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1、IAIL IIIIAIL III项目节水灌溉培训讲座之四项目节水灌溉培训讲座之四项目节水灌溉培训讲座之四项目节水灌溉培训讲座之四2006年11月泵站建设规划泵站建设规划 讨论的主要内容1 1泵站工程类型泵站工程类型2 2国内外泵站发展概况国内外泵站发展概况3 3山东省泵站发展概况山东省泵站发展概况4 4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题5 5灌溉泵站规划灌溉泵站规划1泵站工程类型泵站工程类型 泵泵站站的的基基本本功功能能是是通通过过水水泵泵的的工工作作体体（固固体体、液液体体或或气气体体）的的运运动动（旋旋转转运运动动或或往往复复运运动动等等），把把外外加加的的能能量量（电电
2、、热热、水水、风风能能或或太太阳阳能能等等）转转化化成成机机械械能能，并并传传给给被被抽抽液液体体，使使液液体体的的位位能能、压压能能、动动能能增增加加，并并通通过过管管道道把把液液体体提提升升到到高高处处，或或输输送送到到远远处处。在在生生产产实实践践中中，水水泵泵的的型型号号规规格格很很多多，泵泵站站的的类类型型也也各各不不相相同同。根根据据泵泵站站的的不不同同特特点点，泵泵站站工工程程的的主主要要类类型型如如下：下： 1泵站工程类型泵站工程类型 有的泵站同时具有灌溉和排水功能，成为排有的泵站同时具有灌溉和排水功能，成为排灌泵站。也有的泵站具有提水灌溉、自流灌灌泵站。也有的泵站具有提水灌溉
3、、自流灌溉、水泵排水、自流排水等功能，有的还具溉、水泵排水、自流排水等功能，有的还具有发电、通航等功能。这些泵站可成为多功有发电、通航等功能。这些泵站可成为多功能泵站。能泵站。田山电灌站为一、二级电力扬水站，总装机田山电灌站为一、二级电力扬水站，总装机16210kW，一、二级提水流量，一、二级提水流量42m3/s，有效灌面，有效灌面9.76万万hm2 1.11.1按功能分按功能分供水泵站供水泵站排水泵站排水泵站调水泵站调水泵站加压泵站加压泵站蓄能泵站蓄能泵站 1泵站工程类型泵站工程类型 1.21.2按水泵的类型分类按水泵的类型分类u离心泵站。离心泵站。离心泵站内工作的主泵是离心泵。离心泵站内工
4、作的主泵是离心泵。离心泵多用于高扬程灌溉泵站、加压泵站等。离心泵多用于高扬程灌溉泵站、加压泵站等。 u轴流泵站。轴流泵站。轴流泵站内工作的主泵是轴流泵。轴流泵站内工作的主泵是轴流泵。轴流泵主要用于扬程较低的调水泵站、排水泵站，轴流泵主要用于扬程较低的调水泵站、排水泵站，或灌排扬程相差不大的排灌两用的泵站。或灌排扬程相差不大的排灌两用的泵站。u混流泵站混流泵站 。混流泵站内工作的主泵是混流泵。混流泵站内工作的主泵是混流泵。混流泵叶轮内的水流同时承受离心力和升力的作混流泵叶轮内的水流同时承受离心力和升力的作用。混流泵具有在小流量区内不容易出现震动和用。混流泵具有在小流量区内不容易出现震动和噪音，在
5、不同扬程下功率变化较小的特性。噪音，在不同扬程下功率变化较小的特性。 1泵站工程类型泵站工程类型 1.31.3按动力分类按动力分类电动泵站。电动泵站。以电动机为动力机的泵站。以电动机为动力机的泵站。机动泵站。机动泵站。以煤油、汽油和柴油等为燃料的以煤油、汽油和柴油等为燃料的蒸汽机和内燃机为动力的泵站称为机动泵站。蒸汽机和内燃机为动力的泵站称为机动泵站。水轮泵站。水轮泵站。是我国独特的提水工具。是由水是我国独特的提水工具。是由水轮机带动水泵抽水的泵站。轮机带动水泵抽水的泵站。风力泵站风力泵站。以风车为动力机的泵站。以风车为动力机的泵站。太阳能泵站。太阳能泵站。以太阳能为动力的泵站称为太以太阳能为
6、动力的泵站称为太阳能泵站。阳能泵站。 2国内外泵站发展概况国内外泵站发展概况具代表性的国家：具代表性的国家：美国、日本、荷兰，埃及、前苏联各国、美国、日本、荷兰，埃及、前苏联各国、罗马尼亚。罗马尼亚。国外泵站工程特点国外泵站工程特点 ：（1）水泵机组综合性能好。国外大型水泵一般具有转速高、）水泵机组综合性能好。国外大型水泵一般具有转速高、体积小、重量轻等优点，其流量是我国同口径水泵流量的体积小、重量轻等优点，其流量是我国同口径水泵流量的1.52倍。倍。 （2）泵站自动化程度高。安装了计算机自动控制系统，对各）泵站自动化程度高。安装了计算机自动控制系统，对各种设备、设施实行计算机通信、监控、检测
7、和调度。种设备、设施实行计算机通信、监控、检测和调度。（3）运行管理人员少、素质好、分工严密。一般雇用懂专业、）运行管理人员少、素质好、分工严密。一般雇用懂专业、有经验的管理人员，普遍具有较高的专业技能，运行管理人员有经验的管理人员，普遍具有较高的专业技能，运行管理人员总数只相当于我国的总数只相当于我国的1/10左右左右 2.12.1国外泵站发展概况国外泵站发展概况2国内外泵站发展概况国内外泵站发展概况2.2.1基本情况基本情况截至截至2004年底，全国已拥有大、中、小型固定灌排泵站年底，全国已拥有大、中、小型固定灌排泵站50余余万座，配套机井万座，配套机井418万眼，机电灌排动力保有量近万眼
8、，机电灌排动力保有量近8000万万kW。全国泵站灌排总效益面积达全国泵站灌排总效益面积达35300千千hm2。其中灌溉面积：。其中灌溉面积：31160千千hm2，排涝面积，排涝面积4140千千hm2。泵站建设的特点：发展速度快、类型多、规模大、范围广。泵站建设的特点：发展速度快、类型多、规模大、范围广。已建成的大面积灌排泵站地区：长江三角洲、洞庭湖地区、已建成的大面积灌排泵站地区：长江三角洲、洞庭湖地区、江汉平原、珠江三角洲、东北三江平原及西北的高原灌区等。江汉平原、珠江三角洲、东北三江平原及西北的高原灌区等。在我国大型泵站比较集中的省份，已初步形成了以大型泵站在我国大型泵站比较集中的省份，已
9、初步形成了以大型泵站为骨干，中型泵站为主体，小型泵站为补充的灌溉、排涝工程为骨干，中型泵站为主体，小型泵站为补充的灌溉、排涝工程体系。体系。 2.22.2我国泵站发展概况我国泵站发展概况2国内外泵站发展概况国内外泵站发展概况2.2.2发展历程发展历程（1）新中国建立初的三年国民经济恢复和第一个五年计划时）新中国建立初的三年国民经济恢复和第一个五年计划时期。机电灌排工作的重点是推广改良人力、畜力水车，东部经期。机电灌排工作的重点是推广改良人力、畜力水车，东部经济基础较好的地区建成了一批中小型泵站。配套动力多使用锅济基础较好的地区建成了一批中小型泵站。配套动力多使用锅驼机、煤气机或柴油机。这一时期
10、机电灌排的发展从一个侧面驼机、煤气机或柴油机。这一时期机电灌排的发展从一个侧面反映出当时水利建设的重点放在江河整治，防止洪涝灾害上。反映出当时水利建设的重点放在江河整治，防止洪涝灾害上。（2）第二个五年计划和随之而来的三年国民经济调整时期。）第二个五年计划和随之而来的三年国民经济调整时期。全国广大农村普遍兴建了一大批中、小型机电灌排泵站，并在全国广大农村普遍兴建了一大批中、小型机电灌排泵站，并在长江中下游、山西、陕西等省陆续兴建了一些大型泵站，为提长江中下游、山西、陕西等省陆续兴建了一些大型泵站，为提高中国机电灌排泵站建设和管理水平，积累了宝贵经验。随着高中国机电灌排泵站建设和管理水平，积累了
11、宝贵经验。随着中国电力、石油工业的发展，农田灌排动力逐步转向柴油机、中国电力、石油工业的发展，农田灌排动力逐步转向柴油机、电动机并举，并淘汰了煤气机、锅驼机。电动机并举，并淘汰了煤气机、锅驼机。2.22.2我国泵站发展概况我国泵站发展概况2国内外泵站发展概况国内外泵站发展概况2.2.2发展历程发展历程（3）十年文化大革命时期。灌排泵站的建设与管理受到了巨）十年文化大革命时期。灌排泵站的建设与管理受到了巨大冲击和破坏。这一时期泵站建设速度快，规模大，工程设计大冲击和破坏。这一时期泵站建设速度快，规模大，工程设计标准低，大多机电设备性能质量不合格，水工结构施工质量差，标准低，大多机电设备性能质量不
12、合格，水工结构施工质量差，大量的工程属大量的工程属“半拉子半拉子”工程。不重视技术管理。工程。不重视技术管理。（4）十一届三中全会）十一届三中全会 ，泵站建设与管理迎来了新的发展时期。，泵站建设与管理迎来了新的发展时期。由以外延为主，转向内涵为主。重点进行工程管理和技术改造由以外延为主，转向内涵为主。重点进行工程管理和技术改造工作。工作。（5）1990年至今，机电灌排工作重点是实现农村机电灌排的年至今，机电灌排工作重点是实现农村机电灌排的改革。到改革。到2004年底，全国机电灌排动力保有量已近年底，全国机电灌排动力保有量已近8000万万kW。泵站的建设更加注重工程质量和自动化监控，朝着现代化建
13、设泵站的建设更加注重工程质量和自动化监控，朝着现代化建设与管理的方向前进。与管理的方向前进。 2.22.2我国泵站发展概况我国泵站发展概况3山东省泵站发展概况山东省泵站发展概况 2003年，全省共有固定泵站工程年，全省共有固定泵站工程30130处、总装处、总装机机38231台、台、133.87万万kW。其中电力泵站。其中电力泵站20599处、处、装机装机100.91万万kW；机械泵站；机械泵站9531处、处、32.95万万kW。全省固定泵站工程年供水量全省固定泵站工程年供水量18.686亿亿m3、承担了全、承担了全省省83.15万万hm2的灌溉面积，占全省机电排灌面积的的灌溉面积，占全省机电排
14、灌面积的19%。 3山东省泵站发展概况山东省泵站发展概况 4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题泵站工程是水利工程的重要组成部分，是保护泵站工程是水利工程的重要组成部分，是保护和发展粮食生产的关键，在解决洪涝灾害、干旱和发展粮食生产的关键，在解决洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着其缺水、水环境恶化当今三大水资源问题中起着其它水利工程不可替代的作用。它水利工程不可替代的作用。特别是大型泵站承担着区域性的除涝、灌溉、特别是大型泵站承担着区域性的除涝、灌溉、调水和供水的重任，在我国国民经济可持续发展调水和供水的重任，在我国国民经济可持续发展和全面服务于小康社会的建
15、设中，占有非常重要和全面服务于小康社会的建设中，占有非常重要的地位。我国泵站的作用表现在以下方面：的地位。我国泵站的作用表现在以下方面： 4.14.1泵站的地位和作用泵站的地位和作用4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题4.1.1 4.1.1 在灌溉方面在灌溉方面 提灌泵站的灌溉效益主要表现在农业干旱的减提灌泵站的灌溉效益主要表现在农业干旱的减灾方面，最具代表性的是我国西北一些干旱和半灾方面，最具代表性的是我国西北一些干旱和半干旱地区。这些地区虽距黄河较近，但水低地高，干旱地区。这些地区虽距黄河较近，但水低地高，人畜生存和农业生产常年受到严重的缺水威胁。人畜生存和农业生产常年受
16、到严重的缺水威胁。自自2020世纪世纪6060年代上述地区陆续兴建了高扬程提灌年代上述地区陆续兴建了高扬程提灌工程，这些地区的农业生产获得了迅猛的发展，工程，这些地区的农业生产获得了迅猛的发展，粮食产量成倍增长，农民收入大幅度地提高。粮食产量成倍增长，农民收入大幅度地提高。4.14.1泵站的地位和作用泵站的地位和作用4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题4.1.2 4.1.2 在排涝方面在排涝方面泵站工程的排涝效益以平原湖区最为显著。如湖北的江汉泵站工程的排涝效益以平原湖区最为显著。如湖北的江汉平原、广东的珠江三角洲、东北的三江平原、浙江的杭嘉湖平原、广东的珠江三角洲、东北的三
17、江平原、浙江的杭嘉湖地区以及洞庭湖、鄱阳湖、太湖、巢湖的周边地区，过去因地区以及洞庭湖、鄱阳湖、太湖、巢湖的周边地区，过去因洪涝灾害，许多地方人烟稀少，杂草丛生，交通阻隔，钉螺洪涝灾害，许多地方人烟稀少，杂草丛生，交通阻隔，钉螺成灾。泵站带来百业兴旺。如今都成了重镇、交通枢纽和当成灾。泵站带来百业兴旺。如今都成了重镇、交通枢纽和当地政治、经济、文化中心。地政治、经济、文化中心。在农业排涝方面，以我国排涝面积最大、装机容量最多的在农业排涝方面，以我国排涝面积最大、装机容量最多的湖北省为例。截止湖北省为例。截止20042004年，该省建有各种排涝泵站年，该省建有各种排涝泵站42054205座、座、
18、排水流量排水流量12946m3/s12946m3/s，排涝受益面积，排涝受益面积150.7150.7万万hm2hm2。二十多年来，。二十多年来，先后战胜了先后战胜了19801980、19811981、19831983、19911991、19961996、19981998、19991999年年的特大洪涝灾害。的特大洪涝灾害。4.14.1泵站的地位和作用泵站的地位和作用4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题4.1.34.1.3在生态环境及其它方面在生态环境及其它方面灌排泵站对受益区生态环境的改善起到了重要灌排泵站对受益区生态环境的改善起到了重要作用，实现了人与自然和谐相处。西北地区
19、高扬作用，实现了人与自然和谐相处。西北地区高扬程泵站的建成，改变了严酷的荒漠条件，有效地程泵站的建成，改变了严酷的荒漠条件，有效地阻止了沙漠南移，给旱川带来了生机。在风沙滚阻止了沙漠南移，给旱川带来了生机。在风沙滚滚的荒漠区，镶嵌了数十万亩的块块绿洲。滚的荒漠区，镶嵌了数十万亩的块块绿洲。4.14.1泵站的地位和作用泵站的地位和作用4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题4.2.14.2.1存在问题存在问题（1 1）设计不合理，建设标准低。我国泵站存在着规）设计不合理，建设标准低。我国泵站存在着规划设计不合理，工程效益降低，泵站流量减少，机划设计不合理，工程效益降低，泵站流量减少
20、，机泵效率下降的严重问题。泵效率下降的严重问题。（2 2）老化失修严重。主机组严重老化，电气设备绝）老化失修严重。主机组严重老化，电气设备绝缘性能下降，安全可靠性明显降低。建筑物工程年缘性能下降，安全可靠性明显降低。建筑物工程年久失修，碳化、裂缝、沉陷、破损严重，故障频繁久失修，碳化、裂缝、沉陷、破损严重，故障频繁发生，维修周期越来越短；闸阀、压力管道锈蚀、发生，维修周期越来越短；闸阀、压力管道锈蚀、腐蚀严重，造成爆裂隐患，严重影响了泵站安全运腐蚀严重，造成爆裂隐患，严重影响了泵站安全运行和效益的发挥。行和效益的发挥。4.24.2存在问题及原因存在问题及原因4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地
21、位、作用及存在问题4.2.14.2.1存在问题存在问题（3 3）能源消耗超标。据测算我国大中型泵站平均装置）能源消耗超标。据测算我国大中型泵站平均装置效率仅效率仅40%40%50%50%，能源单耗高达，能源单耗高达6 67kWh/7kWh/（ktmktm），距），距部颁标准电力泵站每台机组要求能源单耗部颁标准电力泵站每台机组要求能源单耗5kWh/5kWh/（ktmktm）相差甚远。）相差甚远。（4 4）效益衰减，抗灾能力减弱。由于泵站的严重老化，）效益衰减，抗灾能力减弱。由于泵站的严重老化，泵站的设备完好率和运行可靠性大大降低，重大事故泵站的设备完好率和运行可靠性大大降低，重大事故频发，设备损
22、坏严重，不少泵站面对滔滔洪水不能开频发，设备损坏严重，不少泵站面对滔滔洪水不能开机运行，抵御自然灾害能力大大减弱。机运行，抵御自然灾害能力大大减弱。4.24.2存在问题及原因存在问题及原因4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题4.2.14.2.1存在问题存在问题（5 5）技术落后，自动化程度不高。泵站普遍缺少自动）技术落后，自动化程度不高。泵站普遍缺少自动化监控设施和基本的信息化手段，泵站机组不匹配，化监控设施和基本的信息化手段，泵站机组不匹配，不能实现优化运行和调度，泵站管理技术落后，加上不能实现优化运行和调度，泵站管理技术落后，加上后期管理设施改造经费不足，投资匮乏，淘汰的
23、管理后期管理设施改造经费不足，投资匮乏，淘汰的管理设施得不到及时的更新。设施得不到及时的更新。（6 6）站区生态环境破坏严重。泵站生产生活设施落后，）站区生态环境破坏严重。泵站生产生活设施落后，周围荒山坡地，水质污染，站区生态环境破坏严重。周围荒山坡地，水质污染，站区生态环境破坏严重。职工生活困难，住房简陋，无法满足工程正常运转的职工生活困难，住房简陋，无法满足工程正常运转的需求。需求。 4.24.2存在问题及原因存在问题及原因4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题4.2.24.2.2产生问题的原因及影响产生问题的原因及影响（1）在认识方面）在认识方面1）对我国灌排泵站作用和地
24、位的认识。由于我国机电灌排发）对我国灌排泵站作用和地位的认识。由于我国机电灌排发展历史不长，因而它不象其它水利工程那样，广泛被人们了解展历史不长，因而它不象其它水利工程那样，广泛被人们了解和重视。尽管机电灌排泵站在我国灌排和防洪、治涝工程中占和重视。尽管机电灌排泵站在我国灌排和防洪、治涝工程中占有半壁江山，但由于泵站的效益主要表现为社会效益等种种原有半壁江山，但由于泵站的效益主要表现为社会效益等种种原因，它的重视程度远不及堤防、水库和水电。因，它的重视程度远不及堤防、水库和水电。2）对泵站面临的危机和紧迫性的认识。目前我国大型泵站的）对泵站面临的危机和紧迫性的认识。目前我国大型泵站的防洪除涝标
25、准，一般为防洪除涝标准，一般为510年一遇，年一遇，20年一遇以上的不多。年一遇以上的不多。而且由于工程老化失修、设施配套不全，排涝标准逐年下降，而且由于工程老化失修、设施配套不全，排涝标准逐年下降，抵御洪涝灾害的能力大大减弱。可以说，泵站工程已暴露的和抵御洪涝灾害的能力大大减弱。可以说，泵站工程已暴露的和潜在的危险在不断增加。潜在的危险在不断增加。4.24.2存在问题及原因存在问题及原因4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题4.2.24.2.2产生问题的原因及影响产生问题的原因及影响（1）在认识方面）在认识方面3）对维护社会稳定重要性的认识。泵站服务的直接）对维护社会稳定重要
26、性的认识。泵站服务的直接对象是农业、农村和农民，无论是对经济落后或欠对象是农业、农村和农民，无论是对经济落后或欠发达的山区、丘陵地区，还是对经济发达的平原湖发达的山区、丘陵地区，还是对经济发达的平原湖区，灌排泵站实不可少，且与农民的衣、食、住、区，灌排泵站实不可少，且与农民的衣、食、住、行息息相关。近些年来一些泵站因故障或为电费问行息息相关。近些年来一些泵站因故障或为电费问题扯皮开不了机，引起农民的恐慌；一些地方因水题扯皮开不了机，引起农民的恐慌；一些地方因水事纠纷影响社会稳定。事纠纷影响社会稳定。4.24.2存在问题及原因存在问题及原因4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题4
27、.2.24.2.2产生问题的原因及影响产生问题的原因及影响（2）在管理方面）在管理方面1）定位不准、体制不顺。为农业服务的灌排泵站，其管理模）定位不准、体制不顺。为农业服务的灌排泵站，其管理模式基本上仍是计划经济下的模式，属事业单位性质，但又得不式基本上仍是计划经济下的模式，属事业单位性质，但又得不到政府的补偿；按企业性质管理，既掺杂了政府行为的干预，到政府的补偿；按企业性质管理，既掺杂了政府行为的干预，又得不到企业的优惠政策。泵站现行的管理体制，既不适应农又得不到企业的优惠政策。泵站现行的管理体制，既不适应农村改革发展的需要，也不能满足市场经济体制的要求。村改革发展的需要，也不能满足市场经济
28、体制的要求。2）人员素质偏低。缺乏高层次的技术骨干人员。由于泵站缺）人员素质偏低。缺乏高层次的技术骨干人员。由于泵站缺乏管理、维护经费，人员工资没有保障，造成业务骨干流失。乏管理、维护经费，人员工资没有保障，造成业务骨干流失。3）水费征收难。水费是泵站赖以生存的必要条件，是维持泵）水费征收难。水费是泵站赖以生存的必要条件，是维持泵站正常运行的重要保证。缺少有效的水费收征办法，泵站负担站正常运行的重要保证。缺少有效的水费收征办法，泵站负担沉重，入不敷出，经济效益差。沉重，入不敷出，经济效益差。4.24.2存在问题及原因存在问题及原因4泵站的地位、作用及存在问题泵站的地位、作用及存在问题4.2.2
29、4.2.2产生问题的原因及影响产生问题的原因及影响（3）在技术方面）在技术方面1）规划设计不合理。提水灌区的规划问题，主要是处理好近）规划设计不合理。提水灌区的规划问题，主要是处理好近期与长远规划的结合，蓄、引、提的结合，灌区的分区、分级期与长远规划的结合，蓄、引、提的结合，灌区的分区、分级以及多级提水的级间配合等；以及多级提水的级间配合等；2）系统调度和调节能力差。）系统调度和调节能力差。（4）在资金投入方面）在资金投入方面长期以来资金投入严重不足，维修资金缺乏，长期不进行必长期以来资金投入严重不足，维修资金缺乏，长期不进行必要的大修。要的大修。20世纪世纪90年代以来，各地加大了泵站技术改
30、造的力年代以来，各地加大了泵站技术改造的力度，增加了泵站改造的投资。但泵站更新改造的步伐仍然很缓度，增加了泵站改造的投资。但泵站更新改造的步伐仍然很缓慢，大部分地区的更新改造速度远跟不上设备老化速度。慢，大部分地区的更新改造速度远跟不上设备老化速度。 “十十一五一五”大型泵站更新改造的实施，有望解决这个问题。大型泵站更新改造的实施，有望解决这个问题。4.24.2存在问题及原因存在问题及原因5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 泵站规划设计中首先遇到的问题是设计标准问题。如供泵站规划设计中首先遇到的问题是设计标准问题。如供水泵站应该在怎样的旱情下保证供水；在选择水泵时应该水泵站应该在怎样的旱情下保证供水；
31、在选择水泵时应该按什么标准确定扬程、流量；在设计建筑物时，以多高的按什么标准确定扬程、流量；在设计建筑物时，以多高的水位作为防洪水位等等，都与设计标准有关。水位作为防洪水位等等，都与设计标准有关。在一般情况下，设计标准太低，虽说工程投资较少，但在一般情况下，设计标准太低，虽说工程投资较少，但工程效益也小。如，供水泵站仍然可能经常出现供水不足。工程效益也小。如，供水泵站仍然可能经常出现供水不足。若规划设计标准太高，虽可增加工程效益，但工程投资也若规划设计标准太高，虽可增加工程效益，但工程投资也相应增大。因此，设计标准的问题实际上是个技术经济问相应增大。因此，设计标准的问题实际上是个技术经济问题。
32、题。5.15.1设计标准设计标准5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 5.1.1泵站等级划分泵站等级划分泵站工程的规模是根据流域或地区规划所确定的任务，泵站工程的规模是根据流域或地区规划所确定的任务，以近期目标为主，兼顾远景发展的要求，综合分析所确定以近期目标为主，兼顾远景发展的要求，综合分析所确定的。根据泵站的规划流量或装机流量，排灌泵站分为的。根据泵站的规划流量或装机流量，排灌泵站分为5个个等级。等级。5.15.1设计标准设计标准5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 5.1.2泵站建筑物级别划分泵站建筑物级别划分泵站建筑物的级别是根据泵站等别及其在泵站中的作用泵站建筑物的级别是根据泵站等别及其在泵站中的作用和
33、重要性进行分级。和重要性进行分级。5.15.1设计标准设计标准5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 5.1.3泵站主要设计参数泵站主要设计参数n防洪标准防洪标准n设计流量设计流量n特征水位：灌溉泵站进水池水位包括防洪水位、设特征水位：灌溉泵站进水池水位包括防洪水位、设计水位、最高运行水位、最低运行水位、平均水位；计水位、最高运行水位、最低运行水位、平均水位；灌溉泵站出水池水位包括最高水位、设计水位、最高灌溉泵站出水池水位包括最高水位、设计水位、最高运行水位、最低运行水位、平均水位。运行水位、最低运行水位、平均水位。n特征扬程：设计扬程、平均扬程、最高扬程、最低特征扬程：设计扬程、平均扬程、最高扬程、最低
34、扬程。扬程。5.15.1设计标准设计标准5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 一个大的灌区，从技术上可能和经济上合理考虑，一个大的灌区，从技术上可能和经济上合理考虑，往往需要根据水源条件、地形条件以及供水管理的方往往需要根据水源条件、地形条件以及供水管理的方便对其进行分片，布置成若干小的灌水区。水源条件便对其进行分片，布置成若干小的灌水区。水源条件和地形条件不同，灌水区的划分要求也不同。和地形条件不同，灌水区的划分要求也不同。山丘区雨量充沛，水源比较丰富，通过兴建水库，山丘区雨量充沛，水源比较丰富，通过兴建水库，大部分农田可以自流灌溉；局部岗地和自流灌溉不能大部分农田可以自流灌溉；局部岗地和自流灌溉不能
35、保证的地区须建泵站提水灌溉。这类地区的农田往往保证的地区须建泵站提水灌溉。这类地区的农田往往为河沟、山涧分割，比较分散，其灌水区主要根据地为河沟、山涧分割，比较分散，其灌水区主要根据地形地貌的具体情况划分。形地貌的具体情况划分。沿河湖的平原地区地势平坦，河网密布，取水便利，沿河湖的平原地区地势平坦，河网密布，取水便利，因此多分散建泵站，灌水区较小。因此多分散建泵站，灌水区较小。5.25.2灌区划分灌区划分5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 关于灌水区的规模，我国早期所建泵站一般受益范关于灌水区的规模，我国早期所建泵站一般受益范围较大；站大、渠道大、灌水区大。但是，随着耕作围较大；站大、渠道大、灌水区大
36、。但是，随着耕作制度和灌水技术合理化、科学化，灌水区面积明显趋制度和灌水技术合理化、科学化，灌水区面积明显趋小。灌水区大，则交叉建筑物多，渠道挖、压、废土小。灌水区大，则交叉建筑物多，渠道挖、压、废土地多，水资源浪费。近年来，不少老灌区都进行了改地多，水资源浪费。近年来，不少老灌区都进行了改造。首先是造。首先是“大改小大改小”，万亩以上的灌水区改为数千，万亩以上的灌水区改为数千亩、数百亩的小灌水区；渠道亩、数百亩的小灌水区；渠道“高改底高改底”、“明改暗明改暗”，即将高填方渠道改为半填半挖或全挖渠道，或将，即将高填方渠道改为半填半挖或全挖渠道，或将明渠改成地下暗渠。明渠改成地下暗渠。灌水区过小
37、也不适宜，过小则单位动力灌溉效益低，灌水区过小也不适宜，过小则单位动力灌溉效益低，提水成本高，不便于技术上的科学管理。提水成本高，不便于技术上的科学管理。5.25.2灌区划分灌区划分5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 根据不同情况和不同要求，灌水区的划分方案根据不同情况和不同要求，灌水区的划分方案一般有以下三种一般有以下三种。一站提水、一区灌溉一站提水、一区灌溉多站提水、分区灌溉多站提水、分区灌溉 多站分级提水、分区灌溉多站分级提水、分区灌溉 5.25.2灌区划分灌区划分5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 一站提水、一区灌溉一站提水、一区灌溉泵站从水源取水，并将其提泵站从水源取水，并将其提升到灌区最高田面高程
38、以上，升到灌区最高田面高程以上，以一级总干管（渠）通过若以一级总干管（渠）通过若干支、斗管（渠）灌溉全灌干支、斗管（渠）灌溉全灌区。区。地形高差不大的小片丘陵地形高差不大的小片丘陵地区多用这种布置方式。地区多用这种布置方式。 5.25.2灌区划分灌区划分5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 多站提水、分区灌溉多站提水、分区灌溉 当灌区地面等高线与水源水边线基本平行，单级提水可灌溉当灌区地面等高线与水源水边线基本平行，单级提水可灌溉的面积较大，采用一站、一区方式，灌水区可能过大，尾田远的面积较大，采用一站、一区方式，灌水区可能过大，尾田远距离送水，不适宜；以天然沟、河或行政区划为界，将灌区分距离送水，不适
39、宜；以天然沟、河或行政区划为界，将灌区分成若干个单独的灌水区较适宜。这样，每个灌水区可由单独的成若干个单独的灌水区较适宜。这样，每个灌水区可由单独的泵站和灌溉干渠供水。图中泵站和灌溉干渠供水。图中A1、A2分别表示高程梯级相分别表示高程梯级相同、担负不同灌水区灌溉任务的各个泵站。此方式多见于南方同、担负不同灌水区灌溉任务的各个泵站。此方式多见于南方圩垸地区和北方沿河两岸。圩垸地区和北方沿河两岸。 5.25.2灌区划分灌区划分5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 多站分级提水、分区灌溉多站分级提水、分区灌溉 根据水源和地形条件，有时为了避免根据水源和地形条件，有时为了避免“高水低灌高水低灌”，即用已提升到
40、高处的水下跌灌溉低地，造成，即用已提升到高处的水下跌灌溉低地，造成动力浪费，可将已经提升到一定高程的水作为另动力浪费，可将已经提升到一定高程的水作为另一泵站的水源，继续提升以灌溉高地。即根据最一泵站的水源，继续提升以灌溉高地。即根据最低最高灌溉田面高差，将灌区分成几个高低不同低最高灌溉田面高差，将灌区分成几个高低不同的灌水区。一般情况下，灌水区即为泵站级数；的灌水区。一般情况下，灌水区即为泵站级数；有时灌水区数少于泵站级数，就是说，某些梯级有时灌水区数少于泵站级数，就是说，某些梯级的泵站，可能仅起输水作用，是的泵站，可能仅起输水作用，是“加压站加压站”，没，没有直接灌溉任务。有直接灌溉任务。
41、5.25.2灌区划分灌区划分5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 多站分级提水、分区灌溉多站分级提水、分区灌溉 就每一个梯级而言，灌就每一个梯级而言，灌区还可能进一步分小，一区还可能进一步分小，一般为一站、一区，也可能般为一站、一区，也可能为多站分区。多级提水方为多站分区。多级提水方式常见于西北高原地面高式常见于西北高原地面高差较大或有明显台地的地差较大或有明显台地的地区。区。 5.25.2灌区划分灌区划分5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 多站分级提水、分区灌溉多站分级提水、分区灌溉 对于某些地面高差虽大对于某些地面高差虽大但是面积不大的灌区，也但是面积不大的灌区，也可以在同一泵站上安装不可以在同一泵站上安装
42、不同扬程的水泵，分高、低同扬程的水泵，分高、低两个出水池和相应渠道供两个出水池和相应渠道供水，如右图所示。这种方水，如右图所示。这种方式称为一站分级提水、分式称为一站分级提水、分区灌溉。区灌溉。 5.25.2灌区划分灌区划分5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 扬程高、灌溉面积大的灌区，有时要研究泵站工程的分级，扬程高、灌溉面积大的灌区，有时要研究泵站工程的分级，即确定用一级提水，还是用多站分级提水；决定采用多站分即确定用一级提水，还是用多站分级提水；决定采用多站分级提水、分区灌溉时，要确定分级数，确定各级泵站的提水级提水、分区灌溉时，要确定分级数，确定各级泵站的提水扬程及与各扬程相应的灌水面积。扬程及
43、与各扬程相应的灌水面积。考虑灌区和泵站工程分级的出发点首先在于节省动力。各考虑灌区和泵站工程分级的出发点首先在于节省动力。各级泵站总动力少，其工业能源消耗和相应的运营费用也省；级泵站总动力少，其工业能源消耗和相应的运营费用也省；其次泵站分级能减少工程量及减少因修筑高大渠道所带来的其次泵站分级能减少工程量及减少因修筑高大渠道所带来的挖、压、废土地面积。挖、压、废土地面积。节省动力和减少工程量，两者往往矛盾。分级越多泵站动节省动力和减少工程量，两者往往矛盾。分级越多泵站动力总和越少；而分级过多，总的土建工程投资和设备费势将力总和越少；而分级过多，总的土建工程投资和设备费势将增多，亦不便运行管理。因
44、此，针对具体灌区，如何分级建增多，亦不便运行管理。因此，针对具体灌区，如何分级建站，既要考虑地形条件，也要考虑其他多种因素。站，既要考虑地形条件，也要考虑其他多种因素。多根据功率最小原则来确定扬程分级。多根据功率最小原则来确定扬程分级。 5.35.3高扬程灌区分级问题高扬程灌区分级问题5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 5.4.15.4.1经济扬程经济扬程兴建灌溉泵站，目的为促进农业等增产。但是，兴建灌溉泵站，目的为促进农业等增产。但是，泵站运行时要消耗能源，随着灌溉扬程的提高，能泵站运行时要消耗能源，随着灌溉扬程的提高，能耗增大，因而灌溉成本也高，经济效益下降。当扬耗增大，因而灌溉成本也高，经济效益
45、下降。当扬程超过某一限度，提水灌溉的成本可能超过灌溉受程超过某一限度，提水灌溉的成本可能超过灌溉受益，显然在经济上不合算。因此规划和兴建灌溉泵益，显然在经济上不合算。因此规划和兴建灌溉泵站时，必须把提水高度限制在一定的范围以内。就站时，必须把提水高度限制在一定的范围以内。就是说，在某一扬程以下，可以保证获得以资金衡量是说，在某一扬程以下，可以保证获得以资金衡量的净效益，这时的扬程才是经济的，即经济扬程。的净效益，这时的扬程才是经济的，即经济扬程。经济扬程最大值可理解为极限灌溉扬程。经济扬程最大值可理解为极限灌溉扬程。5.45.4经济扬程范围确定经济扬程范围确定5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 5.4
46、.25.4.2经济扬程范围的确定经济扬程范围的确定经济扬程范围的确定是泵站规划中技术经济分析内容经济扬程范围的确定是泵站规划中技术经济分析内容之一。具体确定时，可用试算法进行，即假定一系列的之一。具体确定时，可用试算法进行，即假定一系列的扬程，分别求出不同扬程时的灌溉成本，将其与灌溉净扬程，分别求出不同扬程时的灌溉成本，将其与灌溉净增产值相比较。当扬程达到某数值时，灌溉成本与净增增产值相比较。当扬程达到某数值时，灌溉成本与净增产值相等，此时的扬程就是衡量灌溉泵站能否创造净收产值相等，此时的扬程就是衡量灌溉泵站能否创造净收益的极限扬程（边际）。益的极限扬程（边际）。对于农业灌溉，如果灌水量和产量
47、关系可知，再联系对于农业灌溉，如果灌水量和产量关系可知，再联系泵站耗能与灌水量及扬程的关系，则可列出农田灌溉的泵站耗能与灌水量及扬程的关系，则可列出农田灌溉的净收益数学表达式，通过求极值的方法求得灌溉最优扬净收益数学表达式，通过求极值的方法求得灌溉最优扬程和极限扬程，据此确定经济扬程范围。程和极限扬程，据此确定经济扬程范围。 5.45.4经济扬程范围确定经济扬程范围确定5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 灌溉设计标准是反映灌溉水源或泵站提水能力对于农灌溉设计标准是反映灌溉水源或泵站提水能力对于农业用水保证程度的一项指标，是用以确定泵站工程规模业用水保证程度的一项指标，是用以确定泵站工程规模和设计参数的
48、重要依据。灌溉设计标准应根据灌区水利和设计参数的重要依据。灌溉设计标准应根据灌区水利与农作情况，水文气象条件，地形、土质及农业发展规与农作情况，水文气象条件，地形、土质及农业发展规划等因素分析决定。灌溉设计标准一般用灌溉设计保证划等因素分析决定。灌溉设计标准一般用灌溉设计保证率或抗旱天数表示。率或抗旱天数表示。5.5.1灌溉设计保证率灌溉设计保证率设计保证率是以灌溉供水量满足灌区灌溉要求的年数设计保证率是以灌溉供水量满足灌区灌溉要求的年数占总年数的百分数，综合反映水源条件和灌区用水需要。占总年数的百分数，综合反映水源条件和灌区用水需要。如灌溉保证率如灌溉保证率P=80，即兴建的泵站，每，即兴建
49、的泵站，每100年中有年中有80年可以保证农业灌溉，年可以保证农业灌溉，20年可能供水不足或中断。年可能供水不足或中断。5.55.5泵站灌溉设计标准问题泵站灌溉设计标准问题5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 5.5.1灌溉设计保证率灌溉设计保证率灌溉保证率的确定方法：从实际历史资料中，选择有代表灌溉保证率的确定方法：从实际历史资料中，选择有代表性（或一定频率）的干旱年份，作为分析水耗状况和灌溉用性（或一定频率）的干旱年份，作为分析水耗状况和灌溉用水要求的一个实际年型，通过来水和用水的分析计算，确定水要求的一个实际年型，通过来水和用水的分析计算，确定工程的设计参数和规模。工程的设计参数和规模。5.55.
50、5泵站灌溉设计标准问题泵站灌溉设计标准问题5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 5.5.2抗旱天数抗旱天数连续无雨时灌溉泵站满足灌区作物需水要求的天数。抗旱连续无雨时灌溉泵站满足灌区作物需水要求的天数。抗旱天数反映抗干旱能力，因而也是灌溉设计标准的指标之一。天数反映抗干旱能力，因而也是灌溉设计标准的指标之一。根据规范规定，采用抗旱天数作为灌溉设计标准的地区，根据规范规定，采用抗旱天数作为灌溉设计标准的地区，旱作物和单季稻灌区抗旱天数旱作物和单季稻灌区抗旱天数3050d，双季稻灌区，双季稻灌区5070d，有条件的地区可提高。，有条件的地区可提高。目前我国各地采用的抗旱天数标准目前我国各地采用的抗旱天数标准
51、50100d，水源充沛以，水源充沛以水稻为主的南方，可达水稻为主的南方，可达70100d；水源缺乏以旱作物为主的；水源缺乏以旱作物为主的北方，多采用北方，多采用5070d。抗旱天数作为灌溉设计标准概念清楚，容易理解。但是，抗旱天数作为灌溉设计标准概念清楚，容易理解。但是，由于由于“连续无雨连续无雨”日数难确定，同时，因其只考虑水源条件日数难确定，同时，因其只考虑水源条件因素，不能反映泵站提水能力，因此这种方法在大中型灌溉因素，不能反映泵站提水能力，因此这种方法在大中型灌溉工程及多用途供水工程中较少采用。工程及多用途供水工程中较少采用。5.55.5泵站灌溉设计标准问题泵站灌溉设计标准问题5灌溉泵
52、站规划灌溉泵站规划 灌溉泵站设计流量是在水源满足一定灌溉设计保证率的灌溉泵站设计流量是在水源满足一定灌溉设计保证率的情况下，供给灌区作物生长所必须的流量及输配水过程中情况下，供给灌区作物生长所必须的流量及输配水过程中渠系和田间所损失的流量。在确定灌溉泵站设计流量时，渠系和田间所损失的流量。在确定灌溉泵站设计流量时，通常是根据灌区内气象、土壤、作物种类和耕作技术等因通常是根据灌区内气象、土壤、作物种类和耕作技术等因素估算作物需水量，再由灌溉试验和丰产灌水资料进行分素估算作物需水量，再由灌溉试验和丰产灌水资料进行分析，推求灌区内各种作物灌溉制度及灌溉用水过程线，然析，推求灌区内各种作物灌溉制度及灌
53、溉用水过程线，然后采用灌溉用水过程中持续时间较长（后采用灌溉用水过程中持续时间较长（2025d）的最大一）的最大一次灌溉用水流量作为泵站设计流量。此法较为精确可靠，次灌溉用水流量作为泵站设计流量。此法较为精确可靠，但较复杂，一般用于大中型灌区。但较复杂，一般用于大中型灌区。对于中小型灌区，可采用简易计算方法确定设计流量，对于中小型灌区，可采用简易计算方法确定设计流量，即根据当地自然经济情况，总结同类灌区历年丰产用水经即根据当地自然经济情况，总结同类灌区历年丰产用水经验，拟定出主要作物最大一次灌水定额，然后计算。验，拟定出主要作物最大一次灌水定额，然后计算。5.65.6灌溉设计流量的确定灌溉设计
54、流量的确定5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 （1）根据灌水定额计算泵站设计流量）根据灌水定额计算泵站设计流量（2）按灌水率计算）按灌水率计算 灌水率是指单位灌溉面积的灌水流量，单位为灌水率是指单位灌溉面积的灌水流量，单位为m3/（s万万亩）亩）。大面积旱作灌区的设计净灌水率一般为。大面积旱作灌区的设计净灌水率一般为0.20.35m3/（s万亩）。对于控制面积较小的斗、农渠（灌溉面万亩）。对于控制面积较小的斗、农渠（灌溉面积几十亩到上千亩），常要在短期内集中灌水，故其设计净积几十亩到上千亩），常要在短期内集中灌水，故其设计净灌水率较上述经验数字大。灌水率较上述经验数字大。 （3）按灌溉模数计算）按灌溉
55、模数计算 （4）用水量平衡法确定）用水量平衡法确定 5.65.6灌溉设计流量的确定灌溉设计流量的确定5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 5.7.1 水位特征值的确定水位特征值的确定关系到灌溉提水的水位有出水池水位（出口水位）和进水关系到灌溉提水的水位有出水池水位（出口水位）和进水池水位（进口水位）。出口水位决定于灌区田面高程，进口池水位（进口水位）。出口水位决定于灌区田面高程，进口水位决定于水源水位。水位决定于水源水位。1）出口设计水位。是灌溉渠系由渠尾到渠首、由支渠到干）出口设计水位。是灌溉渠系由渠尾到渠首、由支渠到干渠逐级推算出的灌溉干渠的渠首水位。出水池水位随灌溉期渠逐级推算出的灌溉干渠的渠首水
56、位。出水池水位随灌溉期间用水量的不同而不同，一般分为最低、设计、加大三种水间用水量的不同而不同，一般分为最低、设计、加大三种水位。位。2）进口最高水位。泵站进口无控制建筑物时，进水池水位）进口最高水位。泵站进口无控制建筑物时，进水池水位直接受水源河道（水库、湖泊）影响。最高水位值根据水源直接受水源河道（水库、湖泊）影响。最高水位值根据水源历年最高水位资料进行频率分析求得。确定进口最高水位主历年最高水位资料进行频率分析求得。确定进口最高水位主要是为确定机房地面或电机层楼板高程以及设计挡水墙，校要是为确定机房地面或电机层楼板高程以及设计挡水墙，校核工程的抗浮、抗滑稳定性。核工程的抗浮、抗滑稳定性。
57、5.75.7水位特征值和灌溉扬程确定水位特征值和灌溉扬程确定5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 5.7.1 水位特征值的确定水位特征值的确定3）进口最高运行水位。主要用于校核水泵及配置动力机的）进口最高运行水位。主要用于校核水泵及配置动力机的工作状况；也用于校核工程安全。工作状况；也用于校核工程安全。4）进口设计水位。水源设计水位减去引水河（渠）和取水）进口设计水位。水源设计水位减去引水河（渠）和取水建筑物的水头损失即为泵站设计进口水位，此值用以确定泵建筑物的水头损失即为泵站设计进口水位，此值用以确定泵站设计扬程。水源为灌溉渠道时，其设计水位取相应提水流站设计扬程。水源为灌溉渠道时，其设计水位取相应提
58、水流量的渠道水位；水源为河流或水库时，取相应于灌溉保证率量的渠道水位；水源为河流或水库时，取相应于灌溉保证率灌溉期日（或旬）平均水位。灌溉期日（或旬）平均水位。5）进口最低运行水位。指灌溉期间水源平均最低水位。用）进口最低运行水位。指灌溉期间水源平均最低水位。用以确定水泵的安装高程和校核工程的安全。以确定水泵的安装高程和校核工程的安全。6）进口最低水位。进口最低水位根据水源河道（湖泊、水）进口最低水位。进口最低水位根据水源河道（湖泊、水库）枯水位资料分析确定。设计时，用以校核工程安全。库）枯水位资料分析确定。设计时，用以校核工程安全。5.75.7水位特征值和灌溉扬程确定水位特征值和灌溉扬程确定
59、5灌溉泵站规划灌溉泵站规划 5.7.2泵站扬程的确定泵站扬程的确定根据出口水位和进口水位的组合，可以算出泵站根据出口水位和进口水位的组合，可以算出泵站的各种扬程：的各种扬程：u设计扬程设计扬程= =出口设计水位进口设计水位；出口设计水位进口设计水位；u平均扬程平均扬程= =提灌期运行历时最长的扬程加权平均值提灌期运行历时最长的扬程加权平均值u最大扬程最大扬程= =出口设计水位进口最低运行水位；出口设计水位进口最低运行水位；u最小扬程最小扬程= =出口最低水位进口最高运行水位。出口最低水位进口最高运行水位。泵站设计扬程是选择水泵的主要依据。泵站设计泵站设计扬程是选择水泵的主要依据。泵站设计扬程（装置扬程）加上管道、阀、截流闭锁门等损扬程（装置扬程）加上管道、阀、截流闭锁门等损失扬程即得水泵总扬程。失扬程即得水泵总扬程。 5.75.7水位特征值和灌溉扬程确定水位特征值和灌溉扬程确定谢谢谢谢各位领导、各位领导、各位同事！各位同事！敬请批评指正敬请批评指正
