册田灌区西册田取水泵站方案比选

闫丹青

（山西省水利水电勘测设计研究院，山西 太原 030024）

1 西册田取水泵站概况

册田灌区是山西省内现有的大型灌区之一，横跨山西、河北两省，设计总灌溉面积3.02万hm2，其中山西部分2.00万hm2，分为6个分灌区，分别是东沙窝分灌区、杨庄分灌区、西册田分灌区、北干分灌区、南干分灌区和乱石分灌区。册田灌区部分渠道和渠系建筑物修建于20世纪60～70年代，取水设施不健全、渠道老化失修、灌溉水利用系数低、水资源浪费严重。因此，对册田灌区的续建配套和节水改造工作是十分必要的。

西册田取水泵站位于册田水库南岸，是西册田分灌区的灌溉提水泵站，为移动式泵车泵站，泵车坡道为浆砌石材料，通过混凝土管将水提至灌溉水位进行自流灌溉。由于自然因素和社会因素，原西册田取水泵站已经损毁，原有的灌溉效益不能发挥，所以在册田灌区续建配套和节水改造工程中，决定对西册田取水泵站进行重建，以恢复灌溉效益，为0.13万hm2耕地提供灌溉用水。

西册田泵站临册田水库取水，水库死水位相对高程51.0 m，考虑近十几年册田水库水位一直在相对高程48.5 m左右浮动，拟确定西册田取水泵站最低取水位为相对高程48.5 m；泵站汛期不灌溉，水库正常蓄水位相对高程56.0 m，泵站最高取水位相对高程55.9 m。从册田水库取水后，经压力管线向西册田分灌区的9条支渠供水，管线出口设两座出水池，相对高程分别为110 m和179.5 m，配水面积0.13万hm2，设计流量0.5 m3/s。

2 取水泵站方案

原泵站是泵车式移动泵站，但如今，提水建筑物仅残存泵车的坡道，灌区内零星可见原输水渡槽、输水土洞等渠系建筑物，原输水渠道已被杂草覆盖。现根据西册田取水泵站原泵站站址处地形及建筑物情况，结合新的灌溉方案，拟选择新建固定式取水泵站和恢复泵车式移动泵站及其配套建筑物两种方案进行比选。

2.1 新建固定式取水泵站（方案一）

新建取水泵站拟建在原泵站旧址的西南方向约90 m处，从册田水库取水，通过管道提水至出水池及各渠首。取水泵站由进水建筑物、主厂房、副厂房、压力管线和出水池组成，最低取水位相对高程48.5 m，最高取水位相对高程55.9 m。

进水建筑物包括引渠段、渐变段、闸室段和箱涵连接段，总长93.2 m，底宽2.0 m。从册田水库直接将水引至主厂房下部进水池。

主厂房平面为内径12.0 m圆形，分3层布置，从上往下依次为检修安装层、水泵层和进水池。底层为泵站进水池，底板相对高程45.0 m；中层为水泵层，底板相对高程56.7 m，布置3台长轴深井泵，单机流量分别为0.15 m3/s和0.2 m3/s，水泵型号为400RJC 550-27×5和450RJC 900-30×2，设计扬程分别为66 m和140 m，装机容量850 kW，机组间距2.0 m。上层为检修安装层，底板相对高程60 m，为半圆形结构。副厂房位于主厂房南侧，为单层砖混结构，平面尺寸6.0 m×4.0 m，内设启动室和中控室。

出厂房后采用双线压力管提水。1号管线采用球墨铸铁管，长3 853 m，管径为D 600、D 500、D 400，分别在三支、四支、七支、八支渠渠首分出支管，末端至1号出水池，并从1号出水池向五支、九支渠供水，出水池设计水位相对高程179.5 m；2号管线采用球墨铸铁管，长2 023 m，管径为D 500、D 400，在一支渠渠首分出支管，末端至2号出水池，并从2号出水池向四支、六支渠供水，出水池设计水位相对高程110 m。管道沿线设流量计井1座、分水阀室3座、排水阀井2座和排气阀井4座，用以控制和分配水流。

2.2 恢复泵车式移动泵站（方案二）

在原址上恢复泵车式移动泵站，可以有效利用原泵站现存的坡道，由于受移动泵车出水及扬程的限制，该方案需要修建二级泵站加压，以满足新的灌溉方案对提水扬程的要求。

取水泵站位于原泵站旧址上，从水库直接取水，最低取水位相对高程48.5 m，最高取水位相对高程56.0 m。为了适应库区水位变化，该泵站为缆车式泵站，由泵车、坡道、压力管道、牵引装置组成，共装有2台泵车，泵车最大外形尺寸为7.5 m×6 m，整体采用空间钢结构，每个泵车布置两台单机双吸离心泵，单机流量为分别为0.15 m3/s和0.1 m3/s，水泵型号SD 200-320B和SD 150-360A，设计扬程分别均为27 m，装机容量200 kW。2台泵车中心距9.0 m。考虑泵车移动取水，管道纵向设3个接口，相对高程分别为52.0 m、55.0 m、58.0 m。坡道设2组轨道，每组2条，轨道间距为3.6 m。

压力管道共2条，布置在每组轨道中间，平行于坡道埋于地下。

泵车牵引装置布置在泵车两侧，由绞车、钢丝绳、上下滑轮组、导向轮等组成，绞车位于坡道顶部960.0 m平台上，型号为JZ10/600型单筒凿井绞车，最大牵引力2×16 t，共2套。钢丝绳直径40 mm，长250 m。铁制导向轮位于坡道的顶面水平交点处。

水泵进口吸水管采用D 300焊接钢管，水泵出水管采用D 250焊接钢管，出水钢管出泵房后合并为两根压力钢管，压力钢管分别采用D 600、D 500焊接钢管，再并管接出水池，出水池为原取水泵站出水池，设计水位相对高程74.3 m。之后修复原长约200 m渡槽、长约740 m明渠和长约560 m土洞，自流输水进入二级泵站进水池，再经二级泵站加压。

在原二级站站址处重建二级泵站。站址位于1+500桩号处，设计提水流量0.42 m3/s。进水池设计水位相对高程73.10 m，也为双管提水，出水池设计水位分别为相对高程110 m、179.5 m，泵站设计扬程分别为113 m、40.0 m。泵站布置3台水泵，单机流量分别为0.15 m3/s和0.12 m3/s，水泵型号分别为1台SD 150-460A单机双吸离心泵和2台卧式多级离心泵，总装机容量635 kW。

出二级泵站后压力管线采用球墨铸铁管，管径分别为D 600、D 500、D 400，总长度2.8 km。

3 方案比较

3.1 提水建筑物比较

方案一采用一级泵站直接提水，共三台机组，总装机850 kW，设计扬程分别为66 m和140 m；方案二布置两级泵站，采用二级加压的方式提水，其中一级泵站布置两台泵车，4台水泵，装机200 kW，设计扬程27 m，二级泵站布置3台机组，装机650 kW，设计扬程分别为113 m、40.0 m。从以上对比看出：两种方案形式的总装机和设计扬程相同，从建筑物的布置和水泵台数来看，方案一采用一级泵站提水的布置方式显然比方案二更具有优势。

移动式泵车泵站原本的优势是适应季节变化性强，可以在不同高程的水位取水，在本工程中，新建固定式取水泵站的取水位为相对高程48.5 m—55.9 m，与移动泵车的取水位相同，移动式泵车泵站的优势并没有凸显出来。

3.2 施工条件、投资管理比较

方案一采用一级泵站取水，提水至各支渠渠道渠首，沿程损失较少，工程施工简单，利用压力管线提水，永久占地少，运行管理受季节和水库水位变动的影响小，且管理操作简单，经验比较成熟；方案二泵车式移动泵站施工技术复杂、施工难度大，投资费用比固定式泵站高。

此外，方案二经泵车式泵站提水后，需要修复渡槽、明渠和输水土洞，自流输水进入二级泵站进水池，恢复建筑物型式多，施工复杂、工期长，工程量大，沿程水头损失和蒸发渗漏损失均大于方案一，后期的管理和维护问题也比较多。移动泵车取水受季节和水库水位变化影响较大，运行管理需要相互协调配合，调度起来相对繁琐，运行管理的费用也比较大。

3.3 方案选择

通过提水建筑物的布置、施工条件、运行管理、工程投资等多方面的分析比较，方案一的优势比较明显，作为推荐方案。

4 结语

根据西册田取水泵站原站址处地形及旧站址情况，通过新建固定式泵站和恢复泵车式移动泵站两种方案进行比选，可以看出，新建固定式取水泵站可以将水直接提升到相对高程110 m、179.5 m两处出水池，并满足灌溉需求，同时有效地降低运行成本和投资成本。