河北邯郸馆陶县卫西干渠典型扬水点设计

焦江涛

(河北邯郸市水利水电勘测设计研究院，河北 邯郸　056001)



河北邯郸馆陶县卫西干渠典型扬水点设计

焦江涛

(河北邯郸市水利水电勘测设计研究院，河北 邯郸056001)

为充分利用地表水，减少地下水的开采，馆陶县2015年度拟在卫西干渠两岸发展田间管灌1 000 hm2，涉及22个地块，然而田间地面高程远高于渠道设计引水位，故需设置扬水点。针对邯郸市东部平原区渠道引水位通常较低、土地资源短缺且有防淤防盗要求等问题，在满足扬水灌溉的条件下，通过采用WQ系列潜水排污泵、引水箱涵与竖井相结合、配电室与阀门井相结合等设计方案,有效解决了上述建设问题。该扬水点设计现已通过了河北省市专家联合评审，各项指标均符合设计规范要求，可为其他地区扬水点设计提供参考借鉴。

渠道；灌溉工程；扬水点设计；河北

1　工程概况

馆陶县隶属河北省邯郸市，位于邯郸市东部，地处冀鲁豫接壤区，海河流域黑龙港上游，东经115°06′～115°28′和北纬26°27′～36°47′之间，总面积456.3 km2。全县辖4乡4镇277个行政村，2013年全县人口35.27万人。卫西干渠是灌排两用渠道，位于馆陶县境内，从南至北纵贯全县中心，县境内全长37.5 km，渠首位于卫运河左岸徐万仓处，设计引水流量50 m3/s，排涝标准为5 a一遇，流域面积292 km2，排涝流量38.7 m3/s[1-2]。为充分利用地表水，减少地下水的开采，促进地下水位的回升，馆陶县2015年度拟在卫西干渠两岸发展田间管灌1 000 hm2，涉及22个地块，设计灌溉流量多数在0.06～0.09 m3/s之间。由于卫西干渠设计引水位较低(典型扬水点处设计引水位为31.95 m，最低引水位30.65 m)，而卫西干渠两岸农田地面高程较高(典型扬水点控制地块田间地面高程为35.65 m)，不能实现自流灌溉，且田间管灌水头损失较大(典型扬水点控制地块最不利水头损失为14.34 m)，故需设置扬水点满足田间利用地表水灌溉要求，该工程选择某扬水点作为典型进行设计，设计灌溉流量0.09 m3/s[2]。

根据地质测绘，典型扬水点场地土层为第四系松散沉积的土层，为冲、洪积而成的壤土，褐黄色，可塑，湿、韧性低，强度低，该壤土主要分布在渠道边坡以及渠底。根据工程经验，场地浅部土层的承载力为100 kPa，满足扬水点基础的承载力要求，建议使用天然地基。

2　典型扬水点设计

2.1水泵选型

常用水泵有离心泵、轴流泵、混流泵。离心泵扬程范围为10 m以上，流量小，而混流泵扬程范围为5～30 m，流量较大，它们从零流量到大流量均能运转；轴流泵扬程范围为0～10 m，流量大，但不能在小流量范围内运转。考虑扬水点上下游水位差、控制地块最不利水头损失、扬水点管路损失(管路较长约45 m，损失较大)，初估扬水点水泵扬程为26 m。该扬水点扬程较大(初估扬程为26 m)，流量较小(设计灌溉流量为0.09 m3/s)，因此优先选用离心泵。卫西干渠内的地表水主要为经渠首引来的卫运河水和经东风渠、魏大馆排水渠、跃进渠引来的黄河水，渠内地表水含沙量较高。WQ系列潜水排污泵是离心泵的一种，具有以下优点：① 泵体流道宽敞，固形物容易通过，纤维不易缠绕；② 电机和水力部件直联成一体，无须转轴对中，拆装方便省时，有利于现场维护，减少停机时间，节省维修费用；③ 结构简单紧凑，体积小，泵上有专门的起吊提手，只须用简单的起重设备；④ 占地少，泵可以直接放到污水池中，不需要建造专门的泵房，可节约基建投资40%以上。因此，本次设计选用WQ系列潜水排污泵。

图1　典型扬水点平面布置(单位:mm)

水泵台数选择，对灌溉泵站，当流量小于1 m3/s可选2台，大于1 m3/s可选3台以上[3]，考虑本扬水点只在灌溉期使用，年利用小时数较低， WQ系列潜水排污泵具有拆装方便省时的优点，一旦水泵机组出现故障，对生产影响较小，同时为减少扬水点土建投资和机电投资，该扬水点选择2台潜水排污泵。

根据水泵初估扬程、单台泵设计流量和WQ系列潜水排污泵产品样本，初选水泵型号为WQ2260-421A潜水排污泵，水泵在高效区运行时，流量变化范围为0.03 ～0.05 m3/s，扬程变化范围为34～26 m，配套电机功率为22 kW，排出口径100 mm。在单泵流量设计流量0.045 m3/s时，泵后出水管道选用内径150 mm钢管，扬水点需要扬程为27 m，在所选水泵高效区运行范围内，故本设计水泵型号采用WQ2260-421A潜水排污泵。

2.2扬水点设计

图2　典型扬水点纵剖(单位:mm)

该扬水点引水位通常较低，且建设单位要求扬水点需防淤防盗，减少永久占地。针对上述建设问题，开展扬水点设计。扬水点选用2台WQ2260-421A潜水排污泵。扬水点按引水方向依次布置有引水口、引水箱涵、进水池、出水管道、配电室(下设阀门井)。引水口采用素混凝土结构，上游端位于渠道坡脚处，净宽2.0 m，下游端与引水箱涵相接，净宽0.8 m，引水方向长1.8 m，底高程与渠底高程齐平，为30.45 m；引水箱涵采用钢筋混凝土结构，净宽0.8 m，净高0.6 m，底高程为30.45 m；进水池位于渠道阶地上，顶高程33.15 m，底高程29.15 m，采用钢筋混凝土结构，容积大于水泵设计流量的40倍，池净宽1.8 m，净长3.2 m，水泵直接固定安装在进水池中；出水管道采用压力钢管，内径125 mm。配电室宽3 m，长3 m，下设钢筋混凝土阀门井，内设电磁流量计、闸阀等，详见图1，2。根据《泵站设计规范》(GB50265-2010)计算公式[4]，计算进水池稳定性，经计算在各种荷载组合下进水池基底应力均小于地基承载力，不均匀系数小于允许值，满足规范要求。

3　设计成果分析

(1) 从扬水灌溉看，该扬水点引水管采用箱涵结构而不是预制混凝管，不但在设计引水位时能够满足扬水灌溉要求，而且有效解决了扬水点最低引水位较低的问题。

(2) 从防洪排涝看，该扬水点配电室建在渠顶上，满足防洪要求；进水池建在渠道阶地上，采用竖井结构，在满足扬水灌溉功能的条件下，既不占用农田，也不影响渠道排涝。

(3) 从防淤防盗看，该扬水点水泵采用WQ系列潜水排污泵，安装底座高出进水池底板一定距离，在灌溉引水季节穿过拦污栅的小颗粒泥沙可通过水泵直接排出，非灌溉引水季节穿过拦污栅的小颗粒泥沙将沉积在进水池底板上，在灌溉引水前可通过人工清理掉，有效解决了扬水点的淤积问题；水泵固定安装在进水池中，能够有效防盗。

(4) 从永久占地看，该扬水点阀门井兼做配电室的基础，与配电室相结合，有效减少了永久占地，减少了土建工程投资。

4　结　语

该扬水点的设计在满足扬水灌溉的条件下，有效解决了邯郸市东部平原区渠道引水位通常较低、土地资源短缺且有防淤防盗要求等建设问题，现已通过了河北省市专家联合评审，各项指标均符合设计规范要求，对其他地区扬水点设计具有较好的借鉴意义。

[1]薛成斋,霍孟雨, 张廷芳,等.馆陶县水利志[M].北京：光明日报出版社,2007.

[2]焦江涛, 赵瑞波, 王敬斌,等. 馆陶县2015年度地下水超采综合治理地表水灌溉项目实施方案[R].邯郸：邯郸市水利水电勘测设计研究院,2015.

[3]陈德亮,丘传忻. 取水输水建筑物丛书:泵站[M]. 北京：中国水利水电出版社,2004.

[4]中华人民共和国水利部.泵站设计规范(GB50265-2010)[S]. 北京：中国计划出版社,2011.

(编辑：李慧)

2016-05-10

焦江涛，男，河北邯郸市水利水电勘测设计研究院，工程师.

1006-0081(2016)08-0017-03

P512.3

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