姜 凱

（河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，天津 300250）

在水源水位變幅較大，建固定式泵站投資大、工期長(zhǎng)、施工困難的場(chǎng)地建站，應(yīng)考慮取水泵船。因?yàn)樗哂休^大的靈活性和適應(yīng)性，沒(méi)有構(gòu)造復(fù)雜的水下建筑結(jié)構(gòu)，所以施工期短，收效快，投資少。

1 固定式泵站缺點(diǎn)

水源水位變幅較大時(shí)建固定式泵站相較于泵船具有以下缺點(diǎn)：

（1）基建投資高。工程造價(jià)高，而且設(shè)備配套和人員配套費(fèi)用高。固定泵站通常需要建設(shè)復(fù)雜的水工建筑物，枯水季節(jié)與豐水季節(jié)水位落差較大時(shí)，固定泵站的投資會(huì)更大。

（2）圍堰費(fèi)用高。固定泵站一般在枯水季節(jié)施工，施工前一般采用圍堰施工措施，往往需要較高的圍堰費(fèi)用。

（3）周期長(zhǎng)。固定泵站的土建施工要等到枯水季節(jié)才能施工，而且需要較深的基坑開挖、高難度建筑泵房，所以建設(shè)周期較長(zhǎng)。

（4）取水水質(zhì)差。固定泵站只能取下層水，由于下層水沉淀物比較多，污染程度較高，泥沙含量高，造成了固定泵站所取水質(zhì)較差。

（5）使用受限制。固定泵站受水位變化的影響很大，削弱了其取水能力。

2 取水泵船技術(shù)概要

2.1 泵船的構(gòu)造

取水泵船主要由水泵、浮船、聯(lián)絡(luò)管（用以連接水泵出水管和岸上輸水管）、岸上輸水管、閥門、供配電設(shè)備、起吊設(shè)備和系留設(shè)備等組成，另外還有照明、通訊設(shè)備、船體防護(hù)設(shè)備及水位報(bào)警設(shè)備等。水泵安裝在浮船上，浮船隨著水位的變化自動(dòng)升降，通過(guò)調(diào)整聯(lián)絡(luò)管和岸上輸水管路的相對(duì)連接，來(lái)適應(yīng)地理?xiàng)l件及水位落差變化等因素的影響。

2.1.1 聯(lián)絡(luò)管的連接形式

2.1.1.1 球形接頭鋼聯(lián)絡(luò)管

鋼聯(lián)絡(luò)管的兩端各有1個(gè)球形活動(dòng)接頭，一端與水泵的出水管連接，一端與輸水岔管連接。連接的方式一般為階梯式，當(dāng)水源水位升降較小，泵船隨之升降，聯(lián)絡(luò)管或球形活動(dòng)接頭允許有較小的彎曲和轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)水源水位升降較大時(shí)，應(yīng)移動(dòng)船位和更換聯(lián)絡(luò)管與岔管的接頭（更換時(shí)應(yīng)停止抽水）。這種連接形式一般適用于站址岸坡較緩，水源水位漲落速度較慢的場(chǎng)地。

2.1.1.2 搖臂式鋼聯(lián)絡(luò)管

這種連接方式適用于站址岸坡較陡，水源水位升降變化較快或水源水流流速較大的場(chǎng)合。在岸坡高于正常水位處設(shè)置支墩，用來(lái)支承固定輸水管和聯(lián)絡(luò)鋼管的活動(dòng)套筒接頭。聯(lián)絡(luò)鋼管的另一端和出水管連接處也設(shè)置一套活動(dòng)套筒接頭 （固定在泵船上），組成一套可以三向活動(dòng)的搖臂聯(lián)絡(luò)管。在水位升降時(shí)，自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整聯(lián)絡(luò)鋼管的斜度，以配合船體的升降，并且不必中斷抽水，管理方便。船體還可以水平轉(zhuǎn)動(dòng)，洪水期可靠岸停泊，便于錨固，但套筒在工作時(shí)摩擦力大，容易漏水。

2.1.1.3 橡膠接頭鋼聯(lián)絡(luò)管

將鋼聯(lián)絡(luò)管兩端用帶法蘭盤的橡膠軟管連接，固定在鋼結(jié)構(gòu)的引橋上，而鋼引橋兩端，一端是用岸邊高出洪水的支墩或框架上的懸掛結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，另一端位于泵船側(cè)面的球形支座上，并在球形支座上裝上能受拉、受壓的兩套彈簧以緩沖泵船受風(fēng)浪影響造成離岸或靠岸移動(dòng)。這種形式適用于取水量較大、河水流速較急、河岸較陡的情況，且不需更換接頭，即可適應(yīng)泵船的移動(dòng)和升降。由于岸上接頭在最高水位以上，引橋兼作交通橋，故操作管理方便。但引橋用鋼材較多是其缺點(diǎn)。

2.1.2 浮船的平面布置

浮船的平面布置主要包括設(shè)備間和船首、船尾等部分，設(shè)備間一般可分為上承式和下承式兩種：

上承式指將水泵機(jī)組安裝在船甲板上面，如圖1。這種布置便于安裝和操作，進(jìn)、出水管可鋪設(shè)在甲板上。但這種布置基礎(chǔ)高，重心也高，穩(wěn)定性差，振動(dòng)大。

下承式指將水泵機(jī)組安裝在船艙底骨架上，如圖2，所以重心低，穩(wěn)定性好，振動(dòng)小。但管理、操作和通風(fēng)條件較差，同時(shí)，因吸水管穿過(guò)船舷，故僅用于鋼結(jié)構(gòu)船體。

圖1 上承式設(shè)備布置圖

圖2 下承式設(shè)備布置圖

船的首尾甲板上，應(yīng)根據(jù)泵船的錨固和移位方式及操作要求，布置絞盤、系纜樁、導(dǎo)纜鉗等設(shè)施。

2.2 泵船位置選定

選擇泵船取水位置時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）河面較寬，水流平穩(wěn)，有足夠的水深，洪水期不會(huì)漫坡，枯水期水深不小于1.0m。

（2）河岸穩(wěn)定，岸坡坡度在 1∶1.5～1∶4 之間。

（3）在通航及放筏的河道中，泵船與主航道保持一定距離，防止撞擊泵船。

（4）應(yīng)避開大回流區(qū)，以免大量漂浮物聚集在進(jìn)水口，影響進(jìn)水。

（5）附近有可作為檢修場(chǎng)地的平坦河岸。

2.3 泵船船體材料

泵船船體材料有木材、鋼材和鋼絲網(wǎng)水泥等，其特點(diǎn)分別如下所述：

（1）木船。建造初期投資少、施工快，各地均可建造。但強(qiáng)度低、易腐爛、防火效果差、使用期短、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高、耗用木材多。

（2）鋼船。沒(méi)有木船的缺點(diǎn)，且強(qiáng)度高、使用年限長(zhǎng)，維修養(yǎng)護(hù)好的鋼船可以使用幾十年。但建造費(fèi)用較貴，耗用鋼材較多。

（3）鋼絲網(wǎng)水泥船。強(qiáng)度高耐久性好、節(jié)省鋼材和木材、造船施工技術(shù)不復(fù)雜、維修費(fèi)用少、重心低、穩(wěn)定性好、使用年限長(zhǎng)。

3 取水泵船特點(diǎn)

（1）投資省。取水泵船不需要投資建設(shè)復(fù)雜的水工建筑物及圍堰，因而相對(duì)投資少，且水位落差越大，浮船泵站節(jié)約的投資就越多。

（2）周期短。制造周期比較短，不需要等到枯水位才進(jìn)行施工，一般浮船泵站的建設(shè)周期為100d。

（3）管理方便。采用自動(dòng)控制系統(tǒng)，操作簡(jiǎn)單、安裝方便，無(wú)水下操作部件，檢修方便。

（4）取水水質(zhì)相對(duì)較好。取水泵船一般取水面以下1.5～2.0m的水，并能隨著水位變化而升降，因而所取水質(zhì)較好。

（5）機(jī)動(dòng)靈活。泵船較容易改變?nèi)∷恢?，可隨著主流位置的遷移，不斷改變?nèi)∷恢?；也可隨著水位的變化自動(dòng)升降。

4 應(yīng)用前景

取水泵船雖然有突出的優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也同樣鮮明，當(dāng)在汛期水位變幅較大、較快時(shí)，一旦來(lái)不及調(diào)整聯(lián)絡(luò)管與岸上出水管路的相對(duì)位置，極易引發(fā)安全事故；汛期浪大流急，浮船穩(wěn)定性不好；在高水位時(shí)，無(wú)法找到固定船體的地方。

另外，由于每個(gè)泵站的取水條件不同，泵站參數(shù)差別較大，其流動(dòng)性有限。因而現(xiàn)有的浮船泵站技術(shù)導(dǎo)致取水泵船仍無(wú)法取代固定式泵站。但取水泵船可作為固定式泵站的一種補(bǔ)充、應(yīng)急抗旱措施，提高灌溉和供水保證率，仍值得大力推廣。

5 結(jié)語(yǔ)

取水泵船具有較大的靈活性和適應(yīng)性，沒(méi)有構(gòu)造復(fù)雜的水下建筑結(jié)構(gòu)，所以施工周期短、收效快、投資少，使其在供水工程、農(nóng)田灌溉工程、大型企業(yè)供水工程、特大型工程的供水中有著很好的應(yīng)用與推廣優(yōu)勢(shì)。

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