(1)水库水面是生活用水、养殖业和灌溉农田的重要水源。石家庄主要用水来源是滹沱河上游的岗南水库和黄壁庄水库,这两个水库提供了石家庄的大部分用水来源,当然还有一部分来源于地下水,但是石家庄近几年地下水水位呈持续下降的趋势,部分县区的地下水已经抽干,许多地区已经形成了严重的“漏斗”,地面下降和开裂状况明显,而且有继续恶化的趋势。现在许多地区地面百米以内已经无水可抽,因此,水库水面成为石家庄生活用水的重要水源。
石家庄市水域中可供养殖的水面主要是水库、池塘,有的地方还用河沟进行养殖,其中,水库水面养殖是主体。《石家庄统计年鉴》(2010年)数据显示,2009年石家庄市水产品养殖面积15552公顷,其中,水库养殖面积为14618公顷,池塘养殖面积为861公顷。在水库养殖中,以平山县面积最大,达到近9000公顷,水产品总产量超一万吨,其中鱼类产量接近7000吨;其次是灵寿县,水库养殖面积接近3000公顷,水产品总产量达到8000吨,成为石家庄市重要的商品鱼基地。在池塘养殖中,由于山区坑塘多,面积大,其养鱼面积所占比重大。其中,鹿泉市接近400公顷,平山县、正定县100公顷以上。目前,石家庄市水库、池塘养殖业已初具规模,随着养殖科学技术水平提高,将会发掘出更大潜力。
在石家庄市与土地利用关系密切的水域类型主要是水库。利用水库进行农田灌溉,是水域开发利用的主要特点之一。石家庄市属半干旱气候,水利是农业的命脉。石家庄市年总降水量为401.1~752.0毫米,时空分布不均。尤其西部山区更多。为保证农业丰收,各县、市、区在打井灌溉的同时,因地制宜兴修水渠,利用水库水源灌溉农田,取得很好效益。仅岗南、黄壁庄水库年均灌溉农田10.0万公顷以上。
(2)河流水面和水库水面所占比例大,区域分布不平衡。石家庄市河流水面占全市水域面积的34.81%,水库水面占全市水域面积的26.51%,仅河流水面和水库水面两者的面积就达全市水域面积的60%以上。但各地分配很不平衡。如平山县,河流水面和水库水面面积均处于石家庄各县(市)该类型用地的首位,而辛集市则无河流水面和水库水面。
(3)水域的开发潜力较大。各种水域具有多种开发利用价值。虽然进行了全面的治理,但就目前看,石家庄市对水域的开发利用尚有很大潜力可挖。水库坑塘的开发利用还较单一,在发展综合养殖、提高效益方面还大有文章可作,大面积的滩涂有待于进一步开发。随着经济发展水平逐渐强化,这些资源将得到充分开发利用。
(4)水质污染难以解决。水是发展渔业生产不可缺少的最基本条件,有水斯有渔。而水质问题则关系到鱼类生长发育、质量以及水面能否利用的重要条件。随着石家庄市区工业和所属各县(市、区)乡镇工业的迅速发展,排污水量日益增加,水域污染面逐渐扩大,严重危害淡水渔业的发展。2009年石家庄环境状况公报指出,城市(镇)下游河段水质多超过地表水功能区划标准,出境断面控制指标多难以达标,污染等级为中度污染以上。黄壁庄、岗南两水库均以总氮为首要污染物,其水质基本达到并保持在国家地表水二级标准范围内,但由于受上游来水和汇水区范围内面污染源的影响,两大水库氮、磷污染问题不能得到根本解决。石家庄市地下水资源短缺,地下水采补矛盾突出,受诸多因素影响,市区地下水硬度较高,具有较明显的地域分布特征,超标区域主要分布在市区中、南部。此外,受局部工业废水和生活污水排放的影响,市区内个别地下水井溶解性总固体、硝酸盐氮、氯化物及大肠菌群等有超标现象。污染物呈“带状”污染分布特征。
草坪地面灌溉主要设备是水泵机组。水泵机组包括水泵、动力机、管路、管路附件等(图7-4)。动力机包括内燃机、电动机或拖拉机。管路包括进水管路(吸水管路)和出水管路(压水管路)。管路附件包括滤网、底阀、弯头、变径接管、真空表、压力表、逆止阀和闸阀等。
图7-4 草坪地面灌溉设备
(1)水泵
①水泵的类型。水泵是草坪地面灌溉设备中的核心部件,是把动力机的机械能转变成抽送水的水力能,将水扬至高处或远处,以输送到草坪上。
水泵主要有离心泵、轴流泵和混流泵3种,如图7-5所示。其中,离心泵应用较广。离心泵中的液流,在离心力的作用下,沿与泵轴线垂直的径向平面流出叶轮。轴流泵中的液流在推力作用下,沿轴向流出叶轮。混流泵的叶轮出流方向介于离心泵和轴流泵之间,即在离心力和推力的共同作用下,液流沿斜向流出叶轮。
图7-5 水泵的类型
②离心泵的构造。离心泵通常由叶轮、泵体(壳体)、填料、密封装置、轴承、托架等组成,如图7-6所示。托架是整个水泵的支架,下部用地角螺钉固定于基座上,上部用两个轴承支承泵轴,由油室里的润滑油对轴承进行润滑。由于叶轮在泵轴一侧,故此型泵又称单级单吸悬臂式水泵。
图7-6 单级单吸式离心泵的结构
③离心泵的工作原理。如图7-7所示,当水从进水管进入水泵和泵内叶轮,泵内叶轮在动力机的带动下一起旋转时,由于离心力的作用,水便飞离叶轮向周围射去。射出去的水碰到泵壳时,速度变慢,相互拥挤,压力增加,于是水就从出水管夺口而出,把水沿出水管压到高处去。
图7-7 离心泵的工作原理
④潜水泵。潜水泵是将电动机和水泵直接联在一起,同时潜入水中工作的,是一种操作简便,结构紧凑的独特泵类。
潜水泵由电动机、水泵、扬水管和启动保护器等组成。电动机位于电泵下端,为密闭充水湿式结构。定子绕组用耐水电磁线制成。采用水润滑轴承。电动机上部装有骨架油封和防沙环组成的防沙机构,防沙性能较好。电动机上下两端各有一轴承室,装有滚动轴承和机械密封装置。电动机外壳设有两排进出水孔,使电动机工作时内部充满清水,确保电动机正常运行。水泵一般采用离心泵,由叶轮、泵壳、进水段组成,如图7-8所示。有离心式、混流式、轴流式3种。原材料均为铸铁。水泵位于电动机外伸轴上端。
图7-8 潜水泵的结构
(2)管路
抽水装置的输水管路,根据材质的不同,分为胶管、铸铁管、钢管、钢丝网水泥管、钢筋混凝土管、塑料管、黑铁皮管等。
铸铁管经久耐用,使用寿命长,几乎不需要维护,但比较笨重,一般只用于固定安装的泵站,是比较广泛使用的一种管材。
铸铁管是将生铁熔化后浇铸成的一种管道。常用的铸铁管道有承插式和法兰式两种,如图7-9所示。
图7-9 管路
(3)弯头
弯头用于管路改向拐弯处。市售成品弯头按圆弧度数通常可分90°、60°、45°、22.5°等多种,如图7-10所示,多用法兰边连接,并可分为固定和活络两种形式。
图7-10 弯头
固定泵站都用固定弯头(又叫“呆弯头”),而临时的小型水泵装置(如流动抽水船)则多用活络弯头,以便于转移和随地形调整出水方向。
管路上应尽量少用弯头,特别是进水管道上不宜转弯过多,以减少输水的水头损失。
(4)底阀
底阀装在进水管路的最下端,是一种单向阀,有盘形和蝶形两种,如图7-11所示。其功用是保证水泵启动时,进水管路和水泵内的水不漏掉,水泵工作后,阀门因水流压力差被水冲开,水被不断地泵入出水管路。当水泵停止工作时,阀门在自重和进水管路中水的重力作用下自动关闭,使泵内和进水管路内能保存余水,以备再次启动。一般底阀的水力损失大,易引发故障,故常取消底阀,改为无底阀抽水,在人工灌水的小型离心泵和混流泵上使用。滤网装在进水管吸水口和底阀的周围,常与阀体制成一体,用来防止水中杂物被泵吸入而造成事故。
图7-11 底阀
(5)闸阀
在水泵出水管路上设置闸阀,如图7-12所示。闸阀的作用为:
图7-12 闸阀
①对于采用真空泵充水的水泵装置,在启动抽真空时,用闸阀封闭出水管路。
②为了降低离心泵启动功率,启动时需用闸阀封闭出水管路。
③当水泵正常停机时,关闭闸阀,防止水流倒流,使电动机在轻载下平稳地停下来,确保安全。
④闸阀在水泵运行过程中可用来调节扬程、流量,以免发生超负荷事故。
(6)逆止阀
逆止阀又名单向阀,如图7-13所示。通常安装在出水管路上,介于水泵和闸阀之间,水流只能沿正向(与箭头相反方向)流过。其作用主要是:因事故停机而来不及关闭闸阀时,逆止阀内闸板受管内回流的冲击和本身自重的作用,在短时间内即自行关闭而隔断水流,以防止水泵叶轮迅速倒转而损坏机件。
图7-13 逆止阀
逆止阀多用于扬程较高的水泵装置。由于逆止阀易发生故障,水力损失较大,且会因停机时逆止阀突然关闭产生的水锤使水管破裂。故对于轴流泵、混流泵和扬程不太高的离心泵,其出水管路上均不用逆止阀,而多用拍门来代替,停机时拍门自动关闭,阻止水流倒流。黑色橡胶可保证关闭严密,为防止拍门突然关闭引起水锤压力,在出水管侧设置缓闭逆止阀,或在出水管口附近焊一根直径为出水管径1/6~1/5的空气管,以便在拍门关闭时进行补气。
(7)拍门
拍门是装在管路出口的单向阀,如图7-14所示。拍门的一端与管口铰接,另一端可以自由开关。水流从管内冲击时,门(盖板)被冲开。停泵或水流倒逆时,门靠自重及水流的带动迅速将管口盖住。在盖板与管口密合处,设有橡胶圈,以减小关门撞击力和减少缝隙漏水。
图7-14 拍门
(8)软接头
草坪地域高高低低,输水管路不可能都在一个平面,这就需要将某段管路变换一定角度,因此泵站须配备柔性接管,以适应因泵房与出水池沉陷过多,使出水管路受力折断。这种柔性接管就是软接头,它由两片法兰与一段橡胶短管组装而成,如图7-15所示。软接头的两头橡胶口内镶有钢丝骨架,橡胶短管内腔上嵌有尼龙布内衬,这就确保了软接头不易折断、拉裂。
图7-15 软接头