南阳供水工程泵站分级探讨

1工程概况天祝藏族自治县南阳山片下山入川生态移民小康供水工程地处天祝县城东南部，由引水枢纽、梯级泵站、输/供水工程部分组成。南阳山片下山入川生态移民小康供水工程主要任务是解决生态移民用水、设施农业、饲草地灌溉同时兼顾当地工业用水的一项供水工程。工程属Ⅲ等中型。供水工程在小沙沟口右侧530m处的金强河左岸设取水枢纽，设计流量4.2m3/s（冲砂流量2.73m3/s，泵站引水流量1.47m3/s），设计水位2408.90m，经泵站加压提升至高程2726.00m，自流至二道墩水库，线路长度19.886km，通过水库接引灌溉管线和人饮管线。2泵站分级方案2.1梯级泵站分级方式南阳山片灌区规划主要考虑设施农业和饲草灌溉，灌溉高程控制在2700m以下土地，适灌面积约16万亩；灌区以设施农业灌溉为主，饲草地灌溉为辅。设施农业灌溉控制高程2680～2580m以下土地，适灌面积10万亩，饲草地灌溉控制高程2680～2700m范围的土地，适灌面积6万亩。根据地形地貌及灌区分布情况，供水系统泵站级数选一站分级提水、分区灌溉和多站分级提水、分区灌溉两种方式。（1）一站分级提水灌溉方式在一座泵站内安装不同设计扬程的水泵，分别向相应的出水池供水，高池灌高地，低池灌低地。其优点是工程集中，便于管理，但高扬程长距离输水灌溉，一级提水总功率最大，管道材质和阀门、阀件质量要求很高。华藏寺镇附近灌区完全能够满足要求，输送距离3km左右，南阳山灌区输水距离19.986km，采用一级提水至灌区，从目前技术上可以实现，因压力管道距离过长流量较小，管道水锤防护十分复杂，管材成本较高。（2）多站分级、分区灌溉方式根据灌区规划情况，采用分级多站、分区灌溉方式较为适宜。从工程的地形地貌及地质条件上，分级泵站提水进行灌溉，技术、经济和安全上均比较有利。采用更多级泵站提水，在技术上是可行的，但从经济上、运行维护管理等诸多方面存在不利因素。因此，多站分级按三级和四级初拟，通过经济比较后确定。2.2泵站输水管道根数选择供水系统设计流量1.47～1.45m3/s，最小流量0.54～0.53m3/s。供水线路拟按上线四级泵站方案条件，选择单管和双管（等径）两种方案，进行管道条数比选，最终通过技术经济比较确定。（1）单管方案根据《泵站规范设计》的规定，压力管道流速宜控制在1.5～2.0mm，同时依据经济管径选择的要求。单管管径选择D=1100mm，设计流量1.47～1.45m3/s，最小设计流量0.54m3/s，设计流速1.53m/s，最小流速0.54m/s。管道材料用量，钢管6214t，预应力混凝土管D=1000mm长1.73km，管道材料投资5795万元。（2）等径双管方案等径双管管径取800mm，设计流量时流速1.55～1.50m/s，最小流量时流速1.07～1.06m/s。管道材料用量，钢管7543t，预应力混凝土管D=800mm长1.73km，管道材料投资6967万元。·设计与研究·南阳供水工程泵站分级探讨收稿日期：2015-09-21作者简介：王纪胜（1965-），男，湖南双峰人，工程师，主要从事水利水电工程设计，E-mail：1638715505@qq.com。王纪胜（甘肃省水利水电勘测设计研究院，甘肃兰州730000）摘要：天祝县南阳供水工程属长距离高扬程，对泵站分级进行了比较分析，并在泵站配置了变频泵，在试运行过程中取得了良好的效果。关键词：泵站分级；高扬程；长距离；南阳供水工程中图分类号：TV675文献标志码：B文章编号：2095-0144（2015）10-0027-04第51卷第10期2015年10月甘肃水利水电技术GANSUWATERRESOURCESANDHYDROPOWERTECHNOLOGYVol．51，No．10Oct.，201527··表2四级泵站参数（3）输水管道根数综合比较两种管径配管方案，从技术上均能满足工程要求。工程投资单管方案较等径双管小，综合比较分析，推荐采用单管方案。2.3泵站分级方案拟定本工程输水线路长、加之扬程高，泵站级数的选择成为本工程关键问题之一：泵站级数少则水泵单泵扬程高，水泵的设计制造难度加大，泵站间水力过渡过程较复杂，但泵站问流量调节环节少，可以节省大量的建设资金；反之，泵站级数多则水泵单泵扬程低，水泵的设计制造难度小，但泵站问流量调节环节增多，所需建设资金较多。所以，长距离梯级供水工程泵站级数优化选择对工程设计十分关键。工程输水管线路长19.866km，采用提水和自流组合的方案。本阶段泵站级数拟选定三级和四级两种多站分级提水方案，主要通过土建、机电设备、输变电线路等方面的比较，通过技术经济比较确定泵站分级方案。比较条件：采用同精度比较，输水系统设计流量和最小流量相同，管道均采用单管，管径D=1100mm。最终通过技术经济比较确定