機(jī)械排水

機(jī)械排水系統(tǒng)一般由排水溝系統(tǒng)、抽水機(jī)械設(shè)備、容泄區(qū)等組成。排水區(qū)域內(nèi)過多的地面水或地下水通過排水溝系統(tǒng)匯集起來，并輸送到泵站進(jìn)水口，由泵站抽排至容泄區(qū)。泵站代替了自流排水的泄水建筑物，起著排水口的作用。排水溝系統(tǒng)包括田間工程、排水溝道及其建筑物,可采用明溝排水系統(tǒng)或暗管排水系統(tǒng),也可采用豎井排水系統(tǒng)。抽水機(jī)械設(shè)備包括水泵、動(dòng)力機(jī)械、傳動(dòng)裝置、進(jìn)出水管道(或流道)、輔助設(shè)備以及為保證這些設(shè)備正常運(yùn)行所必需的各種建筑物(見農(nóng)田排灌機(jī)械)，可以建成泵站，也可以是簡單的抽水裝置。容泄區(qū)一般指江、河、湖、海。它承納和宣泄抽排出來的水流。

為了減少裝機(jī)容量，降低費(fèi)用，節(jié)約能耗，在實(shí)施機(jī)械排水時(shí)，要貫徹全面規(guī)劃、綜合治理的原則,同時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問題:

①內(nèi)、外水分開排。機(jī)械排水區(qū)一般地勢低洼，四周高水容易入侵，應(yīng)加強(qiáng)堤防、等高截流、開溝撇洪等農(nóng)田水利工程，以杜絕客水入侵。

②高、低水分開排。平原圩區(qū)的內(nèi)部地面高程仍有一定懸殊，應(yīng)分級(jí)加以控制。高田之水盡量爭取時(shí)機(jī)進(jìn)行自流排，避免高水匯流低田，以減少低田排水流量和降低排澇揚(yáng)程。

③利用河網(wǎng)滯蓄。包括發(fā)揮湖泊或洼地的滯蓄作用，也是降低排水裝機(jī)容量的有效措施。

④充分發(fā)揮排水機(jī)械設(shè)備的效益。圩區(qū)排水量一般大于灌溉水量，若按排澇標(biāo)準(zhǔn)裝機(jī)，則可利用部分動(dòng)力實(shí)行灌排結(jié)合。不排水時(shí)可利用動(dòng)力開展綜合利用，進(jìn)行農(nóng)副產(chǎn)品加工，以增加收入，降低排灌成本。

⑤根據(jù)機(jī)械排水流量大、揚(yáng)程低的特點(diǎn)，宜選用軸流泵和混流泵。當(dāng)揚(yáng)程在1~4米時(shí)，宜選用貫流式或軸伸式(臥式)軸流泵裝置;當(dāng)揚(yáng)程在4~8米時(shí)，可選用立式軸流泵或混流泵，揚(yáng)程超過10米時(shí)一般采用混流泵。

中國南宋時(shí)期南方沿海地區(qū)普遍使用翻車(即龍骨水車)進(jìn)行農(nóng)田排水。至元、明時(shí)期，由于輪轂和轉(zhuǎn)軸等機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，出現(xiàn)了畜力、風(fēng)力驅(qū)動(dòng)的翻車。

1911年,江蘇省出現(xiàn)小型煤油機(jī)帶動(dòng)龍骨水車排水,這是中國運(yùn)用現(xiàn)代機(jī)械排水的開始。1924年江蘇吳江縣利用電廠余電進(jìn)行電力排水。

1949年后，大、中、小型泵站迅速發(fā)展,至1985年機(jī)械排水面積已達(dá)6800萬畝,約占除澇面積總數(shù)的25%。中國建造的第一座大型泵站──江都排灌站,裝機(jī)容量49800千瓦,抽水流量473立方米/秒,既可排除里下河地區(qū)的內(nèi)澇水，又可抽引長江水灌溉廣大農(nóng)田,并將成為南水北調(diào)東線工程的起點(diǎn)(見彩圖)。珠江三角洲、 太湖流域、杭嘉湖平原、江漢平原、洞庭湖地區(qū)等均已形成了大、中、小型設(shè)施相結(jié)合的機(jī)電排灌網(wǎng)，基本上實(shí)現(xiàn)了排灌作業(yè)機(jī)械化。

歐洲運(yùn)用現(xiàn)代化機(jī)械排水較早，1836年荷蘭人已用蒸汽機(jī)推動(dòng)唧筒排干哈勒姆湖水進(jìn)行人工造田。19世紀(jì)末期，由于電動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)的發(fā)明，葉片泵獲得廣泛應(yīng)用，機(jī)械排水得以較快發(fā)展。1978年，日本在日光川河口建立的排水站，水泵葉輪直徑達(dá) 4.6米，是世界現(xiàn)有立式軸流泵中最大的。機(jī)械排水正繼續(xù)向著大型化、現(xiàn)代化方向發(fā)展。

泵站建筑物的布置主要根據(jù)其擔(dān)負(fù)的任務(wù)和要求、設(shè)備類型、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及水文地質(zhì)等條件確定。一般采用下述幾種形式:

①單純排澇站。泵站建在排水閘旁， 共用一條排水干溝。

②排灌結(jié)合站。若內(nèi)河水質(zhì)良好可用作灌溉用水時(shí)，則在出水池上用涵閘控制排水和灌溉。若必須引外河水灌溉，可結(jié)合自排閘控制引水灌溉。

③站閘結(jié)合。有些小型排灌站把引水或排水涵洞布置在泵站站房和出水池下面，既可抽排和抽灌,又可自排和自灌,也可結(jié)合預(yù)降內(nèi)河水位進(jìn)行灌溉。

近年來中國創(chuàng)造的一種雙向流道布置形式，將泵房和排灌控制閘結(jié)合成整體建筑物,可使工程更為緊湊,同樣起著灌、排水和降低水位的作用。

礦井涌水量呈季節(jié)性周期變化，雨季(或溶雪期)達(dá)高峰，最大涌水量可為正常涌水量的1.5~3倍或更多。焦作煤田是中國涌水量大的礦區(qū)，據(jù)1977年統(tǒng)計(jì)，總涌水量每日達(dá)60萬米3，年排水耗電3.2億度，年排水費(fèi)用達(dá)1700萬元，噸煤排水費(fèi)3.61元，占原煤成本21%。排水方法有自流排水和機(jī)械排水兩種。為防止礦山水災(zāi)，露天和地下開采均須有良好的排水系統(tǒng)和設(shè)備。