比较，结果见表1。

表1 预制一体化泵站和常规泵站特性对比表

3 结论

从泵站型式对比表可以看出：常规混凝土结构泵站除了需要修建蓄水池，大部分泵站还需设置泵房，泵站整体占地远大于集成式一体化预制泵站，且钢筋混凝土工程量大，施工人员多，投资大。取小梁乡一级泵站为例，主、副厂房混凝土结构泵站预计需要240 m2，而一体化预制泵站泵筒直径3.8 m，高8.7 m，因泵站布设在河道内，需布置管理房15 m2，二者加起来建筑面积不足28 m2，且预制泵站整体成型，运至现场即可安装，钢筋混凝土等用量大大减少，工程投资较小。

综上所述，预制一体化泵站具有占地少、使用年限长、结构坚固、耐腐蚀、完全防水、无人值守、投资小和不影响周围环境等优点，克服了常规混凝土泵站易老化、易渗漏的特点。本次泵站改造选择在堤防内侧、主槽外滩地上布置的预制化一体泵站方案。