南水北調寶應抽水站流量定線方法探討（水利）
南水北調寶應抽水站流量定線方法探討（水利）
王亞賓 錢睿智 王永東
（江蘇省水文水資源勘測局揚州分局，江蘇揚州 225002）
【摘 要】 本文以寶應抽水站為例，對臨界揚程抽水站流量定線方法進行了研究。鑒于寶應抽水站揚程處于低揚程和高中揚程的分界處，根據(jù)實測流量資料，按照規(guī)范給定的低揚程和高中揚程抽水站流量定線方法，分別確定了該站的流量關系曲線，并對定線結果進行了檢驗和精度評定。結果表明兩種定線方法均可行，且定線精度較高。通過本文研究，豐富了寶應抽水站的流量定線方法，為處于揚程分界處的抽水站流量定線提供了參考案例。
【關鍵詞】 抽水站；流量；定線
中圖分類號：TV123 文章編號：1005-4774( 2016) 05-0025-05
抽水站流量定線是水文資料整編內容之一，主要用于推算水量和泵站效率系數(shù)，是科學調度水資源和經濟評價的重要技術手段�！端馁Y料整編規(guī)范》SL 247-2012給出了低揚程(0~6m)抽水站和高中揚程抽水站的流量計算公式和定線方法。實際中，有些抽水站的揚程處于低揚程和高中揚程的分界處，這種臨界揚程抽水站該如何進行流量定線尚待研究，例如南水北調寶應抽水站（下稱寶應站）設計揚程7. 6m，實際運行揚程在6m左右，本文試用低揚程和高中揚程兩種定線方法對寶應站進行流量定線，希望達到豐富該站流量定線方法的目的。
2. 研究方法
2.1 寶應站概況
寶應站位于江蘇省揚州市寶應縣范水鎮(zhèn)，是南水北調東線一期工程的水源工程，主要作用是與江都抽水站組成第一級抽水站，也可以抽排里下河地區(qū)澇水。該站站上通過引河與京杭大運河相連，站下通過潼河與里下河地區(qū)水網溝通，設計流量100m3/s，設計揚程7. 6m，選用3500HDQ-7.6型立式導葉式液壓全調節(jié)混流泵，配TL-3400/48立式同步電動機4臺套（3主1備），總裝機容量13600kW。2005年10月，該站通過試運行驗收。
2.2流量測驗
2014年5月南水北調東線全線試通水和8月南四湖生態(tài)應急調水期間，江蘇省水文水資源勘測局揚州分局在寶應站進行，了流量測驗。測流斷面位于該站下游河道順直、水流平穩(wěn)處，測流采用600Hz走航式AD-CP；水尺斷面位于該站上、下游水流平穩(wěn)處，水位觀測采用固態(tài)存儲水位計；泵機開機臺數(shù)和功率在該站運行管理系統(tǒng)上抄錄。流量測驗執(zhí)行《聲學多普勒流量測驗規(guī)范》SL 337-2006，測驗成果見表1。
兩次測驗實測流量共35次，揚程范圍4. 91~6. 5m，流量范圍32.7~107m3/s，開機臺數(shù)1～3臺，基本包含了該站不同的運行狀態(tài)，測點分布合理，測驗資料滿足《水文資料整編規(guī)范》中流量定線的要求。
2.3 低揚程抽水站定線
根據(jù)《水文資料整編規(guī)范》，低揚程抽水站流量定線采用指數(shù)函數(shù)法，流量計算公式為：
a．分析h~( Q/N)關系。根據(jù)流量測驗資料，計算各測次的揚程h和Q／Ⅳ，繪制h~( Q/N)關系線圖，如圖1所示。
據(jù)圖1定出h~( Q/N)關系線，為：
d．檢驗與評定。按照《水文資料整編規(guī)范》要求，流量關系曲線為單一曲線，且測點在10個以上者，應做符號檢驗、適線檢驗和偏離數(shù)值檢驗，當檢驗結果均接受原假設時，才能認為定線合理。
采用南方片水文資料整編系統(tǒng)SHDP2.0，對寶應站流量關系曲線[式(4)]進行上述三項檢驗，結果見表2。
由表2可見，該流量關系曲線的三項檢驗全部通過，說明定線合理。
《水文資料整編規(guī)范》規(guī)定電力抽水站以電功率作參數(shù)的流量關系曲線精度同堰閘站，其中一類精度水文站定線精度指標為隨機不確定度10%，系統(tǒng)誤差±2%。該流量關系曲線的隨機不確定度為6%，系統(tǒng)誤差為0.2%，滿足一類精度水文站定線精度指標要求，表明該流量關系曲線精度較高。
2.4 高中揚程抽水站定線
根據(jù)規(guī)范，高中揚程抽水站流量定線采用效率法，流量計算公式為：
b．流量計算公式。將式(6)代入式(5)，得到寶應站流量關系曲線：
c．檢驗與評定。采用南方片水文資料整編系統(tǒng)SHDP2.0，對寶應站流量關系曲線[式(7)]進行符號檢驗、適線檢驗和偏離數(shù)值檢驗，結果見表3。
由表3可見，該流量關系曲線的三項檢驗全部通過，說明定線合理。
該流量關系曲線的隨機不確定度為5. 4%，系統(tǒng)誤差為0，滿足一類精度水文站定線精度指標要求，表明該流量關系曲線精度較高。
3 應用與分析
根據(jù)寶應站流量關系曲線式(4)和式(7)分別計算各測次流量，并與實測流量進行比較，結果見表4。
在生產中，尚需以實測流量對關系曲線進行檢驗，以保證其準確可靠，當發(fā)現(xiàn)不合理現(xiàn)象時，可從流量測驗和機組狀態(tài)變化等方面分析原因，對流量關系曲線進行調整，直到滿足規(guī)范要求為止。當推求流量在測點范圍內時，其精度穩(wěn)定可靠，而在測點范圍外推流量，其精度無法保障，需謹慎使用，此種情況可通過增加不同工況的實測流量資料，而擴大和完善流量關系曲線的適用范圍。
4結論
本文對寶應站按低揚程和高中揚程分別進行了流量定線，兩條曲線均通過了三項檢驗，且精度較高，表明兩種定線方法均可行，達到了豐富該站流量定線方法的目的。兩種定線方法均涉及揚程h、電功率N和實測流量Q，提高流量測驗精度，有利于保證流量定線精度和推流精度。機組效率與機組的調試、運行和維修等運行條件密切相關，當運行條件發(fā)生變化時，會引起機組效率的變化，從而影響流量曲線的準確度，因此要加強水文測驗部門和抽水站運行管理部門之間的溝通，以確保流量關系曲線有效，從而達到水資源計量精準的目標。
