泵站工程

內容提要

本書是高校水利水電動力工程專業教材。主要內容包括：泵站規劃、泵機組選型配套、泵站進水設計、泵站出水設計、泵站站房、泵站運行管理、泵站試驗和量測，為拓寬學生知識面和滿足相關專業研究生教學需要，結合介紹我國大型泵站建設最新發展，並以專題形式增加了泵站特性預測、泵站動態特性計算方法等應用基礎性內容。

本書可供泵站規劃、設計、運行、管理、試驗研究人員及水利水電工程與給水排水工程等專業師生參考。

前 言

我國幅員遼闊，但人多地少，人均耕地僅1．2畝，不足世界人均耕地1/4。國民經濟以農業為基礎，農田精耕細作，水利是農業以至國民經濟的命脈。我國水能資源豐富，但水資源缺少，人均年水資源2700m3，僅及世界人均水資源1/4，是世界少數10餘個嚴重缺水的國家之一。降水量時間分配不均，6～9月份降雨量占年降水總量4/5，南方颱風一次暴雨量可佔全年降水總量4/5；年際變化大，豐枯年降水量可能相差5～10倍之多，北方不少河流連枯期大於5年，黃河20世紀末以來常出現斷流，甚至一年數次斷流。水資源地域分佈懸殊，黃、淮、海及東北諸河流域耕地佔全國總耕地60%，水資源僅為全國總量1/7。加之地形複雜，山地、丘陵和崎嶇高原佔全部陸地面積3/5，平原不足1/8。自然條件較好、經濟發達的地區多沿江(河)濱湖，易生澇災。隨著城市化及部分城市向國際性大都市邁進的趨勢，城市供、排水或防洪要求愈高。

基於上述我國國情和建設、發展的需要，興建提水灌溉、排澇及跨流域翻水調水工程，必為抗禦自然災害、優化水資源配置、改善生態和生活環境、保證農業穩產高產和國民經濟持續發展的主要水利措施之一。

泵站工程是運用泵機組及過流設施傳遞和轉換能量、實現水體輸送以興利避害的水利工程。泵站工程設施是"專門水工建築物"(學科代碼570·2520)，是提水灌溉(供水)、提水排澇、翻水調水工程的主體工程，和其他"一般水工建築物"(學科代碼570·2510)及溝、渠、河道、水庫(湖泊)共成水利系統。但是，泵站工程不同於其他一般水利工程之處在於：就設備和作業內容方面，泵站以"水力機械"(學科代碼570·30)之一水泵為工作機，以電動機或內燃機為動力機，又是"動力機械工程"(學科代碼470．30)、"電氣工程"(學科代碼470·40)之一。我國已建泵站(特別是面廣量大的小型泵站)主要服務於農業，因此，其機械和動力裝備又是"農業機械化"(學科代碼210·7015)、"農業電氣化與自動化"(學科代碼210·7020)的重要組成部分。

為適應農業和建設的需要，原江蘇水利學院(即現揚州大學水利科學與工程學院)於1960年最早創辦本科機電排灌工程專業(1963年調整到原江蘇農學院)，后改為水利水電動力工．程專業，現為熱能與動力工程專業(水利水電動力工程方向)及水利水電工程專業(泵站工程方向)。《泵站工程》是該專業的主要專業課之一。

1980年起，機電排灌工程專業及其後水利水電動力工程專業即採用"泵站工程"課程名稱開課，自編《泵站工程》教材(講義)。教材1983年、1988年修訂重印第二及第三稿，1999年重印第四稿，本書是在第四稿的基礎上全面修訂、補充編寫而成。

本書是根據水利部高校水利水電類專業教學指導委員會教材出版計劃編寫的本科水利水電動力工程專業教材。鑒於泵站工程涉及並綜合運用水力學、水工結構、水力機械、電機及電力拖動、金屬結構、水能利用等多種學科理論知識和實用技術，《泵站工程》教材需要反映這些學科的相關成果，從數易其稿的講義到本書，也自然是通過總結泵站工程設計、運行經驗及試驗研究成果逐步形成和系統化。為拓寬學生的知識面，培養其分析、解決實際工程技術問題的能力，本書在基本內容之外以專題形式增加了部分實用性、應用基礎性內容。編者也期望通過這種方式介紹泵站工程技術的最新發展，以提供泵站規劃、設計、設備配套、科學管理、試驗研究人員及水利水電工程和流體機械及工程等專業研究生參考。

參加本書編寫的有周濟人(第三章)、陳松山(第四章)、陸偉剛(第五章)，嚴登豐編寫其餘部分並負責全書統稿。李彥軍、施偉協助完成繪圖。

對於書中存在的錯誤和疏漏，熱忱地希望讀者指正。

編著者

2005年3月

前言

第一章 泵站工程規劃7

第一節 灌溉泵站規劃7

第二節 排澇泵站規劃20

第三節 泵站樞紐和排灌溝渠布置28

第二章 泵機組選型配套39

第一節 水泵選型39

第二節 動力機選擇54

第三節 大型泵機組選型配套64

第四節 傳動方式69

第三章 泵站進水設計73

第一節 引 渠73

第二節 前 池77

第三節 進 水 池85

第四節 進水管道布置96

第五節 進水流道設計98

第四章 出水管道及出水建築物115

第一節 出水池115

第二節 出水管道122

第三節 泵站水錘計算及水錘防護措施139

第四節 水泵壓水室159

第五節 出水流道設計166

第六節 斷流裝置177

第五章 站房192

第一節 站房結構型式192

第二節 站房內部布置和尺寸的確定204

第三節 機房通風230

第四節 機房整體穩定分析234

第五節 站房主要構件及計算251

第六章 泵站運行管理266

第一節 泵機組正常運行和維護266

第二節 泵機組反常運行273

第三節 泵站運行方式與技術經濟分析277

第四節 泵站經濟運行284

第五節 泵站自動化296

第七章 泵站試驗和量測299

第一節 泵站試驗的內容和方法299

第二節 泵站試驗量測301

第三節 量測誤差計算和試驗數據處理324

專題333

專題I 水錘基本理論和停泵水錘計算方法335

專題II 泵系統起動動態特性計算方法351

專題III 水泵、泵裝置特性預測363

《泵站工程》課程複習提綱388

主要參考文獻393