五、电排站的规划
电排站规划包括电排站站址选定和设计装机容量的确定等。
电排站站址要服从圩区治理规划的需要，根据圩区自然条件（地形、地质、水系等）和社会经济状况（行政区划、水利、输电、交通等）拟定各种方案，择优选定。
电排站设计装机容量的确定，包括确定排涝设计流量和设计扬程两部分。
（一）机电排涝设计流量的确定
根据圩垸内具体条件应分别采用不同的方法。
1.全面抢排（即排田）情况
这种情况是圩垸内一般只有分散的湖泊、河网和沟港。一遇暴雨，圩内全部面积上的总产水量，除田间滞蓄和沟、港、湖泊滞蓄一部分外，均需由电排站在规定的排涝时间内抢排出去，故机电排涝设计流量可按下式计算：
式中 Q——电排设计流量，m3/s；
A1——圩内水稻田面积，km2；
A2——圩内旱地、道路、村庄等面积，km2；
A3——圩内河、港、湖泊水面面积，km2；
P——设计暴雨量，mm；
T——排水天数，d，根据电排设计标准确定；
t——每天开机小时数，一般电排为20～24h，机排为18～20h；
C——旱荒地次暴雨径流系数，随地区而异，各省水文站均有观测总结资料可供选用；
h1——排水临界期内稻田允许滞蓄水深，mm，即该时期水稻耐淹水深减去适宜灌水深度，随作物品种和生长期不同而异，各地区可根据试验和调查资料确定，一般取30～50mm；
h3——河网、湖泊平均滞涝水深，一般为0.6～1.0m。
2.全部自流入湖、无抢排面积的情况
这种情况是圩垸的内湖沟港容积较大，位置较低又较集中，可以调蓄来自全部排水面积上的设计暴雨径流，不存在不经湖泊调蓄、需要直接抢排的面积，此时排涝设计流量即为排湖流量。在满足一定除涝标准的条件下，排湖流量的大小取决于蓄水容积的大小和允许排湖时间的长短。
排水演算可采用图解法或列表计算法，两者计算原理是相同的，下面仅介绍当内湖蓄水容积已知的情况下，如何用图解法确定设计排水流量的大小。
图解的步骤如下：首先绘制累积产水深度曲线。各时段产水深度等于各时段降雨深度乘以暴雨径流系数。设计暴雨深度过程线一般采用排涝标准所规定的设计频率（五年一遇～十年一遇）长历时的暴雨总量（如7d～15d～30d），按典型的成涝雨型进行分配求得。将各时段的产水深度逐日累积起来，即可绘出累积产水深度曲线，如图9-7中OABC线。
其次，确定起排水位和相应的起排内湖容积所能调蓄的产水深度U0（以mm计），即
式中 V0——内湖死水位至起排水位间的调蓄容积，m3；
A——总排水面积，km2。
然后在曲线OABC上找出纵坐标等于U0的地方，如图9-9得出D点（如果降雨开始就起排，抽排线应从O点开始作起）。再自D点作不同排水深度的放射线与累积线相割，取其中一条放射线与OABC线所夹的最大间距（垂距）恰恰等于内湖容积能调蓄的产水深度U（U=
，V为内湖起排水位至调蓄水位间的调蓄容积，以m3计），这条射线的斜率即为设计排湖流量，从起排时间D′至两线的交点C对应的时间T（D′T）即为排湖时间。(https://www.daowen.com)
3.控湖排田，先排田，后排湖的情况
（1）排田装机容量大于排湖装机容量。这种情况是圩垸利用湖泊蓄积高地涝水，不能入湖的低地涝水先由电排站抢排出外河（称排田），待低地涝水排完后，再将蓄在湖泊的高地涝水提排入外河（称排湖）。如果排田装机大干排湖装机，则排田流量就作为电排站设计流量。
计算这种情况的电排站设计流量，首先必须确定留湖（河）面积，计算出河、湖蓄涝容积和高程，并据以划分自流入湖（高排区）面积与抢排（低排区）面积。其具体方法是根据地形资料，绘制内湖水位-容积曲线和圩田高程-面积曲线，将圩田高程-面积曲线转换为圩田高程-产水量曲线（计入湖泊本身产水量）。此线与湖泊水位-容积曲线的交点高程，即为内湖正常蓄涝水位。而交点高程（另加一定的输水水头损失）以上的面积为自流入湖面积，以下为抢排面积，如图9-10所示。
图9-9 累积产水深度曲线
这样确定的自流入湖面积，其涝水恰好能滞蓄在内湖中。此时，电排站设计流量仍可按式（9-8）来计算，但排水面积不是全圩区的面积，而是抢排面积，式中水田、旱地、河湖、沟港面积也应按抢排区范围进行统计。
（2）排湖装机容量大于排田装机容量。当圩垸抢排面积较小，湖泊沟港容积较大，大于控制面积总产水量的80%以上时，排湖装机往往大于排田装机。此时电排站的设计排水流量则取决于经过湖泊调蓄后的排涝水量大小。
（二）电排站设计扬程的确定
电排站的任务是将圩田（或低洼排水区）或内湖、内河存蓄的涝水按规定的排水天数排至外河（江），因此电排站的上、下水位也称为内、外水位。电排站的内水位，一般有设计内水位、最高内水位和最低内水位（控制地下水要求的水位）；外水位则有设计外水位和设计最高外水位等。将设计外水位与设计内水位之差加上相应的管路损失（约15%～20%）作为设计扬程，即H设=h设、外-h设、内+h设、损；将设计最高外水位与设计内水位之差加上相应的管路损失，作为设计最高扬程（或称校核扬程），即H校核=h最高、外-h设、内+h最高、损。设计扬程是选择水泵的依据，而设计最高扬程则用以校核水泵是否将发生汽蚀和电机是否超载。现将各种内、外水位的确定方法介绍如下。
（1）设计内水位。即水泵运转期经常出现的内水位，用以作为选泵的依据。若根据排田要求确定设计内水位，则采用一般低田（90%～95%田面涝水可以自流排入排水沟）的地面高程减去排水沟沿程水头损失和建筑物水头损失等求得；若根据排湖要求确定设计内水位，则采用内湖、河允许最低水位（养鱼、植莲要求留1.0～1.5m水深）和最高蓄涝水位的平均值减排水沟沿程水头损失和建筑物水头损失等求得。
（2）最高内水位。根据设计暴雨径流全部不能排除时所造成的涝水位高程来确定，用以决定电机层楼板高程或机房挡水高程。
（3）最低内水位。它是确定水泵安装高程的依据。要满足以下两方面的要求：①预降蓄涝容积水位的要求，最低降至调蓄容积的死水位；②作物对降低地下水位的要求，一般按大部分耕地高程减去作物的适宜地下水埋深（盐碱土地区为地下水临界深度）再减0.2～0.3m。上述水位考虑渠道水头损失推算至前池，取其中较低者为设计最低内水位。
（4）设计外水位。它是选择水泵的依据。一般采用排水临界期较常出现的外河水位进行分析，即根据历年外河水位资料，选排涝期内按排涝天数平均的高水位进行频率计算，然后按设计频率确定设计外水位。在排田情况下，可采用临界期一定频率（五年一遇或十年一遇）的一日、三日或五日（与排水天数相应）的平均最高水位作为设计外水位。在排湖情况下，由于排水天数较长，可达15～20d，一般采用与设计暴雨同一典型年的外河水位作为设计外水位过程进行排水演算。
对受潮汐影响的外水位，原则上可按上述方法确定，但应考虑潮汐影响。一般取相应于设计排涝天数的平均半潮位。
图9-10 抢排面积和自流入湖面积图介法
（5）设计最高外水位。用以决定水泵的校核扬程。一般取相应设计标准的年最高水位或排涝期间外河最高水位的平均值作为设计最高外水位。
（三）设计装机容量与机组机型的选定
一般先根据设计流量和设计扬程确定水泵型号和需要台数，然后以校核扬程检验电动机是否超载和水泵是否汽蚀。通常按下列公式计算水泵的有效功率N效和水泵的轴功率N轴以及动力机所需要的配套功率（即设计装机容量）N配。
上三式中 Q——排涝设计流量，m3/s；
H——设计扬程，m；
γ——水的容重，γ=1000kg/m3。
η——水泵的效率，标记在水泵的性能曲线上，也可按表格的数据取值。
η传——机械传动效率，%；
K——动力机备用系数。