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移动式取水泵船的应用及特点

取水泵船具有较大的灵活性和适应性,没有构造复杂的水下建筑结构,可作为固定式泵站的一种补充、应急抗旱措施,可提高灌溉和供水保证率,值得推广。
在水源水位变幅较大,建固定式泵站投资大、工期长、施工困难的场地建站,应考虑取水泵船。因为它具有较大的灵活性和适应性,没有构造复杂的水下建筑结构,所以施工期短,收效快,投资少。
1固定式泵站缺点
水源水位变幅较大时建固定式泵站相较于泵船具有以下缺点:
(1)基建投资高。工程造价高,而且设备配套和人员配套费用高。固定泵站通常需要建设复杂的水工建筑物,枯水季节与丰水季节水位落差较大时,固定泵站的投资会更大。
(2)围堰费用高。固定泵站一般在枯水季节施工,施工前一般采用围堰施工措施,往往需要较高的围堰费用。
(3)周期长。固定泵站的土建施工要等到枯水季节才能施工,而且需要较深的基坑开挖、高难度建筑泵房,所以建设周期较长。
(4)取水水质差。固定泵站只能取下层水,由于下层水沉淀物比较多,污染程度较高,泥沙含量高,造成了固定泵站所取水质较差。
(5)使用受限制。固定泵站受水位变化的影响很大,削弱了其取水能力。
2取水泵船技术概要
2.1泵船的构造
取水泵船主要由水泵、浮船、联络管(用以连接水泵出水管和岸上输水管)、岸上输水管、阀门、供配电设备、起吊设备和系留设备等组成,另外还有照明、通讯设备、船体防护设备及水位报警设备等。水泵安装在浮船上,浮船随着水位的变化自动升降,通过调整联络管和岸上输水管路的相对连接,来适应地理条件及水位落差变化等因素的影响。
2.1.1
联络管的连接形式
2.1.1.1
球形接头钢联络管钢联络管的两端各有1个球形活动接头,一端与水泵的出水管连接,一端与输水岔管连接。连接的方式一般为阶梯式,当水源水位升降较小,泵船随之升降,联络管或球形活动接头允许有较小的弯曲和转动;当水源水位升降较大时,应移动船位和更换联络管与岔管的接头(更换时应停止抽水)。这种连接形式一般适用于站址岸坡较缓,水源水位涨落速度较慢的场地。
2.1.1.2
摇臂式钢联络管这种连接方式适用于站址岸坡较陡,水源水位升降变化较快或水源水流流速较大的场合。在岸坡高于正常水位处设置支墩,用来支承固定输水管和联络钢管的活动套筒接头。联络钢管的另一端和出水管连接处也设置一套活动套筒接头(固定在泵船上),组成一套可以三向活动的摇臂联络管。在水位升降时,自动转动调整联络钢管的斜度,以配合船体的升降,并且不必中断抽水,管理方便。船体还可以水平转动,洪水期可靠岸停泊,便于锚固,但套筒在工作时摩擦力大,容易漏水。
2.1.1.3
橡胶接头钢联络管将钢联络管两端用带法兰盘的橡胶软管连接,固定在钢结构的引桥上,而钢引桥两端,一端是用岸边高出洪水的支墩或框架上的悬挂结构进行连接,另一端位于泵船侧面的球形支座上,并在球形支座上装上能受拉、受压的两套弹簧以缓冲泵船受风浪影响造成离岸或靠岸移动。这种形式适用于取水量较大、河水流速较急、河岸较陡的情况,且不需更换接头,即可适应泵船的移动和升降。由于岸上接头在最高水位以上,引桥兼作交通桥,故操作管理方便。但引桥用钢材较多是其缺点。
2.1.2
浮船的平面布置
浮船的平面布置主要包括设备间和船首、船尾等部分,设备间一般可分为上承式和下承式两种:上承式指将水泵机组安装在船甲板上面,如图1。种布置便于安装和操作,进、出水管可铺设在甲板上。但这种布置基础高,重心也高,稳定性差,振动大。下承式指将水泵机组安装在船舱底骨架上,如图2,所以重心低,稳定性好,振动小。但管理、操作和通风条件较差,同时,因吸水管穿过船舷,故仅用于钢结构船体。

船的首尾甲板上,应根据泵船的锚固和移位方式及操作要求,布置绞盘、系缆桩、导缆钳等设施。
2.2泵船位置选定
选择泵船取水位置时,应注意以下几点:
(1)河面较宽,水流平稳,有足够的水深,洪水期不会漫坡,枯水期水深不小于1.0m。
(2)河岸稳定,岸坡坡度在1∶1.5~1∶4之间。
(3)在通航及放筏的河道中,泵船与主航道保持一定距离,防止撞击泵船。
(4)应避开大回流区,以免大量漂浮物聚集在进水口,影响进水。
(5)附近有可作为检修场地的平坦河岸。
2.3泵船船体材料
泵船船体材料有木材、钢材和钢丝网水泥等,其特点分别如下所述:
(1)木船。建造初期投资少、施工快,各地均可建造。但强度低、易腐烂、防火效果差、使用期短、养护费用高、耗用木材多。
(2)钢船。没有木船的缺点,且强度高、使用年限长,维修养护好的钢船可以使用几十年。但建造费用较贵,耗用钢材较多。
(3)钢丝网水泥船。强度高耐久性好、节省钢材和木材、造船施工技术不复杂、维修费用少、重心低、稳定性好、使用年限长。
3取水泵船特点
(1)投资省。取水泵船不需要投资建设复杂的水工建筑物及围堰,因而相对投资少,且水位落差越
大,浮船泵站节约的投资就越多。
(2)周期短。制造周期比较短,不需要等到枯水位才进行施工,一般浮船泵站的建设周期为100d。
(3)管理方便。采用自动控制系统,操作简单、安装方便,无水下操作部件,检修方便。
(4)取水水质相对较好。取水泵船一般取水面以下1.5~2.0m的水,并能随着水位变化而升降,因而所取水质较好。
(5)机动灵活。泵船较容易改变取水位置,可随着主流位置的迁移,不断改变取水位置;也可随着水位的变化自动升降。
4应用前景
取水泵船虽然有突出的优点,但其缺点也同样鲜明,当在汛期水位变幅较大、较快时,一旦来不及调整联络管与岸上出水管路的相对位置,极易引发安全事故;汛期浪大流急,浮船稳定性不好;在高水位时,无法找到固定船体的地方。另外,由于每个泵站的取水条件不同,泵站参数差别较大,其流动性有限。因而现有的浮船泵站技术导致取水泵船仍无法取代固定式泵站。但取水泵船可作为固定式泵站的一种补充、应急抗旱措施,提高灌溉和供水保证率,仍值得大力推广,湖南中海船舶限公司所生产的浮筒取水泵站已解决此问题管路全部采用浮筒式承接随水位变化而变动。
5结语
取水泵船具有较大的灵活性和适应性,没有构造复杂的水下建筑结构,所以施工周期短、收效快、投资少,使其在供水工程、农田灌溉工程、大型企业供水工程、特大型工程的供水中有着很好的应用与推广优势。

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