移动泵站在抗旱排涝救灾中的应用

移动泵站在抗旱排涝救灾中的应用移动泵站是指可以随时随地架设抽水机组进行灌排水的临时性泵站，是相对于固定泵站而言的。主要类型有浮船式、车载式和陆地现场安装式，陆地现场安装式主要是柴油机泵和潜水电泵。固定泵站具有投资大、维修管理费用高、使用范围受限制等缺点，其设备人员综合利用率较低。而移动泵站却有投资小、机动灵活性强、适用范围广的优点，其设备人员综合利用率较高。笔者用本单位多年来移动式机组抗排出机台数和抽水量以及抗旱排涝减灾实例，论证了移动式泵站在抗旱排涝减灾中的不可替代性，是固定泵站必不可少的补充。笔者根据自身多年经验，介绍了陆地现场安装式移动泵站的科学架设方法，很有借鉴作用。标签：移动泵站；抗旱排涝；应用；架设1、绪论1.1引言中国是一个旱涝灾害比较频繁的国家，自古以来旱涝灾害就给中华民族带来过无穷的灾难。1998年长江流域大洪灾，受淹面积约1586万亩，淹没耕地295万亩，受灾人口230万，死亡人口1432人；2011年上半年，长江五省（江苏、安徽、江西、湖北、湖南）大旱，3483万人遭受旱灾，423万人发生饮水困难，农作物受灾面积3705千公顷，其中绝收面积167千公顷，造成直接经济损失近150亿元。用机动灵活的移动泵站来补充现有的固定泵站系统，是提高我国抗洪抗旱减灾能力的重要措施。固定式泵站的特点是单机流量大，但建设费用高，建成后固定在确切位置，缺乏灵活性及可靠性。移动式泵站的特点是单机流量小，但投资小，机动灵活性较强，可灌可排，利用效率高。1.2固定泵站系统的不足1.2.1基建投资高建设一个固定泵站，基建工程造价高，建设周期长，而且其设备配套和人员配套费用也较高。固定泵站通常需要建复杂的水工建筑物如：进水建筑物、泵房、出水建筑物、变电站和管理用房等，还要配备必要的辅助设备如：供水、排水、通风、压缩空气、供油、起重、照明和防火等设备，并且其工程质量要求高。据分析，建设固定泵站每一个流量，约需投资50～100多万元，其中水工建筑物的造价一般在60%以上。1.2.2使用受限制固定泵站只能控制着一个区域，在一个较大地区，必须有合理分布的固定泵站系统，才能充分发挥其减灾作用。但固定泵站受水位变化大的影响，削弱了其减灾能力，如98年汛期，沿江沿湖许多排涝泵站因受淹，或因水位过高而不能或不敢开机，大大削弱了排涝减灾的能力。以湖南洞庭湖为例，98年汛期7月初水位达到堤防危险水位，固定泵站普遍停机，直到9月初水位降到33.0m才开机，农田受淹长达两个月，造成农田绝收。1.2.3使用时间短排涝泵站只有在汛期才能发挥作用，一年最多使用2～3个月，而抗旱泵站也只有发生旱情的短期内才使用。1.2.4管理维修费用高每个固定泵站都配有专职的运行人员、维修人员和管理人员等，人员费用较高。1.3移动泵站的优点1.3.1工程投资小移动泵站是因抗旱排涝急需紧急调度使用的提水泵站，因此移动泵站不需要投资修建复杂的水工建筑物和泵房，更不需要繁多的辅助设备，只需配置水泵、原动机及其必要的配套设备即可，因而投资相对于固定泵站而言很小。1.3.2使用范围广既可作为排涝泵站使用，又可作为抗旱泵站使用；既可在有专用电源处使用（电动潜水泵），也可在无电源处使用（柴油机泵），并且可流动控制一个地区的抗旱排涝；既可在农村进行抗旱排涝，也可在市区进行城市防洪，主要适用于突击防洪排涝和抗旱减灾、工程施工围堰排水、农业灌溉及水产养殖、工业及市政排水、各临时调水等。1.3.3机动灵活性强移动泵站可随时随地拆除、安装，通过运输车辆或本身的运载工具（车载式或船载式），可快速到达需要架设泵站的地点，组织人员现场安装，在较短时间内机组便可出水。当需要增加流量时，可随时增加机组台数来满足要求。1.3.4人员设备利用率高机组拆除后，进行集中维修养护，维护后入库，平时只需很少人员。移动泵站哪里需要到哪里，可灌溉可排涝，设备利用率高。1.4移动泵站类型1.4.1浮船式将浮船设计制作成多个独立的浮箱，然后在现场通过螺栓联接和焊接等工藝将浮箱组成一艘浮船，以浮船作为工作载体和维修平台，将电动抽水机泵安装于浮箱中央进行排水作业。该泵特点是功率大、扬程高、流量小。此类型泵站主要适用于枯水季节和丰水季节水位落差大，涨落频率变化不定，水流速度不稳以及抽水扬程高，送水距离远的场合。不足之处是运输时浮箱占用空间大以及单机流量小等。1.4.2车载式将柴油抽水机组固定于运输车上，输水管道也放置于运输车内，每辆车就是一台移动泵站，无需任何土建工程。优点是机动性强，到达现场速度快，安装快（只需安装输水管道），特别适用于应急抽水。不足是占地面积大，不能适用于大流量、多机组抽水需要。1.4.3陆地现场安装式1.4.3.1柴油机泵现场将柴油机和水泵安置于于同一底座上，传送带（三角带）调整好后，将柴油机和水泵用螺栓固定于底座上，然后安装弯头及输水管道。适用于无电源地区以及多机组、大流量抽水场合，如城市排涝、农田抗旱排涝减灾、围堰排水等。不足是需开挖土方（柴油机组工作平台）、开机不便（开机时需灌水或抽真空）以及环境噪音大等。1.4.3.2潜水电泵现场将潜水泵固定于特制的支撑架上（防止电泵陷入淤泥里），接好输水管道后，用吊车或挖掘机整体吊至堤坡水下。适用于有电源地区以及多机组、大流量抽水场合。优点是噪声低、运行平稳以及开停机方便。不足是电泵电机电缆在安装、拆除过程中极易被破损而使电泵无法使用。2、移动泵站在抗旱排涝救灾中的应用2.1工程概况江苏省骆运水利工程管理处抗旱排涝队（以下简称抗排队）担负着江苏省内的机动抗旱排涝及防汛抢险任务，属江苏省防汛防旱指挥部（以下简称省防指）直接调度。目前，抗排队共储备移动式抗排机组295型柴油机配12吋混流泵123台套、495型柴油机配14吋混流泵270台套、电动潜水泵108台套（其中10吋泵2台套，12吋泵69台套，14吋泵37台套），总动力15055kW，总额定提水能力达150m3/s；配备输水管道12吋铁皮水管3000米（2米/节）、14吋铁皮水管4000米（2米/节）、12吋橡胶软管800米（5米/节）、12吋泼胶软管（类似消防水带）1500米；配备重型抗排设备叉车2台、挖掘机2台、吊车2台、运输车6辆。多年来，这些移动式抗排机组为我省苏北地区抗御自然灾害、保证工农业正常生产、保障人民的生命财产安全发挥了巨大作用。抗排队2001年至2011年共抗排出机1731台次，抽水11.012亿立方，其中抗旱抽水3.832亿立方，排涝抽水7.180亿立方，见表1。2.2移动泵站在抗旱排涝减灾中的应用实例2006年7月，苏北、里下河地区遭遇了特大洪涝灾害，省防指在短短的4天时间内下达了抗排队6次排涝出机指令。此次排涝出机共280台套，抽排涝水2700多万立方米，为灾区人民抗灾、减灾作出了巨大贡献。抗灾胜利后，先后收到灾区各级政府感谢信多封、锦旗10多面。2007年6月下旬，我省苏北地区出现了强降雨过程，淮河流域遭遇仅次于1954年的洪水，出现了较为严重的内涝灾情，部分农田被洪水淹没，部分地区人民生命财产安全受到严重威胁。从7月6日起，抗排队连续接到省防指挥紧急出机排涝的指令，先后向扬州、淮安、宿迁等市，共出动抗排机械186台套，投入抗洪人员280余人次。经过近30天的艰苦作战，共抽排涝水近一亿立方米，有效缓解了苏北地区的涝情，为保障地方经济的发展发挥了重要作用，受到当地政府和群众的一致好评。2.3移动泵站的架设2.3.1移动泵站架设流程所需流量→确定台数→选择机型→确定管道→场地整修→机泵进场→机组安装→调试出水→正常运行首先要确定整个移动泵站需要抽水流量，根据流量选择12吋或14吋机组，确定抽水机组台数。视架机工地现场情况，若有电源，最好使用潜水电泵，因为潜水电泵运行平稳，开停机方便、运行成本较低。若无电源，则使用柴油机泵，但由于油价较高，抽水成本加大，而且开机需灌水或抽真空，极不方便。根据移动泵站上下游水位高程，选择扬程合适的机泵，一般情况下，排涝时扬程较低，抗旱时扬程较高。现场测量，确定每台机组所需输水管道的类型（橡胶软管或铁皮管）及长度。根据移动泵站架设现场的地势情况，进行土方开挖，整修场地。柴油机要有机泵运行及检修平台，潜水电泵要有安装斜坡。机泵及其配套进场，组织安装。安装好后进行机泵试运行，试运行完好可投入正常运行。2.3.2柴油机泵的架设抗排队柴油机型主要是495型和295型，正常情况下，495型柴油机配14吋14HB-40型水泵，流量980m3/s，扬程8米；295型柴油机配12吋12HBC-40型水泵，流量780m3/s，扬程6.9米。若遇扬程较高的场合，可用495型柴油機带动12吋水泵。柴油机泵的架设主要是柴油机、水泵、弯头、输水管道及其配套冷却系统和燃油供应系统的架设。由于设备较重，大型移动泵站架设，安装现场配备吊车可大大提高装机速度。以前柴油机和水泵组合联接是采用方木打孔，用螺栓连接固定，机组拆装都比较费时费力，安装时传动带调节困难，运行时震动较大，严重影响抽水效率及机组安全运行。抗排队目前采用了钢结构机泵一体化底座，将柴油机和水泵放置在一体化底座上，调节好三角传达带后，用螺栓固定好柴油机和水泵。此一体化底座在后来的实际应用中，以上问题均得到有效解决，大大提高了移动泵站的安装速度和机组的安全运行。2.3.3潜水电泵的架设潜水电泵的架设主要包括供电线路、控制柜、潜水电泵、电泵支架、输水管道等的安装。将潜水电泵固定于其专制的支架上（支架用于防止电泵陷入河底淤泥里），接上合适长度的铁皮管，把铁皮管用钢丝固定于支架上，同时也把电机电缆理顺固定于铁皮管上方中央，然后用吊车整体吊起放置于堤坡水下，继续接长输水管道至出水口。输水管道遇到拐弯处，以前都是采用铸铁弯头，弯头较重，安装时费时费力。抗排队从2007年起，用5米长的橡胶软管代替弯头，接于需要拐弯处，既省时省力，又增接了管道长度。当输水管道较长时，由于铁皮管安装速度较慢，可采用涂塑软管（类似于消防带）和法兰与铁皮管对接，大大节省了输水管道安装时间。3、结论综上所述，由于固定泵站具有单机流量大的特点，在抗旱排涝中发挥重大作用，是主力军，但由于自身使用受限制，还需具有机动性强的大型移动泵站作为必要的补充。通过笔者对本单位多年来抗旱排涝出机数量和抽水量统计，例举近年来移动泵站在历次抗旱排涝减灾中发挥的巨大作用，论证了移动泵站是应对洪灾旱灾必不可缺的武器，是固定泵站的重要补充，从整体上