初步系统方案的总体布置

（1）初始方案1

初始方案是根据泵站占地特点设计的，东西方向长，南北方向短。来自青草沙水库的两条重力隧道的水流，先分别流到各自的配水井，再从配水井的四个孔口流到短而宽的配水渠，配水渠与前池间根据水泵的台数设有进水孔，水泵的进水流道与前池直接相连。

此方案的特点是配水井可以作为进水管道顶管施工井，配水井四个孔口设有闸门，可以在泵站充水过程中控制水的流量，避免过渡过程对重力管道的影响。

对此方案进行三维流场的数值模拟，内部流场的水流流线和流速矢量模拟结果如图2-9和图2-10所示。

图2-9 初始方案1三维流场流线

图2-10 初始方案1三维流场速度矢量

从图中可见：

①由于配水井的面积较小，进水管的出口流速较大，达1.7m／s，导致配水井中水流流态很复杂。

②配水井孔口尺寸为2m×3.5m，面积小，其出口流速大，有明显向前冲的趋势，而难以向两侧扩散，再者配水渠短而宽，导致配水渠的水流不平稳，在两侧端头形成回流和死区。

③由于配水渠水流流态不好，前池的水流受此影响，也存在孔口出流、流速增大的特点，导致整个前池水流不均衡，并且有明显的漩涡。泵站水泵进水流道的流态难以满足均衡、轴向、无旋的要求，不利于水泵运行。

此方案的特点是：水流由进水管道到进水流道经过两次90°转弯，且配水渠和前池宽而短，不易水流扩散，难以使之平顺流动。(www.xing528.com)

（2）初始方案2

由于泵站的进水和出水方向呈90°转角，且泵站有3条出水直线、24台水泵，为此将前池和进水流道布置在配水渠的两侧，虽然垂直于进水方向，但与出水方向平行。该方案的布置和流线、流速矢量如图2-11和图2-12所示。

图2-11 初始方案2三维流场流线

图2-12 初始方案2三维流场速度矢量

从图中可见进水管与配水渠的方向一致，但前池与配水渠垂直，不利前池内部的水流流动，水流流态较差。因配水渠进水的流速大，造成靠近进水侧前池的水流不顺，使两侧三个前池的水流不均匀。前池内部的水流流态差，影响进水流道的水流流态。

（3）初始方案3

考虑配水渠与前池的隔墙不利于水流均匀地进入前池，所以予以取消，同时修改配水渠末端的型线，由斜直线的燕尾状改为曲线型。其形状与流线、速度矢量如图2-13和图2-14所示。

图2-13 初始方案3三维流场流线

图2-14 初始方案3三维流场速度矢量

从图中可见，虽然取消了配水渠与前池之间的隔墙，但配水井出来的水流基本沿直线流动，仍没有均匀扩散到各个进水池，原因是配水井出口的水流流速较高，难以在配水井出口均匀扩散，结果大部分水流仍进入与配水井较远的两个进水池。虽然每4台水泵之间设置了隔墩，但除末端的前池因曲线有利于进入前池的水流改变方向外，其他前池的水流因转角太大，在前池有明显的漩涡，总的水流条件不理想。