芻議中型電排站設計優化途徑

周波

摘 要：電排站是一種典型的水工建筑物，它是堤防保護區內排除洪澇的重要水利設施。文章闡述了中型電排站的概念，針對目前中型電排站的現狀分析了它存在的問題，并從中型電排站的選址、整體布置及環保節能方面對中型電排站的優化設計進行了分析研究。

關鍵詞：水工建筑物； 中型電排站； 優化； 設計

1 電排站簡介

電排站是一種常見的水工建筑物，它以電動機為動力，并通過水泵排除積水，防止發生內澇。在堤防保護區內，它是一項非常重要的排除洪澇水利設施。一般情況下，電排站工程由引水渠道、前池、廠房、出水鋼筋混凝土壓力管、出水池、出水渠道等組成。按照規模的大小可以將電排站分為小型電排站、中型電排站和大型電排站 3 種； 按照管理體制可以將電排站分為國有站和集體站兩類。其中，中小型電排站大多建在市郊和農村，一般采用 10kV電壓供電。它通常采用獨立經營、自負盈虧的管理體制，日常的管理、維修、收費等工作一般由專職員工和協議用工負責。

2.中型電排站現狀

目前我國很多泵站及其配套設施嚴重老化，無法保證其安全運行。國內很多國有電排站建站年限比較早，由于當時的技術和設備都比較落后，致使目前站內主機組中的主電機老化嚴重，絕緣下降，在運行時溫度嚴重超標，僅能勉強使用。而且部分水泵的葉輪、葉輪室都受到了嚴重磨損，使得間隙變大，流量減少，降低了排洪效率。由于國內很多電排站沒有得到及時的更新和改造，因此普遍存在變壓器容量偏小的問題。近幾年來，國內的國有電排站只有一部分建成了計算機監控與信息化，其他泵站一方面受到當地技術、經濟條件的限制，另一方面電排站規模小且管理分散，無法配備自動化監控設施，不能實現基本的信息化。

3.中型電排站存在的問題

3.1建設標準偏低，不能滿足防洪排澇的要求

目前國內多數電排站建于20世紀60-70 年代，設計標準偏低，一般情況下，防洪排澇設施僅有 3a一遇的標準，無法滿足防洪排澇的需求。據統計，低于10a一遇標準的中型電排站約占總量的2/3； 低于3d 250mm雨量4d排出標準的中型電排站約占總量的1/4。也就是說，大多數電排站幾乎都達不到標準要求。這樣，如果遭遇洪水災害，內澇不可避免，嚴重影響人們的生產和生活。

3.2設備設施老化嚴重，安全運行得不到保證

由于國內多數電排站建站時間比較早，致使主機組、電氣設備受到自然侵蝕，設備設施老化磨損嚴重，大部分設備的使用年限嚴重超期，導致工程效益大大衰減，抗災能力大大降低，嚴重影響了電排站防洪排澇作用的發揮。另外，由于當時建站時的經濟、技術條件落后，再加上長期以來沒有很好的投入大量資金進行維護和更新，致使電機絕緣性能下降，電氣設備工作效率低下，能源消耗比較大，機組帶病運行，導致電排站不僅無法適應農業排澇的基本要求，也不能滿足經濟發展的需要。

3.3電排費收取難、收取率下降，電排站運行經費短缺

由于中小型電排站大多建在市郊和農村，因此其支出主要包括電費、人員經費、工程維護費和管理費等。因為是面向農村收費，所以普遍存在著收費難的問題。這樣就使得電排站缺乏可靠的經費基礎，由于管養經費短缺，致使無法及時更新和維修電排設施，導致電氣設備日趨惡化，無法正常運行。

4中型電排站選址的優化設計研究

一般來講，中型電排站多建在大江、大河等防洪工程附近，或者建在那些存在內漬風險的地區，用于滿足排澇要求。為使這些中型電排站效用最大化，人們要將其盡可能地直接建立在最能起到防澇的地點，如老港、低田等地。除此之外，在選擇時還要優先考慮以下幾點。

4.1要盡可能靠近能源輸出點

與小型電排站相比，中型電排站在進行排澇作業時 需要較多電能。因此，站址的選擇要 盡量接近能源輸出點，與電力系統發展規劃和布局相適應。這樣，既減少輸配電線路的投資和 電能的損耗，降低造成事故的機率 ，同時也可避免由于站址遠離能源輸出點而帶來的其它問題。

4.2 要節約使用土地

我國是土地資源相對短缺的國家，節約工程用地是我國的一項基本國策。所以，在建設中型電排站時，我們要充分遵循技術經濟合理的原則，合理布置，盡可能提高土地的利用率，凡有荒地可以利用的，不得占用耕地，凡有差地可以利用的，不得占用良田。同時，要用地緊湊，因地制宜，用劣地作為站址選擇方案是決定設計方案優劣與否的主要條件之一。

4.3 要符合地質條件要求

中型電排站選址階段的工程地質勘測內容主要是研究和解決站址穩定性和建站的可行性，查明地質構造、巖性、水文地質條件等，并對站址的穩定性作出基本評價。在勘測時，要對站址地質條件的抗震、防洪、防滑坡等情況，作出正確的評估。如果把中型電排站建在不利地段，就要考慮選擇優化地質條件措施。例如：中型電排站的選址表層土為淤泥質土或耕植土時，我們可以在電排站基礎與地基處理上，采用開挖清除上層軟土、置換地基土的處理方法來提高整體工程的承載力。

5中型電排站的設計優化方案

5.1中型電排站選址的優化設計研究

為了使中型電排站的作用發揮至最大，應該選擇最能起到防澇的地點進行建設，所以在選址時應該遵循以下原則：符合國家、地區和城鄉規劃要求，并盡可能靠近能源輸出點。由于中型電排站在進行防洪排澇時需要更多的能源，因此在選址建站時不僅要符合國家、地區和城鄉規劃要求，還要盡量接近能源輸出點，滿足電力系統的發展規劃和布局要求。這樣，不僅能減少輸配線路的成本，還能節約能源，降低事故發生率。便于利用當地的水、電、路等基礎設施； 滿足對原材料、能源、水和人力的供應； 盡力降低建設投資，節約運費，減少成本，以便達到節約資源和提高效益的要求。節約項目用地，盡量不占或少占農地。我國的土地資源相對比較缺乏，所以在選址建站時應該節約工程用地，盡量不占或少占農地。要充分遵循技術經濟合理的原則，若有荒地可用盡量避免占用農地，以提高土地資源的利用率。同時還要因地制宜，合理布置，確保選址方案更優。選址還需有利于環境保護，以人為本，減少對生態和環境的影響。+要符合地質、地形條件要求。在選址建站時還需勘察當地的地質構造、巖性、水文地質條件等，保證能正確評估站址的穩定性和可行性。另外，還要對站址地質條件的抗震、防洪、防滑坡等情況進行評估，確保選址方案最優。.最優原則。對多個初步選址進行調查研究，進行科學分析和比選。

5.2中型電排站整體布置的優化設計研究

中型電排站并不是一個獨立的建筑設施，而是由多個建筑設施組成的建筑設施群。電排站工程由引水渠道、前池、廠房、出水鋼筋混凝土壓力管、出水池、出水渠道等組成。所以在建站時，必須合理布置電排站的各個建筑設施，使中型電排站的整體布置更加合理、科學。例如，建設一個以中等城市為防洪保護對象的中型電排站，計劃防洪標準為10a一遇。設計方案有兩個。

5.3中型電排站環保節能的優化設計研究

在建設中型電排站時還需要注意環保節能方面，具體來說，可以遵循以下 3個原則：認真貫徹國家產業政策和行業節能設計規范，嚴格執行節能技術規定，努力做到合理使用資源。積極采用先進的節能新材料、新工藝、新技術，選取節能型設備。例如節能型閥門，因為相較于非節能型閥門，這種閥門消耗的能源更少，且流量大，排澇速度快。在規劃中引進生態環保設計理念，通過合理建筑布局及環境設計，充分利用自然環境。例如，建筑物內安裝電燈時可以采用節能聲控燈； 安裝中央空調統一管理； 使用太陽能屋頂，利用太陽能供電排站日常使用。

6.結語

綜上所述，中型電排站作為重要的水工建筑物之一，其選址、布置及節能方面的優劣直接影響到日后的使用。所以，中型電排站的設計必須要優中取優。

參考文獻：

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[2] 周祖紅. 中小型電排站電氣設計及設備選型[J]. 中國農村水利水電， 2003（2）：54-56.endprint