求问给水泵站的概述以及组成部分有哪些

与甲、乙、丙类液体储罐的距离不宜小于40m；

与液化石油气储罐的距离不宜小于60m，如采取防止辐射热的保护措施时取水口是供消防车取水用的

供消防车取水的消防水池应设置取水口或取水井，且吸水高度不应大于6.0m。取水口或取水井与建筑物（水泵房除外）的距离不宜小于15m

内 容 提 要

本书是高校水利水电动力工程专业教材。主要内容包括：泵站规划、泵机组选型配套、泵站进水设计、泵站出水设计、泵站站房、泵站运行管理、泵站试验和量测，为拓宽学生知识面和满足相关专业研究生教学需要，结合介绍我国大型泵站建设最新发展，并以专题形式增加了泵站特性预测、泵站动态特性计算方法等应用基础性内容。

本书可供泵站规划、设计、运行、管理、试验研究人员及水利水电工程与给水排水工程等专业师生参考。

前 言

我国幅员辽阔，但人多地少，人均耕地仅1．2亩，不足世界人均耕地1/4。国民经济以农业为基础，农田精耕细作，水利是农业以至国民经济的命脉。我国水能资源丰富，但水资源缺少，人均年水资源2700m3，仅及世界人均水资源1/4，是世界少数10余个严重缺水的国家之一。降水量时间分配不均，6～9月份降雨量占年降水总量4/5，南方台风一次暴雨量可占全年降水总量4/5；年际变化大，丰枯年降水量可能相差5～10倍之多，北方不少河流连枯期大于5年，黄河20世纪末以来常出现断流，甚至一年数次断流。水资源地域分布悬殊，黄、淮、海及东北诸河流域耕地占全国总耕地60%，水资源仅为全国总量1/7。加之地形复杂，山地、丘陵和崎岖高原占全部陆地面积3/5，平原不足1/8。自然条件较好、经济发达的地区多沿江(河)滨湖，易生涝灾。随着城市化及部分城市向国际性大都市迈进的趋势，城市供、排水或防洪要求愈高。

基于上述我国国情和建设、发展的需要，兴建提水灌溉、排涝及跨流域翻水调水工程，必为抗御自然灾害、优化水资源配置、改善生态和生活环境、保证农业稳产高产和国民经济持续发展的主要水利措施之一。

泵站工程是运用泵机组及过流设施传递和转换能量、实现水体输送以兴利避害的水利工程。泵站工程设施是专门水工建筑物(学科代码570·2520)，是提水灌溉(供水)、提水排涝、翻水调水工程的主体工程，和其他一般水工建筑物(学科代码570·2510)及沟、渠、河道、水库(湖泊)共成水利系统。但是，泵站工程不同于其他一般水利工程之处在于：就设备和作业内容方面，泵站以水力机械(学科代码570·30)之一水泵为工作机，以电动机或内燃机为动力机，又是动力机械工程(学科代码470．30)、电气工程(学科代码470·40)之一。我国已建泵站(特别是面广量大的小型泵站)主要服务于农业，因此，其机械和动力装备又是农业机械化(学科代码210·7015)、农业电气化与自动化(学科代码210·7020)的重要组成部分。

为适应农业和建设的需要，原江苏水利学院(即现扬州大学水利科学与工程学院)于1960年最早创办本科机电排灌工程专业(1963年调整到原江苏农学院)，后改为水利水电动力工．程专业，现为热能与动力工程专业(水利水电动力工程方向)及水利水电工程专业(泵站工程方向)。《泵站工程》是该专业的主要专业课之一。

1980年起，机电排灌工程专业及其后水利水电动力工程专业即采用泵站工程课程名称开课，自编《泵站工程》教材(讲义)。教材1983年、1988年修订重印第二及第三稿，1999年重印第四稿，本书是在第四稿的基础上全面修订、补充编写而成。

本书是根据水利部高校水利水电类专业教学指导委员会教材出版计划编写的本科水利水电动力工程专业教材。鉴于泵站工程涉及并综合运用水力学、水工结构、水力机械、电机及电力拖动、金属结构、水能利用等多种学科理论知识和实用技术，《泵站工程》教材需要反映这些学科的相关成果，从数易其稿的讲义到本书，也自然是通过总结泵站工程设计、运行经验及试验研究成果逐步形成和系统化。为拓宽学生的知识面，培养其分析、解决实际工程技术问题的能力，本书在基本内容之外以专题形式增加了部分实用性、应用基础性内容。编者也期望通过这种方式介绍泵站工程技术的最新发展，以提供泵站规划、设计、设备配套、科学管理、试验研究人员及水利水电工程和流体机械及工程等专业研究生参考。

参加本书编写的有周济人(第三章)、陈松山(第四章)、陆伟刚(第五章)，严登丰编写其余部分并负责全书统稿。李彦军、施伟协助完成绘图。

对于书中存在的错误和疏漏，热忱地希望读者指正。

编著者

2005年3月

泵房是安装水泵、动力机等设备的厂房。泵房是安装水泵、电动机、水泵控制柜及其他辅助设备的建筑物,是水泵站工程的主体,其主要作用是为水泵机组、辅助设备及运行管理人员提供良好的工作条件。

不同的泵房形式影响并决定泵站进、出水建筑物的形式及布置。合理设计泵房,对节约工程投资,延长设备使用寿命,保证安全和经济运行都有重要意义。

泵房的布置

泵房布置应根据泵站的总体布置要求和站址地质条件，机电设备型号和参数，进出水流道或管道，电源进线方向，对外交通以及有利于泵房施工、机组安装与检修和工程管理等，经技术经济比较确定。

泵房布置应符合下列规定：满足机电设备布置、安装、运行和检修要求；满足结构布置要求，满足通风、采暖和采光要求，并符合防潮、防火、防噪声、节能、劳动安全与工业卫生等技术规定，满足内外交通运输要求；注意建筑造型，做到布置合理，适用美观，且与周围环境相协调。

取水建构物的类型主要有垂直取水建筑物（井、孔等）、水平取水建构物（渗渠、廊道等）、斜井、联合取水工程4种类型。目前，我国常用的取水建构物类型及适用条件见表11-1。此外，还有一些是适用于某种特定水文地质条件的联合取水工程：①井—水平廊道联合取水建筑物，也称坎儿井：主要适用于开采干旱半干旱地区山前洪积扇中的地下水，我国西北地区新疆等地采用这种形式较多；②辐射井：由大口井—水平或倾斜滤水管联合组成，主要适用于含水层渗透性能差的地区或开采复杂脉状含水层等；③大口井（竖井）—钻孔联合取水工程（复合井）：主要用于开采深埋岩溶含水层中的水；④开采岩溶暗河水的拦地下水堵坝引水工程（水平廊道）。

表11-1 地下取水构筑的类型和适用条件

正确地选择取水构筑物的类型，不仅关系到能否以最少投资取得最大出水量，同时，也关系到水源地建成后，能否长期运转和取水成本问题。正确地选择井型，常常是能否成井的关键。取水构筑物类型的选择，主要决定于含水层（带）的空间分布特点及含水层（带）的埋藏深度、厚度和富水性能；同时，也与设计需水量大小、预计的施工方法及选用的抽水设备类型等因素有关。

（一）管井

管井又名机井，通常是指用凿井机械开凿而成的垂直井孔，根据其是否完全穿透含水层，还可以分为完整管井与非完整管井。管井是开发利用地下水资源工程中采用最为广泛的建筑物形式。在城镇工矿企业的地下水供水工程中，多采用管井开采地下水。管井施工方便，能建造于任何岩性的地层中，适用于各种地下水埋深和水量丰富的含水层。

管井的直径一般为50～100mm，井深最大可达1000m以上。在实际中最常见的管井直径多小于500mm，井深多小于200m。

管井的结构因其水文地质条件、施工方法、提水机具和用途等的不同，其结构形式也是各种各样的，但大体可分为井头、井身、进水部分和沉淀管四部分（图11-1）。管中施工建造一般包括钻机凿井、井管安装、填砾、管外封闭、洗井等过程，最后进行抽水试验。

图11-1 管井示意图

1—隔水层；2—含水层；3—井壁管；4—滤水管；5—泵管；6—封闭物；7—滤料；8—水泵；9—水位观测孔；10—护管；11—泵座；12—不透水层

关于管井的设计和施工在后续内容中还将作进一步的介绍。

（二）大口井

大口井因其井径大而得名。大口井是开采浅层地下水最合适的取水构筑物类型，不仅进水断面大，并具有构造简单、取材容易、使用年限长及容积大能兼起调蓄水量作用等优点，但也受到施工困难和基建费用高等条件的限制。我国大口井的直径一般为4～8m，井深一般在15m以内，很少超过20m。大口井大多采用不完整井形式，虽然施工条件较困难，但可以从井筒和底同时进水，以扩大进水面积，而且当井筒进水孔被堵后，仍可保证一定的进水量。

大口井的构造，一般如图11-2所示，主要由井室、井筒及进水部分组成。

（三）复合井

复合井是由非完整式大口井和井底下设管井过滤器组成。实际上，它是一个大口井和管井组合的分层或分段取水系统（图11-3）。它适用于地下水位较高、厚度较大的含水层，能充分利用含水层的厚度，增加井的出水量。模型试验资料表明，当含水层厚度大于大口井半径3～6倍，或含水层透水性较差时，采用复合井出水量增加显著。

为了充分发挥复合井的效率，减少大口井与管井间的干扰，过滤器直径不宜过大，一般以200～300mm为宜，过滤器的有效长度应比管井稍大；过滤器不宜超过三根。

图11-2 大口井的构造（图中尺寸：mm）

1—井筒；2—吸水管；3—井壁透水孔；4—井底反滤层；5—刃脚；6—通风管；7—排水坡；8—粘土层

图11-3 复合井

（四）辐射井

辐射井是在大口井（集水井）井壁上向外沿半径方向铺设辐射状渗入管（辐射管）组合而成的。由于扩大了进水面积，其单井出水量为各类地下水取水构筑物之首。

辐射井也是一种适应性较强的取水构筑物。一般不能用大口井开采的、厚度较薄的含水层，以及不能用渗渠开采的厚度薄、埋深较大的含水层，均可用辐射井开采。辐射井对开发位于咸水上部的淡水透镜体也比其他取水构筑物更为适宜。辐射井还具有管理集中、占地少、便于卫生防护等优点。

辐射井施工难度较高，施工质量和施工技术水平直接影响出水量的大小。

图11-4 井底封闭单层辐射管的辐射井

（1）辐射井的型式：①辐射井按集水井本身取水与否分为：集水井井底与辐射管同时进水与集水井井底封闭仅辐射管进水两种形式；②按辐射管（图11-4）铺设方式，辐射井有单层辐射管和多层辐射管两种；③辐射井按其集取水源的不同，又可分为：集取一般地下水（图11-5a）、集取河流或其他地表水体渗透水（图11-5b、c）、集取岸边地下水和河床地下水的辐射井（图11-5d）等型式。

（2）集水井：集水井的作用是汇集辐射管的来水和安装抽水设备等；对于不封底的集水井还兼有取水井的作用。我国一般采用不封底集水井，以扩大井的出水量。集水井的直径一般不应小于3m。集水井都采用圆形钢筋混凝土井筒，沉井施工。

图11-5 按取集水源分类的辐射井

（图中虚线表示辐射管）

（3）辐射管：辐射管的配置分单层或多层，每层4～12根，层间距1～3m，根据含水层厚度和补给条件而定。辐射管采用直径70～150mm、壁厚6～9mm的厚钢管，以便于直接顶管施工。当采用套管施工时，也可用薄壁钢管或其他管材。辐射管的进水孔有条形孔和圆形孔，其缝宽和孔径应按含水层颗粒组成确定。圆形孔交错排列，条形孔沿管轴方向错开排列。在靠近井壁2～3m处不应设孔眼，孔隙率一般为15%～20%。管长一般在30m以内。

辐射管尽量布置在集水井的底部，一般距井底1m左右，以保证在大水位降条件下取得最大的出水量。

（五）渗渠

1.渗渠的形式

渗渠分集水管和集水廊道两种形式；同时也有完整式和非完整式之分。集水廊道由于造价高，很少采用。渗渠由于是水平铺设在含水层中，也称水平式取水构筑物。由于受施工条件的限制，其埋深很少超过10m。

渗渠的优点是：既可截取浅层地水，也可集取河床地下水或地表渗水；渗渠水经过地层的渗滤作用，悬浮物和细菌含量少，硬度和矿化度低，兼有地表水与地下水的优点；渗渠可以满足北方山区季节性河段全年取水的要求。其缺点是：施工条件复杂、造价高、易淤塞，常有早期报废的现象，应用受到限制。

2.渗渠的构造

渗渠通常由水平集水管、集水井、检查井和泵站组成（图11-6）。集水管一般为穿孔钢筋混凝土管，水量较小时可用穿孔混凝土管、陶土管、铸铁管；也可用带缝隙的干砌块石或装配式钢筋混凝土暗渠。钢筋混凝土集水管管径应根据水力计算确定，一般为600～1000mm。管上进水孔有圆孔和条孔两种，圆孔孔径为20～30mm，条孔宽为20mm、长度60～100mm。孔眼内大外小。交错排列于渠的上1/2～2/3部分。孔眼净距满足结构强度要求。但孔隙率一般不应超过15%。

3.渗渠位置选择及平面布置

（1）渗渠位置选择：①选在水流较急、有一定冲刷能力的直线或凹岸非淤积河段，并尽可能靠近主流；②选在含水层较厚、颗粒较粗、不含淤泥等不透水夹层；③选在河水清澈、水位变化小、河床稳定的河段。

图11-6 渗渠的构造

1—集水管；2—集水井；3—泵站；4—检查井

（2）渗渠平面布置：①平行河流布置：如图11-7（a）所示，可同时集取河床和岸边的地下水，且施工检修方便、不易淤塞、水量稳定。渗渠和河流水边线的距离，视含水层颗粒粗细而定，一般不宜小于20～25m。②垂直河流布置：如图11-7（b）所示，当岸边地下水补给差，冲积层薄，河流枯水期流量小，河流主流摆动不定时，可采用此种布置，以最大限度截取河床潜流水。其施工检修困难，出水量小、水量和水质受河流影响变化大，易淤塞。③平行和垂直河流组合布置：如图11-7（c）所示，其最大优点是出水量大。设计时，垂直河流的应短于平行河流的渗渠，二者的夹角不宜小于120°，以免相互干扰。截取地下水的渗渠，应尽可能垂直地下水流向。不论采用哪种布置方式，都应通过经济技术比较，因地制宜地确定。

图11-7 渗渠的布置

1—集水管；2—集水井；3—泵站；4—检查井；5—河流