斜拉强排泵站在光荣灌区排水应用

邢德龙，孙艳坤，吴 华

(齐齐哈尔市水利勘测设计研究院有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161006)

1 工程简介

泰来县宁姜乡光荣村位于嫩江右岸，距离泰来县城45km，光荣村坝外地位于嫩江行洪区内，面积566.67hm2，均为水田。该处的嫩江堤防为两棵农场堤与光荣至沿江堤之间的高地段，由于历史原因，当地农民已在水田外围修建了民堤，并且通过泵站提取嫩江水对水田进行灌溉。但是该水田没有排水工程，因此设计建设一座简易排水泵站，将水田排水通过排水泵站排入嫩江，以解决光荣灌区的排水问题。

2 泵站选址

强排站的修建是为了把光荣灌区水田排水排入嫩江，本着排水泵站站址宜选择在排水区地势低洼、能汇集排水渠涝水，且靠近承泄区的地点原则。泵站选址在现状水田排水汇入的天然矩形坑塘，坑塘没有排水出口，本次设计简易泵站将坑塘中水跨过民堤，排入嫩江，天然坑塘具有一定的蓄水调节能力，便于运行管理。根据实测地形图，坑塘西北端较深，而且北端出入场地比较方便，边坡较缓，适合工程布置，所以设计将泵站位置选于该处[1]。

3 泵站规模

3.1 设计流量

泰来县宁江乡光荣灌区面积为566.67hm2，根据排水面积以及排水模数计算强排站设计排水流量。该地区水田p=20%排水模数为0.054(m3/s.km2)。由此计算出泵站排水流量为Q20%=0.31m3/s。

3.2 设计扬程

1)设计净扬程

H设计=出水池设计水位-进水池设计水位

2)平均净扬程

(1)

式中：H为加权平均净扬程，m；Hi为第i时段泵站进、出水池运行水位差，m；Qi为第i时段泵站提水流量，m3/s；ti为第i时段历时，d。

3)最高净扬程

Hmax=出水池最高运行水位-进水池最低运行水位

4)最低净扬程

Hmin=出水池最低运行水位-进水池最高运行水位

4 泵站选择

斜拉泵站较传统形式泵站相比具有噪音小、安装检修方便、运行可靠、无需润滑和冷却、土建投资省、便于拆卸等优点。由于泵站所在堤防为民堤，不适合修建永久建筑物，且本工程为小额扶贫工程，为充分发挥扶贫资金作用，选择排水泵站形式为斜拉泵站，考虑非运行期便于拆卸，选用潜水泵2台(重量轻、便于拆卸)。潜水泵根据泵站设计流量和扬程选型，单台潜水泵设选用计流量为600m3/h，扬程为10m，配套电机功率30kW/台[2]。

图1 光荣坝外强排站平面布置图

以上净扬程加上管路损失既得相应设计扬程。

表1 泵站特征扬程统计表 m

5 工程布置

泵站由进口护砌、进水池、斜拉泵轨道、管道、出水池、简易泵房和下游沟道。

1)进口护砌：

引渠为梯形断面，为混凝土护砌结构，预制混凝土板尺寸为50*75*12cm，下铺砂砾石垫层和无纺布一层。引渠护砌长5m，渠底宽4m，边坡1∶2，顶高程为地面高程。

2)前池：

底宽为4m，顺水流方向长4m，为混凝土护砌结构。预制混凝土板50*75*15cm，下铺砾石垫层和无纺布一层。底坡1∶4。

3)进水池：

为长方形，顺水流方向长5m，垂直水流方向宽4m。进水池底采用钢筋混凝土结构，底板厚0.7m，底板设排水孔。边坡采用混凝土护砌结构，边坡坡比1∶2，预制混凝土板50*75*12cm，下铺砂砾石和无纺布。

4)斜拉泵轨道：

斜拉泵轨道安装在民堤的背水侧，坡比为1∶3，轨道基础采用钢架结构，钢架锚固在现浇钢筋混凝土护坡坡面上。单条轨道长度为20m。共4条轨道。轨道下钢筋混凝土护砌宽度为4m，厚度为0.2m，板下设砂砾石垫层0.2m，无纺布一层。钢筋混凝土护砌两侧为预制混凝土板护砌，预制混凝土板尺寸为50×75×12cm，板下铺砂砾石厚0.1m，无纺布一层。

5)简易泵房：

轨道顶修建一处宽度为7.3m的平台，平台高程为135.07m，平台上修建一座彩钢房，用于安装电控设备以及卷扬机，泵房面积为20m2。泵房设两个卷帘门，水泵可以出入泵房。

6)管道及支架：

管道采用钢管，DN=0.25m，δ=10mm。管道沿民堤横断面铺设，越过堤顶后至出水池结束，单管总长度为 59.1 m，共2根，平行布置，管轴间距1.8m。坡上钢管下设钢支架，采用角钢焊接而成，钢支架锚固在坡面混凝土板上。

7)出水池：

出水池为钢筋混凝土U型槽结构，共分两节，第一节长度为5m，底板厚0.8m，宽度为4m，边墙净高1.7m，第二节长度为3.5m，底板厚0.8m，边墙净高1.7-1.2m，宽度为4-3m。底板均设排水孔。

8)下游沟道：

出水池下游沟道长度12m，采用格宾石笼护砌，石笼厚30cm，下设10cm砂砾石垫层，无纺布一层。沟道末端设防冲齿槽。

9)镇墩及管基础：

管道转弯处设钢筋混凝土镇墩，共设4处，采用倒T型挡土墙形式，宽度为4m，厚0.4m。埋入堤身的钢管下设钢筋混凝土基础，基础底板厚0.3m，共2段，总长度为14.6m[3]。

图2 斜拉泵站结构布置图

6 结 语

泵站选址的天然坑塘具有一定的蓄水调节能力，需要排水运行时，将排水泵沿着轨道放下，放到与排水管耦合处，自动耦合，水泵工作。排水结束后，将排水泵沿着轨道升起，进入泵房。当年排水任务完成后，水泵和卷扬机等设备可以运回村里妥善保管，因此本工程便于运行管理。同时本工程为整个灌区的后续发展奠定了物质基础，由于项目区水利条件的改善，粮食产量增加，农民收入增加，负担相对减轻，从而加快项目区农民早日脱贫致富小康的步伐，从真正意义上发挥国家扶贫资金的作用，是一项民心工程。