【正文】 東珠江三角洲5~10年一遇24小時(shí)暴雨2天排至作物耐淹水深（200~300mm）。江西鄱陽(yáng)湖區(qū)10年一遇3日暴雨不成澇。河北白洋淀5年一遇一日暴雨（114mm）3天排出。遼寧平原5年一遇3日暴雨，3天排至作物耐淹水深（130~170mm）。灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是確定灌溉泵站裝機(jī)容量的重要依據(jù)，應(yīng)根據(jù)灌區(qū)水土資源、水文氣象、作物組成以及工程效益、灌溉成本等情況等合理確定。灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一般以灌溉設(shè)計(jì)保證率表示，即： (21)式中 p—灌溉保證率（%）； n—設(shè)計(jì)灌溉用水量全部獲得滿(mǎn)足的年份（年）；　　 N—計(jì)算的總年數(shù)，當(dāng)采用時(shí)歷年法計(jì)算時(shí)，時(shí)歷年系列一般不應(yīng)少于15年。泵站工程設(shè)計(jì)中，灌溉設(shè)計(jì)保證率是以保證在比較嚴(yán)重干旱年份時(shí)使作物獲得豐產(chǎn)所需的灌溉水量為設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。如泵站能解決５~10年一遇的旱情，即100年中有80~90年的灌溉用水可以得到保證，其灌溉保證率為：p=(80~90)/100=80~90%。灌溉設(shè)計(jì)保證率p，對(duì)缺水地區(qū)，以旱作物為主采用50~75%，以水稻為主采用70~80%；對(duì)于豐水地區(qū)，以旱作物為主采用70~80%，以水稻為主采用75~95%。在以外水為主要水源時(shí)，能否取得干旱年所需的灌溉用水量，關(guān)鍵在于外河水位能否保證水泵正常提水。因此，保證率主要是要求外河枯水位的水位頻率，設(shè)計(jì)時(shí)常以灌溉用水期外河80~90%頻率的枯水位或歷史上最枯水位作為設(shè)計(jì)依據(jù)。對(duì)小型泵站，常以干旱無(wú)雨作物需水量最為緊迫時(shí)的一次用水量作為灌溉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)旱作物區(qū)，一般以播前灌水定額為依據(jù)（50~60m3/畝）。對(duì)水稻區(qū)，以泡田期用水定額為依據(jù)，不同土壤的稻田泡水定額如表23所示。對(duì)于水源缺乏或揚(yáng)程很高的地區(qū)，應(yīng)適當(dāng)降低灌水定額，以節(jié)約用水，并擴(kuò)大灌溉面積。 表23 水稻泡田定額（m3/畝）土壤類(lèi)別地下水埋深h(m)泡田定額（m3/畝）粘土、粘壤土50~80中壤土、砂壤土h2m70~100h2m80~120輕砂壤土h2m80~130h2m100~160 設(shè)計(jì)流量的確定 灌溉泵站設(shè)計(jì)流量的確定(1)無(wú)調(diào)蓄容積，直接灌溉的灌區(qū)對(duì)無(wú)調(diào)蓄容積，利用干渠作為直接灌溉的泵站，其設(shè)計(jì)流量按作物生長(zhǎng)期內(nèi)用水高峰段各種作物所需的水量確定。泵站設(shè)計(jì)流量按下式計(jì)算： （22）式中 Q—灌溉設(shè)計(jì)流量（m179。/s）。 m—用水高峰期時(shí)段內(nèi)各種作物的設(shè)計(jì)凈灌水定額（m3/畝）； A—相應(yīng)時(shí)段內(nèi)，各種作物的灌溉面積（畝）； T—灌水歷時(shí)（日）或灌水天數(shù)（日），參考表24確定；在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，應(yīng)取小值； t—泵站日開(kāi)機(jī)小時(shí)(h)，對(duì)農(nóng)村及偏遠(yuǎn)地區(qū)，應(yīng)考慮線(xiàn)路停電的因素，一般取18~20h； η—渠系水利用系數(shù)，與該渠系所控制的面積大小、渠系土質(zhì)、渠道長(zhǎng)度、防滲措施等因素有關(guān)。對(duì)于無(wú)防滲措施的渠道，η可參考表25確定。對(duì)于有防滲措施的渠道，渠系水利用系數(shù)η1可按下式計(jì)算： η１=η+α（１η）　　　　　 （23） α—渠道采取防滲措施后減少滲漏的百分?jǐn)?shù)，與防滲所采用的材料有關(guān)。對(duì)素混凝土α=~；鋼筋混凝土α=~；掛淤后的干砌卵石α=~；干砌卵石灌漿和瀝青混凝土α=~；粘土α=~；塑料薄膜α=。對(duì)渠系水利用系數(shù)，在初步設(shè)計(jì)或資料不足時(shí)，也可以按灌區(qū)規(guī)模確定，。 表24 不同作物不同生長(zhǎng)期的輪灌天數(shù)作物名稱(chēng)生長(zhǎng)期輪灌天數(shù)作物名稱(chēng)生長(zhǎng)期輪灌天數(shù)水稻泡田水7~10棉花幼苗期灌水6~10生育期補(bǔ)水3~7花鈴期灌水6~10吐絮期灌水8~15冬小麥播前灌水10~20玉米拔節(jié)期灌水10~15拔節(jié)灌水10~15吐穗期灌水8~15灌漿灌水5~10灌漿期灌水5~10表25 渠系水利用系數(shù)灌溉面積（萬(wàn)畝）11~1010~3030~100100渠系利用系數(shù)η~~~~~ * 水稻灌區(qū)渠系水利用系數(shù)取大值【例】某灌區(qū)共有12500畝耕地，其中稻田8500畝，棉花田4000畝。全區(qū)土壤均為粘壤土?，F(xiàn)6月15日開(kāi)始泡田插秧，要求8天內(nèi)完成，在這期間正值棉花現(xiàn)蕾也需澆灌。試求灌溉泵站的設(shè)計(jì)流量應(yīng)為多少，才能滿(mǎn)足上述灌溉要求？【解】根據(jù)表23，取水稻田泡田定額為70 m3/畝，泡田時(shí)間為8天，棉花現(xiàn)蕾期灌水定額采用40 m3/畝，輪灌時(shí)間為8天，全灌區(qū)根據(jù)土質(zhì)和灌溉面積大小，渠系利用系數(shù)取η=。泡田期8天，平均每天泡田8500/8=，最大用水流量發(fā)生在第八天，還要提供前七天已泡田栽秧的7=。一般水稻生育期每晝夜耗水6~10mm，孕穗開(kāi)花期每晝夜耗水10~15mm，取稻田苗期每日耗水深為8mm。按灌溉站每天開(kāi)機(jī)20h計(jì)算，則每天泡田水和棉花灌溉用水流量為： m179。/s第八天秧田的灌溉補(bǔ)水流量為： m179。/s灌溉泵站設(shè)計(jì)流量Q=Q1+Q2=+= m179。/s(2) 有調(diào)蓄容積的灌區(qū) 在山丘地區(qū)，以塘壩水庫(kù)蓄水灌溉為主，在水庫(kù)蓄水量不足時(shí)，應(yīng)根據(jù)水庫(kù)塘壩調(diào)蓄容量的大小，適當(dāng)削減設(shè)計(jì)流量。在這種情況下，泵站設(shè)計(jì)流量按下式確定： （24）式中 Q—有調(diào)蓄容積時(shí)的灌溉補(bǔ)水設(shè)計(jì)流量（m179。/s）；　M—70天的灌溉定額，取300~500 m3/畝；　A—灌溉面積（畝）；　V—塘壩水庫(kù)的有效蓄水容積 (m3 )；　N—塘壩水庫(kù)在70天內(nèi)的復(fù)蓄徑流有效次數(shù)，在泡田前取N=，在水稻生育期取N=~；　T—抗旱天數(shù)，取T=70天；　 t—每天開(kāi)機(jī)時(shí)數(shù)，取15~20h?！纠磕彻鄥^(qū)，灌區(qū)面積15000畝，有一水庫(kù)可蓄水2萬(wàn)m3，由于蓄水不足，擬建一補(bǔ)水灌溉泵站，試確定泵站設(shè)計(jì)流量？【解】取70天內(nèi)的灌水定額為500 m3/畝，水庫(kù)復(fù)蓄徑流有效次數(shù)N=，泵站每天開(kāi)機(jī)時(shí)間取t=16h，則補(bǔ)水泵站設(shè)計(jì)流量為： m179。/s(3)灌溉模數(shù)法 如果灌區(qū)作物組成不易確定以及在泵站初步設(shè)計(jì)時(shí)，可根據(jù)不同地區(qū)歷年中灌溉工程的統(tǒng)計(jì)資料，按下式計(jì)算設(shè)計(jì)流量。 Q=qA (25)式中 q—灌溉模數(shù)（m179。/s／萬(wàn)畝）。平原湖區(qū)，取q=~；丘陵地區(qū)、小型灌區(qū)，取q=；大型灌區(qū)，取q=~；　A—灌溉面積（萬(wàn)畝）。綜上所述，灌溉設(shè)計(jì)流量應(yīng)根據(jù)灌溉面積、作物組成、灌水定額、每次灌水延續(xù)時(shí)間及渠系水利用系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，同時(shí)要加強(qiáng)各級(jí)渠道防滲措施，以提高渠系水利用系數(shù)。機(jī)組的日開(kāi)機(jī)小時(shí)應(yīng)根據(jù)機(jī)電設(shè)備運(yùn)行條件、灌溉要求及供電情況確定。在提蓄結(jié)合灌區(qū)中計(jì)算提灌設(shè)計(jì)流量時(shí)，最好先繪制凈灌水率圖，而后用調(diào)節(jié)水量削弱灌水率高峰值，這樣可減少提灌設(shè)計(jì)流量，減小泵站裝機(jī)容量，降低工程投資。泵站的裝機(jī)流量，是指灌溉設(shè)計(jì)流量和備用機(jī)組流量的總和。但備用機(jī)組流量（包括加大流量）不應(yīng)該超過(guò)灌溉設(shè)計(jì)流量的20%。對(duì)于多泥砂水源和裝機(jī)臺(tái)數(shù)少于４臺(tái)的泵站，經(jīng)過(guò)論證，備用機(jī)組流量可適當(dāng)增加。但在多雨地區(qū)以排水為主的泵站，一般可不設(shè)備用機(jī)組。（略）(1)最高防洪水位最高防洪水位按泵站工程防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定，按表21中所確定的暴雨頻率確定防洪水位。該水位是確定泵站機(jī)房等具有防洪要求的防洪墻及電機(jī)層高程的依據(jù)，是保證泵站安全所必需的水位。 (2)最高運(yùn)行水位最高運(yùn)行水位即歷年平均最高水位，用于水泵工作點(diǎn)的校核。對(duì)離心泵站，最高運(yùn)行水位還是確定最低揚(yáng)程時(shí)配套電機(jī)功率的依據(jù)。(3)設(shè)計(jì)水位從河流和水庫(kù)取水的泵站，應(yīng)取歷年灌溉期相應(yīng)于設(shè)計(jì)保證率的日或旬平均水位作為設(shè)計(jì)水位；從渠道取水的泵站，應(yīng)與渠道設(shè)計(jì)水位相適應(yīng)。設(shè)計(jì)水位是計(jì)算水泵設(shè)計(jì)揚(yáng)程的依據(jù)。(4)最低運(yùn)行水位從河流取水的泵站，可取歷年灌溉期河流（水源）相應(yīng)于灌溉保證率90~95%的年最低日平均水位作為最低運(yùn)行水位；從水庫(kù)或湖泊提水的泵站，可采用水庫(kù)的死水位或湖泊的低水位；從渠道提水的泵站，可采用不低于泵站設(shè)計(jì)流量40%時(shí)相應(yīng)的水位。以上各種水位，均應(yīng)考慮建站后沖淤變化的影響。最低運(yùn)行水位是確定水泵安裝高程的依據(jù)。如確定偏高，不僅會(huì)給機(jī)組運(yùn)行造成困難，還會(huì)造成水泵汽蝕、振動(dòng)；但如確定偏低，將使泵站挖深增加，加大工程投資。對(duì)軸流泵站而言，最低運(yùn)行水位也是確定水泵最高揚(yáng)程和配套電機(jī)功率的依據(jù)。(1)最高水位出水池最高水位應(yīng)與輸水渠道或河道的防洪水位相適應(yīng)。在出水池直接與外河連接時(shí)，才有最高水位。該水位是確定出水池高程的依據(jù)。(2)最高運(yùn)行水位一般為泵站運(yùn)行最大流量所相應(yīng)的水位。該水位是確定水泵最高揚(yáng)程和出水池高程的依據(jù)。(3)設(shè)計(jì)水位根據(jù)灌溉設(shè)計(jì)流量的要求，應(yīng)按灌區(qū)末級(jí)渠道的設(shè)計(jì)水位推算到出水池的水位。有通航要求的河道應(yīng)以設(shè)計(jì)通航水位進(jìn)行校核。該水位用于計(jì)算設(shè)計(jì)揚(yáng)程。(4)最低運(yùn)行水位一般為泵站運(yùn)行最小流量所相應(yīng)的水位。有通航任務(wù)時(shí)，應(yīng)滿(mǎn)足最低通航水位的要求。該水位是確定水泵最低揚(yáng)程和確定出水管口高程的依據(jù)。（略）（凈揚(yáng)程）的確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程是泵站進(jìn)、出水池在設(shè)計(jì)水位時(shí)的水位差。在此揚(yáng)程下，泵站的提水流量應(yīng)滿(mǎn)足灌排設(shè)計(jì)流量的要求，同時(shí)機(jī)組效率較高。排澇泵站按出水池最高運(yùn)行水位與進(jìn)水池設(shè)計(jì)水位之間的水位差計(jì)算；灌溉泵站按出水池最高運(yùn)行水位或設(shè)計(jì)水位與進(jìn)水池最低運(yùn)行水位之間的水位差計(jì)算。排澇泵站按出水池最低運(yùn)行水位與進(jìn)水池設(shè)計(jì)水位或最高運(yùn)行水位之間的水位差計(jì)算；灌溉泵站按出水池最低運(yùn)行水位與進(jìn)水池設(shè)計(jì)水位或最高運(yùn)行水位之間的水位差計(jì)算。平均揚(yáng)程是灌排季節(jié)中泵站出現(xiàn)機(jī)遇最多、運(yùn)行歷時(shí)最長(zhǎng)的工作揚(yáng)程。在此揚(yáng)程下，水泵應(yīng)在高效區(qū)下工作。平均揚(yáng)程可按下式計(jì)算： (210)式中 —泵站平均凈揚(yáng)程(m)； —提水期間各時(shí)段歷時(shí)(h)； —相應(yīng)時(shí)段的運(yùn)行揚(yáng)程(m)； —相應(yīng)時(shí)段的提水流量(m179。/s)。 不同類(lèi)型泵站揚(yáng)程的確定對(duì)于一般小型泵站來(lái)說(shuō)，在設(shè)計(jì)時(shí)往往缺乏資料，一些水位難于確定。在這種情況下，可以根據(jù)泵站的作用和己有的水位進(jìn)行組合，來(lái)確定泵站設(shè)計(jì)凈揚(yáng)程和校核凈揚(yáng)程。三種類(lèi)型的泵站水位組合如表26所示。表中所述各項(xiàng)水位均為推算至泵站進(jìn)出水池的水位。對(duì)灌排結(jié)合的泵站，在確定設(shè)計(jì)揚(yáng)程時(shí)，應(yīng)根據(jù)該站灌溉與排澇的頻率及運(yùn)行時(shí)間的多少來(lái)選擇一個(gè)設(shè)計(jì)揚(yáng)程作為泵站的設(shè)計(jì)揚(yáng)程。表26 泵站上下水位組合表凈揚(yáng)程灌 溉 泵 站排 澇 泵 站排 灌 結(jié) 合 泵 站灌 溉排 澇設(shè) 計(jì)凈揚(yáng)程灌溉渠首水位水源平均水位或灌溉用水高峰期低水位平均外河高水位排區(qū)常水位或預(yù)降水位灌溉渠首水位灌溉水源平均水位（結(jié)合排水時(shí)，取排區(qū)常水位）平均外河高水位脫險(xiǎn)水位或預(yù)降水位校 核凈揚(yáng)程灌溉渠首水位水源最低水位外河最高洪水位預(yù)降水位灌溉渠首水位灌溉最低水位外河最高洪水位脫險(xiǎn)水位或預(yù)降水位第3章 小型泵站水泵選型葉片泵是排灌用的最主要泵型，僅農(nóng)用泵我國(guó)就已擁有44個(gè)系列，424個(gè)品種和1002個(gè)規(guī)格，為了更好地適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，我國(guó)正逐步對(duì)舊水泵系列產(chǎn)品進(jìn)行更新?lián)Q代，改造舊系列，發(fā)展新系列，大力開(kāi)發(fā)有發(fā)展前途的新泵型。葉片泵種類(lèi)很多，每一種水泵又有許多規(guī)格。為了便于選用，把各種不同類(lèi)型的水泵按其尺寸大小、揚(yáng)程、流量、轉(zhuǎn)速和結(jié)構(gòu)型式等，分別編成不同的型號(hào)。水泵型號(hào)都用漢語(yǔ)拼音字母和其前后一些數(shù)字來(lái)表示。一般用拼音字母表示水泵種類(lèi)、結(jié)構(gòu)型式。拼音字母前面的數(shù)字表示的水泵進(jìn)口直徑（井泵表示最小井管內(nèi)徑），用mm或英寸表示。拼音字母后面的數(shù)字表示該泵的性能參數(shù)，如比轉(zhuǎn)速、揚(yáng)程（m）、流量（m3/s）、葉輪級(jí)數(shù)等。有些型號(hào)后面還附有一些符號(hào)，如A、B、或S等，表示水泵葉輪車(chē)削的檔次或改型設(shè)計(jì)等。有些水泵由于型號(hào)不斷改進(jìn)，型號(hào)表示的意義和內(nèi)容也隨之改變。因此，在水泵選型、配套時(shí)要注意查清。常用葉片泵主要分類(lèi)如下。(1)臥式泵：有單級(jí)式和多級(jí)式兩種型式。在單級(jí)式泵中又可分為單吸式[如B（BA）型、IB、IS型]雙吸式[如S（Sh）型、SA型]兩種型式；多級(jí)式泵一般表示為D（DA）型。(2)立式泵：一般用L表示，如SLA型。 (1)臥式泵：如HB、HW型。(2)立式泵：有蝸殼式[如HL型、HLB型、HLWB型] 和導(dǎo)葉式[如HL型、HD型、HLB型]兩種型式。（1） 立式：如ZLB型、ZLQ型、ZL型。（2） 臥式：如ZW型、ZWB型。（3） 斜式：如ZXB型、ZXQ型。（4） 貫流式：如ZGB、ZGQ、GWB型。（5） 軸伸式（6） 圬工式：如WZL型。（1） 長(zhǎng)軸泵：如JD型、J型。（2） 簡(jiǎn)易長(zhǎng)軸泵：如J型、TJ型、NJ型（1） 小口徑：如JQ型、NQ型、QSB型、QS型。（2） 大口徑：如QSZ型、QZ型。(1)自吸泵：如BPZ型。(2)離心泵：如BP型。(1)單級(jí)：如AT型。(2)多級(jí)：如XW型、川型。 (1)單級(jí)單吸離心泵單級(jí)單吸離心泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便、維護(hù)與檢修容易。主要型號(hào)有B(BA)型、IS(IB)型，~200mm(1/2~8英寸)， m3/h~360 m3/s，揚(yáng)程自8m到98m。目前，B型離心泵已有17個(gè)基本型號(hào)和22種變型型號(hào)，具有小流量、高揚(yáng)程特點(diǎn)，適用于丘陵山區(qū)等小型灌區(qū)提水之用。 （2）單級(jí)雙吸離心泵