我国是农业大国，农业用水量居各行业之首，由于我国水资源严重缺乏，农业水利设施机械化程度和泵站自动化程度不高，部分地区的农田灌溉技术、落后的农业机械设备和电气自动化水平已不再适应可持续发展的要求。为此，需要大力发展泵站自动控制技术和节水灌溉技术，充分挖掘农业灌溉节水潜力，提高农业机械化程度，解决水资源供需矛盾。

一、农业灌区管网的重要性

根据调查发现, 渠道渗漏的水量占渠系损失水量的绝大部分 , 一般的情况下占渠首引水水量的30%左右,对于较大且灌溉设备较差的灌区、以及渠系防渗较差的地区可高达 50%以上。渠系的水量损失不仅降低了渠系的水利用系数, 减少了灌溉的面积, 浪费了宝贵的水资源 ,而且有些地方会引起地下水位的上升, 导致土地渍害 。在受盐碱威胁的地区 ,会引起并加剧土壤的盐渍化程度 ,降低土壤的使用效率 。因此 ,农业节水和灌溉网防渗漏问题成为我国农业发展所面临的重要课题 。

二、灌区水轮泵站设计

水轮泵站是利用非灌溉期和灌溉期的富余水量运行，经计算这些不与水田灌溉争水，弃水量有足够的能力通过水轮泵向某水库补水350 万 m3 ～ 500 万 m3，而保证率不低于P = 80%。水轮泵站是利用了某渠首原有冲砂闸的位置，所以不影响渠首布局。冲砂闸过水能力经计算，可以满足 水轮泵总需水量6. 95m3 /s，满足引水要求，原闸保持不变。水轮泵是由水轮机和水泵组成的整体，同轴传动效率高，结构简单、维护方便，运行成本极低。建水轮泵站投资少，见效快，补水能力和保证率都优于电力抽水站，是值得有条件的地方推广的一项新技术。

1、水资源分析。本设计根据水文站河径流年内分配( 即来水量) 和相应时段的某灌区灌溉用水量资料进行了分析计算，经计算每年为最小，以年计算水轮泵站的工作情况。通过计算，日运行8 h，每年可向某水库补水250 万 m3，日运行16 h，每年可向某水库补水500 万 m3。

2、水轮泵站工程设计

（1）基本资料。机坑水位188. 00 m，尾水位185. 50 m( 设计) ，压力池水位198. 38 m，净扬程10. 38 m，工作水头2. 5 m，工作流量2. 08 m3 /s，设计年补水量350 万 m3。

（2）水轮泵选择。在农业灌溉方面，常见的农用灌溉泵有三种类型，即离心泵、轴流泵和混流泵。离心泵的特点是扬程高、流量小，因此在丘陵山区农业生产中比较常见；轴流泵的特点是低扬程扬程低、大流量，因此比较较为适用于北方农业灌溉；而混流泵的扬程和流量则介于他们两者之间，在山区、平原农业作业中均可适用。该型水轮泵，其工作性能为: 水头2. 5 m，流量2. 08 m3 /s，扬程15 m，出水 量 0. 236 m3 /s，出 力 44. 4 kW，转 速 376 转/min，效 率71% 。经计算 D80 － 6 水轮泵的安装高程为5. 2 m。

（3）输水压力钢管选择与布置。输水压力管路的支管的起点为各台水轮泵的出口到进入主管的异径三通。由 90°弯头、直管、闸阀和异径三通组成，长3. 71 m，内径ND300 mm。主管由泵站至压力池，由直管、45°弯头、30°弯头( 2 个) 和伸缩节组成，全长64. 5 m，内径

ND = 600 mm。

压力管路计算：

扬水流量: q = 0. 71 m3 /s;

净扬程: h净 = 10. 38 m;

总扬程: hmax = 15. 00 m;

水泵扬程计算沿程损失:

导水槽导水槽上游联结冲砂闸海漫段，下游联结泵站机坑，是泵站引水的控制部分。导水槽共 3 孔，单孔孔口宽2 m，闸体总宽9. 65 m，槽长5 m，前3 m底板高程186. 00 m，其中设有拦污栅和铸铁闸门各 3 扇，闸前水位188. 10 m，槽中水深2. 1 m。在通过设计流量 Q = 2. 316 时，流 速 为 v =0. 55 m/s，小于过栅允许流速 0. 7 ～ 0. 8 m/s。控制设备是ZSP 系列铸铁闸门 3 扇，螺杆式启闭机 3 台，启闭机安装在横跨导水槽的启闭机工作桥上。

（4）水轮泵机坑。机坑是安装水轮泵的地方，它的作用是将水流平顺地导向水轮泵以推动转轮旋转。水轮泵采用立装并联的安装形式。水轮泵安装高程 Hs = 5. 2 m，蜗形包角采用β = 225°，进口断面宽0. 6 m，当机坑水深2. 7 m时，进口断面 b0 流速 vk = 0. 9 m /s，符合要求。机坑水位: 188. 00 m，水轮泵高1. 877 m，水轮泵淹没深度≥0. 7 m，按要求机坑水深≥2. 577 m，当机坑坑底高程为185. 30 m，机坑水深等于2. 7 m ＞ 2. 577 m，满足要求，坑顶高程为188. 5 m。

（5）尾水管。尾水管的作用是利用转轮与下游水位之间的静水头和最大限度地回收转轮出口的水流动能。根据具体情况选择了肘形尾水管，最大特点是适合于立式安装，可以减少开挖深度，施工简单、稳定性能好。

三、灌区管网配套管理推广与应用

某灌区在运行中，有部分渠道状况良好，砼板之间勾缝水泥基本维持在稳定的状态。对这些完好无损的渠道要做各项技术性能的测试，取得数据性的资料，包括地质特性，沙土结构，盐碱含量等，是水利工程渠道积的实验性指标结论和研究成果。是建设、管护、保养维修渠道的宝贵资料，在运行中能够起到对砼板的保护膜作用和对砼板间隙起到封闭作用。要利用这一特性来保护渠道。应采用长方形的 4：6 的砼板，表面采用流线性纹路，即能使水流阻力减少，又能使胶状泥土随水流动附着在砼板表面，起到减小水流阻力，密封砼板间裂缝和保护膜等作用。砼板四边厚度边缘应采用对称的凹边形，用伸缩水泥和防膨胀材料勾缝，如果低温冻害造成热胀冷缩、杂草生长造成裂缝或砼板轻度移位时，勾缝水泥能附着牢固，不易松动脱落。砼板缝之间即使生长杂草，也能较好地解决勾缝水泥的粘附性。水泥勾缝应平整、密实、无丢缝、瞎缝、开裂和粘结不牢等，以免出现裂缝或渗水。渠底砼板应采用 U 型板，减少渠底一道两边水泥勾缝程序，减少渠底产生裂缝的机会，能有效地保护渠道底部沙土垫层的干燥性和稳定性，对于减轻冻害具有显著的防护作用。每年应对砼板水泥钩缝进行全面的专业性检查维修，及时维护，防止渗漏。只要不渗水，冻害程度就会明显减轻。能明显延长渠道使用寿命，延长维修周期，节约维修成本。

集数十年渠道管理、养护、维修经验总结，防止渠道发生裂缝是延长渠道使用寿命的关键。只要没有水流渗漏沙土垫层，始终使渠道保持在干燥的状态下，能有效地抵御低温冻害带来的危害。在工程更新改造维修工作中，改革创新是创造价值的新理念，是增效节支，减少维修费用，降低运行成本，是农业工程可持续发展和提高经济效益。

参考文献：

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