水利規(guī)劃——在一定的任務(wù)條件下,根據(jù)各地區(qū)的自然地理條件和社會經(jīng)濟條件,合理確定所需要的水利設(shè)施、工程規(guī)模以及各設(shè)施之間的配合運用。
1.任務(wù):防洪、除澇、灌溉、降漬、鹽堿地改良、航運、發(fā)電、沖淤、水產(chǎn)等。
2.自然地理條件:地貌特征、水文特點、降水量時空分布、土質(zhì)、植被、地質(zhì)(工程、水文)。
3.社會經(jīng)濟條件:人口分布、區(qū)域的財政條件、經(jīng)濟發(fā)達(dá)程度、國家及地方的政策方針。
4.水利設(shè)施:水庫、渠道(河道)、電站、泵站、橋涵、水閘、船閘、渡槽、魚道。
5.工程規(guī)模:建筑物等級、標(biāo)準(zhǔn)以及影響范圍。
6.配合運用:各建筑物之間的協(xié)調(diào)關(guān)系,聯(lián)合運行。
水利規(guī)劃需處理好的幾個關(guān)系:
(1)近期與遠(yuǎn)期
(2)投入與產(chǎn)出
(3)整體與局部
(4)地區(qū)間協(xié)調(diào)
泵站工程規(guī)劃:
是地區(qū)水利規(guī)劃的一部分,其任務(wù)是在分析地形地質(zhì)、水文等條件的基礎(chǔ)上確定:
(1)劃分灌溉區(qū)(排水區(qū));
(2)確定泵站的規(guī)模、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計參數(shù)(Q、H等);
(3)泵站工程的組成(泵站站址、樞紐布置、協(xié)調(diào)運行方案)。
泵站類型:(按作用分)
灌溉站、排水站、排灌結(jié)合站、抽水發(fā)電站、其它(調(diào)水、改善水質(zhì)、降漬、鹽堿地改良)。
泵站樞紐的組成:(泵站樞紐:泵站附近以泵站為中心的主要建筑物之間的關(guān)系)
(配合泵站運行的各建筑物或設(shè)施的總和。)
泵站、進出水建筑物、渠系、變電所、控制閘、船閘、魚道、橋梁、涵洞等。
第一節(jié) 灌溉泵站規(guī)劃
一、抽水灌區(qū)的劃分
根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡匦、水源、能源和行政區(qū)劃等條件進行分流、分級控制,從而達(dá)到投資省、效益大的目的。
1.一站一級提水,一區(qū)灌溉
適用:灌區(qū)地形等高線基本平行于水源,
灌區(qū)較小,地形高差不大。
特點:工程規(guī)模小,機電設(shè)備少,工程比較集中。
2.多站一級提水,分區(qū)灌溉
對灌區(qū)面積較大,如采用一站一區(qū)灌溉。
存在問題:
(1)輸水渠道太長,沿程水量、能量損失大;
(2)用水矛盾突出;
(3)管理不便。
有天然河道分割,如采用一站一區(qū)灌溉
存在問題:
(1)過河(溝)交叉建筑物太多;
(2)輸水渠長;
(3)用水矛盾突出。
3.多站分級提水,分區(qū)灌溉
適用:灌區(qū)面積大,地形高差大。
特點:與一站一區(qū)相比,可有效地節(jié)省能源。
4.一站分級提水,分區(qū)灌溉
特點:在一座泵站內(nèi)安裝揚程不同的幾臺泵,分別向相應(yīng)的出水池供應(yīng)。
(高地用高池灌溉,低地用低池灌溉。)
適用:灌區(qū)面積不大,但區(qū)內(nèi)高差較大,高差比較明顯。
優(yōu)點:工程集中、便于管理,有利于節(jié)約能源。
補充內(nèi)容: 泵站能量傳遞
設(shè)進水河道水位: ▽1
進水池水位: ▽2
出水池水位: ▽3
出水河道水位: ▽4
水泵的流量: Q
水泵揚程: H
軸功率: P軸
電機輸入功率: P入
輸出功率: P出
電機效率:
傳動效率:
水泵效率:
管路效率:
水池效率:
泵站效率:
裝置效率:
二、高揚程灌區(qū)的分級
高揚程灌區(qū)分級提水可節(jié)約能源,為什么?
例:某灌區(qū)灌溉面積為ω
灌水率為q
總提水高度為H
泵站效率為η站
渠系水利用系數(shù)η渠
假設(shè)電機效率、傳動效率均為100%
如采用一級提水,則需總功率為:
如為二級提水,各站控制面積相等,各站提水高度相等,則兩站總功率為:
比一級提水總功率省1/4
如為三級提水,各站控制面積相等,各站提水高度相等,則三站總功率為:
比一級提水總功率省1/3
**級數(shù)越多,節(jié)省功率也越多。
以四級為例探討如何采用功率最小方法確定揚程分級:
某灌區(qū)面積與高程關(guān)系曲線Ω=f(H),設(shè)水源水面高程為0,該區(qū)最高點高程為H,灌溉面積為ω,如灌水率為q。
四個站抽水總功率:
N4=K[(ω1+ω2+ω3+ω4)H1
+(ω2+ω3+ω4)(H2-H1)
+(ω3+ω4)(H3-H2)
+ω4(H-H3)]
=K[ω1H1+ω2H2+ω3H3+ω4H]
∵ω1=Ω1;ω2=Ω2-Ω1;ω3=Ω3-Ω2;ω4=Ω-Ω3
∴N4=K[Ω1H1+(Ω2-Ω1)H2+(Ω3-Ω2)H3+(Ω-Ω3)H]
N4=K[Ω1H1+(Ω2-Ω1)H2+(Ω3-Ω2)H3+(Ω-Ω3)H]
要使四級站抽水的總功率最小,可將N4對上進行偏微分,并令其等于0,即:
圖解法:(自學(xué))
1.假設(shè)第一次作圖時一級站的揚程為H11=H/n(n為級數(shù),以4級為例),H11中的第一個下標(biāo)“1”表示第一次作圖,第二個下標(biāo)“1”表示一級站,其它類推。
2.從縱坐標(biāo)上相應(yīng)的H11處向右作水平線,交曲線于A12點,該點的高程即一級站出水池水位高程(可近似地看作二級站的站址高程),過A12作Ω=f(H)的切線。
3.過H11點作Ω=f(H)曲線在A12點切線的平行線,與過A12點的垂線相當(dāng)于H12,該點即為二級站出水池水位高程。
仿照上述方法,一直求出H14和A14的位置,若最后H14的縱坐標(biāo)值不等于H,表示第一次作圖時一級站的揚程H11假定得不正確,需根據(jù)比例關(guān)系,按下面的步驟,求第二次作圖時第一級泵站的揚程H21。
4.以O(shè)為園心,OH為半徑畫弧,交橫坐標(biāo)于M點。
5.過H14作水平線交縱坐標(biāo)于P1點,連MP1。
6.過H11作H11N1//MP1。
7.以O(shè)為園心,ON1為半徑畫弧,交縱坐標(biāo)軸于H21點,H21點即為第二次作圖時的一級站揚程。
泵站規(guī)劃ppt課件.ppt
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2012-10-20 20:00 上傳
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