4 基本资料
4.1 进、出口水库特征水位 进口水库—汤浦水库
总库容 23488万方 调节库容 17520万方 正常蓄水位 32.0米 死水位为 12.0米 集雨面积 460平方公里 多年平均来水量 3.66亿方 供水能力 100万方/天 出口水库—达郭水库 总库容 93万方 调节库容 43.6万方 最高调节水位 70.5米 最低调节水位 65.0米 4.2 水泵及其附属设备
水泵台数： 4台 水泵型号： YJG48-20I
额定扬程H： 52.7m （#1水泵、#2水泵）
57.2m （#3水泵） 49.7m （#4水泵）
额定流量Qr： 5.0m3/s（#1水泵、#2水泵、#4水泵）
5.3 m3/s（#3水泵）
额定转速nr： 500 r/min 转动惯量GD2： 14.5 t-m2 电机额定功率P： 3500kW
水泵进口侧装设1台手电动蝶阀，型号为D941X—6，DN1800。水泵出口侧装设一台液控缓闭止回阀，型号为KD741—V，DN1600，并装设一台手/电动蝶阀，型号为D941X—10，DN1600。水泵进出水管的管中心高程分别为5.6m和9.5m,参见附图8。
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4.3 输水管道及隧洞
水泵输水系统从汤浦水库至达郭水库依次由下列六部分组成：取水口段（含方圆渐变段，总长22m）、取水隧洞（总长667.39）、取水连接管(总长87m，其中主管47m，支管40m)、水泵、出水连接管(总长200m，其中主管156m，支管44m)、出水隧洞(含出水口段,洞线总长3912.41m)，参见附图1～附图4。输水管道管线全长∑L=4888.8m。其中出水隧洞洞线全长3912.4m，(平面桩距3908.0m),其沿线除一内径3.7m、长度93m的现浇钢筋混凝土明管外，各隧洞断面根据不同的围岩特性采用了不同的衬砌形式，参见附图4。其中A型为不称砌断面，净面积15.392，全长约1500m：B型为素喷或锚喷支护断面，净面积14.152m2，全长约1200m（含出水口段）：C型为钢筋混凝土衬砌断面，净面积10752，全长约950（含出水口段）：D型为钢板衬砌断面，净面积8.553m，长度170m。
5 方案说明
5.1 有关规范要求及条件 5.1.1水工隧洞设计规范规定：
⑴低流速(≤10m/s)泄水隧洞，正常情况下按明流方式运行者，可在校核洪水位时可出现明满流交替的运行方式。
⑵作用在衬砌上的荷载，按其作用状况分为基本荷载和特殊荷载两类，两类荷载定义及内容应符合下列规定：①基本荷载：长期或经常作用在衬砌上的荷载。基本荷载包括衬砌自重、围岩压力、预应力、设计条件下的内水压力(包括动水压力)以及稳定渗流情况下的地下水压力等。②特殊荷载：出现机遇较少的不经常作用在衬砌上的荷载。特殊荷载包括地震作用、校核水位的内水压力（包括动水压力）和相应的地下水压力、施工荷载、灌浆压力以及温度作用等。
⑶隧洞的内水压力应根据隧洞进出口特征水位，结合隧洞各种运行工况，按可能出现的最大内水压力（包括动水压力）确定。对基本组合的内水压力值，特征水位取设计洪水位及其组合；对特殊组合的内水压力值，特征水位取校核洪水位及组合。
根据上述：非正常停泵时可允许出现负内水压力，但必须要进行校核。 5.1.2方案控制条件：
⑴根据上述设计院及河海大学对隧洞结构的计算分析结论，内水压力值不大
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于-6.0m，不会造成隧洞破坏事故。因此，本方案中输水隧洞洞顶的最小内水压力控制值-6m。
⑵输水隧洞产生最大内水压力值满足规范设计要求。
⑶水泵出口阀门关闭规律按目前的正常停机方式，即：从水泵失电时刻开始，在20秒内，出口阀由全开（τ=1.0，θ=900 ）匀速关闭至拐点开度（τm=0.167，θm=150 ），然后在80秒内，出口阀由拐点开度匀速关闭至全关（τ=0，θ=00 ）。水泵失电后的最大反转速均小于其额定转速，不会发生水泵机组飞逸破坏事故；水力振动较小；最小内水压力远小于控制值。
5.2 计算公式及推导过程
设汤浦水库水位Ha(m)、达郭水库水位Hb(m)、供水量为Qg (m3/s) 、泵#1、#2、#3并联运行，流量分别Q1(m3/s)、Q2(m3/s)、Q3(m3/s)、扬程分别为H1(m)、H2(m)、H3(m)、效率分别η1、η2、η3 ,电机效率近似为常数ηa。求泵并联运行时泵的效率η；净扬程H0；并联运时相对较差工况点流量与最高效率点流量的比值Δ；电机输入功率P（KW） ；电费F元）与供水量Qg之间关系。
ⅰ) η=(Q1ⅱ) H0=Hb-Ha (m)
ⅲ) Δ1= Q1/ Q1OPT； Δ2= Q2/ Q2OPT ； Δ3= Q3/ Q3OPT （设Δ1>Δ2>Δ3>1） Δ=Δ1
式中Q1OPT 、Q2OPT 、Q3OPT——分别为单台泵最高效率工况点流量，m3/s； ⅳ) P=(0.001?ρg /a)? (Q1H1/η1+ Q2H2/η2+ Q3H3/η3) (KW) ⅴ) 泵并联运行时总流量Q= Q1+Q2+Q3
时间T=Qg/（3600?Q）（小时）
① 若T≤10 F= P?T?0.371（元）
② 若 10＜T≤13 F= P?(10?0.371+(T-10)?0.779) （元） ③ 若13＜T≤15 F= P?((T-3)?0.371+3?0.779) （元） ④ 若15＜T≤24 F= P?(12?0.371+(T-12)?0.779) （元） 5.3 其他有关说明
5.3.1根据泵站运行及供水实际，本次方案仅考虑单台、两台和三台泵组并联运行的情况。至于四台水泵并联运行状况，条件不具备也没有必要，理由如下:
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）/(Q1H1/η1+ Q2H2/η2+ Q3H3/η3)
四台水泵并联运行时产生停泵水锤必须控制在-6m以内，根据水力过渡过程计算分析最终报告可以得出仅有一种情况适合，即汤浦水库水位▽32m时；达郭水库 水位从▽66.3到▽70m，详见下表1。
表1 汤浦水库水位（m） 32 达郭水库水位（m） 65 66.3(近似用内插法得到) 70 最小内压（m） -6.9 -6 -3.5 Δ 1.3 1.29 1.24 显然在负压控制区域内#3泵工况不是很理想。
说明：Δ表示四泵并联运行时3#泵工况的流量与最高效率点流量比值；一般Δ在0.6～1.3范围内取值，以接近1较为理想。水泵长期在小流量（Δ＜=0.6）或大流量(Δ＞1.3) 不利工况下运行，影响泵的使用寿命。
5.3.2 汤浦水库水位短期稳定，年际变幅较大（区间12.0m～32.0m）；达郭水库水位长期稳定，每天变幅较大（区间65.0m～70.0m）。方案对汤浦水库水位分段（12m、15m、17m、20m、23m、26m、29m、32m）对应达郭水库水位区间（65m～70m）逐段进行分析。依次考虑汤浦水库水量调度、绍兴方向需水量（供水量），单泵、双泵及三泵并联运行时隧洞计算负压值（安全性），泵的流量、效率、扬程（经济合理性）等因素，比较不同组合的优次，确定最佳调度方案。
6 计算成果分析
6.1 一般情况分析
6.1.1 供水量是确定采用单泵运行、双泵或三泵并联运行方式的基础，同时考虑尽量利用低谷电能。本方案只考虑单泵、双泵及三泵并联运情况；原则上日供水小于25万吨时，采用单泵运行，完全利用夜间谷电；30万吨以下时采用单泵运行，适当利用峰电；日供水35万吨以上时，45万吨以下时，采用双泵并联运行方式；适时利用峰电；日供水55万吨以上时，采用三泵并联运行方式。供水量与流量关系详见下表2。
表2
日供水量 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 （万吨） 运行10小时 6.94 8.33 9.72 11.11 12.50 13.89 15.28 16.67 18.06 19.44 3所需流量（m/s） 运行15小时 4.63 5.56 6.48 7.41 8.33 9.26 10.19 11.11 12.04 12.96 3所需流量（m/s） - 9 -
运行24小时 2.89 3.47 4.05 4.63 所需流量（m3/s） 5.21 5.79 6.37 6.94 7.52 8.10 6.1.2汤浦水库低水位，泵并联运行时，隧洞出现较大负压值，特别是 #3泵参与组合的情况。然而，随着汤浦水库、达郭水库水位升高负压值趋减。根据计算结果分析后绘制非控制区域：如见下图Ⅰ三角形ABC。（二泵并联组合说明，三泵并联时非控制区域范围更大）；根据汤浦水库水量调度（低水位时要限水供应）和负压非控制区域得出：当汤浦水库水位从12m到20m之间采用单泵运行较合理。
6.1.3汤浦水库水位在中间段时，单泵、双泵或三泵并联运行时，水泵工况情况和效率、隧洞内压情况良好。
6.2 单台泵组运行优化调度计算分析
6.2.1单台泵组运行产生最大负压值为-3.6m,并且产生负内压区域较小，在一般情况下不考虑负压对调度影响。
6.2.2单台泵组运行主要在考虑效率和工况点的情况下得到优化调度，详见表3：
表3
#4 净扬程（H0） 效率（η） 58 55 53 50 48 45 41 39 36 33 55.8 79.2 85.1 88.7 88.9 88 85.4 87.4 82.6 80.5 说明：
1、一般Δ在0.6～1.3范围内取值，以接近1较为理想。水泵长期在小流量（Δ＜=0.6）或大流量(Δ＞1.3) 不利工况下运行，影响泵的使用寿命。
2、最优运行方式:#3←#2（1）←4#， 其中#3表示最优、#2（1）为其次、4#为较差。
Δ #2（1） 效率（η） Δ #3 效率（η） Δ 最优运行方式 0.44 79.1 0.73 86.5 0.84 88.3 0.96 88.8 1.02 88.6 1.09 87.5 1.17 85.5 1.1 84 0.74 90.6 0.88 90.4 0.94 90.1 1.02 89 1.06 87.8 1.12 86 1.18 83.4 1.22 81.7 1.24 81.5 1.29 77 0.98 #3←#2（1） 1.07 #3←#2（1） 1.11 #3←#2（1）←#4 1.16 #2（1）←#4←#3 1.2 #4←#2（1）←#3 1.24 4#←#2（1）←#3 1.29 #4/2（1）←33 1.33 #4←#2（1） 1.34 #4/2（1） 1.39 #4/2（1） 1.23 82.9 1.28 80.4 6.2.3单台泵组运行主要在考虑电费情况下得到优化调度，详见表4：
表4
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