我国泵站的发展现状问题及对策

我国泵站的发展现状、问题及对策1、泵站现状1.1、基本情况截止2004年底，全国已拥有大、中、小型固定灌排泵站50余万座，配套机井418万眼，各种农用水泵593万台，机电灌排动力保有量近8000万kW，占全国农用总动力的1／4强。在50万座泵站中，登记在册并实行正规管理的有33.5万座，装机容量2373.5万kW、机井装机2370.6万kW。此外还有水轮泵站2.15万处、水轮泵3.5万台、喷灌机组30万台。全国泵站灌排总效益面积达5.3亿亩。其中灌溉面积：4.68亿亩，排涝面积0.62亿亩。全国大型泵站共383处，装机总功率达449万kW。其中，承担防洪排涝的泵站有269处，装机总功率222万kW。几十年来，国家投入巨资沿各大流域及其它主要河流、湖泊，修建了堤防、涵闸和泵站；在山区和丘陵地区兴建水库，拦洪、发电和灌溉工程；在无自流条件的易涝和干旱地区，兴建泵站除涝抗旱。随着机电灌排事业的发展，特别是大型泵站的建设，在太湖、洞庭湖、东北平原、江汉平原、珠江三角洲等地区，形成了大面积旱涝保收、稳产高产的农业生产基地，多数地区已成为我国重要的商品粮棉基地。在西北等干旱缺水地区还建成了一批高扬程提灌工程，从根本上改变了荒滩旱塬地区的干旱、低产、贫困面貌，促进了当地经济发展和人民生活水平的提高。在我国大型泵站比较集中的省份，已初步形成了以大型泵站为骨干，重点中型泵站为主体，小型泵站为补充的灌溉、排涝工程体系。全国大型泵站数量与功率现状图分布状况(1)长江中下游及珠江三角洲以低扬程排涝泵站为主的地区主要包括长江中下游地区的湖北、湖南、江西、安徽、江苏、浙江和珠江三角洲地区的广东等7省。该区泵站的特点是以低扬程轴流泵排涝泵站为主。已建成的大面积泵站灌排地区有长江三角洲、洞庭湖地区、江汉平原、江淮平原及珠江三角洲等。在该区内，有荣获国家质量金奖和银奖的江都抽水站，轴流泵单机容量亚洲最大的樊口泵站，亚洲最大口径混流泵的皂河站，我国最大口径轴流泵的淮安二站，亚洲装机容量最大的临洪东站。(2)黄河中上游以高扬程多级提灌泵站为主的地区主要包括黄河中上游地区的陕西、甘肃、宁夏、山西、内蒙古5个省（区）。该区泵站的特点是以高扬程双吸式离心泵多级提灌泵站为主；发展速度快、类型较单一，单座泵站规模大；扬程一般在100m以上，最高可达800多米。由于建站时泵型选择和地形的限制，泵站都建成若干级，每级泵站扬程在30m~80m左右。一处泵站群多为五级以上，最多的高达38级。(3)其它地区该地区分布面广，其面积占大型泵站所在24省总面积的57.33%，但大型泵站的数量和功率仅占全国大型泵站总量的15.7%和13.9%。是以中低扬程灌排泵站为主的地区。包括松辽流域、海河流域、黄河下游、珠闽江及长江上游、新疆塔里木流域的黑龙江、吉林、辽宁、天津、河北、河南、山东、福建、广西、四川、重庆、新疆12个省（区、市）。该区差异较大，结合其地理位置，分为两部分：①松辽流域、海河流域以中低扬程混流泵、轴流泵排涝与提灌泵站并重地区该区泵站多数建于上世纪五六十年代，还有建于四十年代日伪时期的泵站仍在使用。包括东北地区的黑龙江、吉林、辽宁与海河流域的天津、河北及河南6省（市）。②黄河下游、长江上游、珠闽江及新疆塔里木流域等以中低扬程提灌泵站为主的地区全区基本上以中小型提灌泵站为主，将灌区的多座泵站组成一大型泵站系统工程。双吸式离心泵泵型较多，泵站扬程普遍在10~30m，提灌泵站一般为1~2级。包括山东、福建、广西、四川、重庆、新疆6个省（区、市）1.2.发展历程灌排泵站的发展大致经历了五个阶段：(1)新中国建立初的三年国民经济恢复（1953～1957年）和国家第一个五年计划时期。机电灌排工作的重点是推广改良人力、畜力水车，东部经济基础较好的部分地区建成了一批中小型泵站。这些工程多带有试点性质，其工程的设计、所采用的设备和技术主要学习借鉴苏联经验。配套动力多使用煤气机、柴油机或锅驼机，电动机作动力的只占动力总数的1/5~1/6。1957年底机电灌排动力保有量达到40万kW。这一时期机电灌排的发展从一个侧面反映出当时水利建设的重点放在江河整治，防止洪涝灾害上。(2)国家第二个五年计划（1958~1962年）和随之而来的三年国民经济调整时期。人民公社化、农村集体经济的迅速发展和农机工业的兴起，为灌排泵站的发展提供了有利条件。仅1958年一年，不少省的机电灌排动力保有量翻了一番多。在全国广大农村普遍兴建了一大批中、小型机电灌排泵站，并在长江中下游、山西、陕西等省陆续兴建了一些大型泵站，为提高中国机电灌排泵站建设和管理水平，积累了宝贵经验。同时，在福建、湖南、四川等水力资源丰富的地区推广了水轮泵。到1965年，灌排泵站动力设备保有量约达200多万kW，电动机占总动力保有量的一半左右。随着中国电力、石油工业的发展，农田灌排动力逐步转向柴油机、电动机并举，并淘汰了煤气机、锅驼机。但有些工程仓促上马，缺乏正规设计，给以后的管理带来很多麻烦。(3)十年文化大革命时期（1966~1976年）。灌排泵站的建设与管理受到了巨大冲击和破坏。尽管这一时期泵站建设速度快，规模大，到1978年，全国灌排泵站达41万处，动力1500kW，其中电力灌排泵站近80%。但相当一部分工程设计标准低，安装使用了许多性能质量不合格的机电设备，水工结构施工质量差，大量的工程属“半拉子”工程，可谓“先天不足”。在管理上，原有规章制度废弃，轻视技术管理，“后天失调”更加剧了工程的损坏。(4)党的十一届三中全会拨乱反正，改革开放，将工作重点转移到经济建设为中心的轨道上来，泵站建设与管理迎来了新的发展时期，由以外延为主，转向内涵为主。除了新建少数重点大中型泵站工程外，重点进行工程管理和技术改造工作。到1990年底，全国共有灌排泵站46万座，装机功率2000万kW。(5)1990年至今，机电灌排工作重点是实现农村机电灌排的改革。同时，面对上世纪六七十年代建设的大量泵站严重老化状况，各级政府加大力度，结合我国大型灌区改造，对部分泵站工程进行了更新改造工作。这一阶段，我国经历了1991年和1998年的特大洪涝灾害和严重的干旱，各地加快了大中型泵站特别是排涝泵站的建设。到2004年底，全国机电灌排动力保有量已近8000万kW。泵站的建设更加注重工程质量和自动化监控，朝着现代化建设与管理的方向前进。1.3地位与作用“堤防保命、泵站保收”。水利是国民经济的重要基础设施，泵站是水利工程的重要组成部分，是保护和发展粮食生产的关键，特别是大型泵站承担着区域性的除涝、灌溉、调水和供水的重任。（1）在灌溉方面。提灌泵站的灌溉效益主要表现在农业干旱的减灾方面，最具代表性的是我国西北一些干旱和半干旱地区。特别是西部多数地区自然条件差、缺水严重，在地势高的旱塬地带分布着大面积的平坦土地，土壤肥沃，光照充足，适于灌溉和耕作。但这些地区水源严重缺乏，地下水埋藏较深，年降水量在200～400mm，年蒸发量高达3000mm左右，长期以来生态环境破坏和土地沙漠化严重。这些地区虽距黄河较近，但水低地高，人畜生存和农业生产常年受到严重的缺水威胁。自六十年代，在甘肃、山西、陕西、宁夏等省（区）陆续兴建了一批高扬程提灌工程，开发利用两岸的水土资源，发展工农业生产。这些地区的农业生产获得了迅猛的发展，粮食产量成倍增长，农民收入大幅度地提高，大量灾民从干旱缺水的地区向灌区移民，实现了“一年搬迁、两年定居、三年温饱、四年致富”的梦想。（2）在排涝方面。泵站工程的排涝效益以平原湖区最为显着。如湖北的江汉平原、广东的珠江三角洲、东北的三江平原、浙江的杭嘉湖地区以及洞庭湖、鄱阳湖、太湖、巢湖的周边地区，过去由于洪涝灾害，这些地区许多地方人烟稀少，杂草丛生，交通阻隔，钉螺成灾。如今它们成了重镇、交通枢纽和当地政治、经济、文化中心。随着我国城镇化发展速度加快，这些地方的人口和资产密度不断增大，泵站的减灾效益也越来越明显。一些经济发达地区，在改革开放前，洪涝灾害损失的淹没综合指数不到1500元/ha；到1990年，淹没综合指数达到5～6万元/ha；进入21世纪后，乡镇企业发达的珠江三角洲地区，该指数高达25万元/ha以上。在农业排涝方面，以我国排涝面积最大、装机容量最多的湖北省为例。截止2004年，该省建有各种排涝泵站4205座、8429台，装机121.03万kW,排水流量12946m3/s,排涝受益面积2260万亩。该省泵站多年平均排水量为80亿m3，其中单机功率800kW以上的大型泵站（含大泵站）排水70亿m3。二十多年来，先后战胜了1980、1981、1983、1991、1996、1998、1999年的特大洪涝灾害。其中在1991年历史罕见的特大洪水排涝中单机功率800kW以上的大中型泵站发挥了骨干作用，日排水量为4.2亿m3，累计排水量近100亿m3，当年泵站排涝减灾效益达160亿元。（3）生态环境及其它方面。灌排泵站对受益区生态环境的改善起到了重要作用，实现了人与自然和谐相处。西北地区高扬程泵站的建成，改变了严酷的荒漠条件，有效地阻止了沙漠南移，给旱川带来了生机。在风沙滚滚的荒漠区，镶嵌了数十万亩的块块绿洲。还有数十万亩退耕还林、还草工程，正在西部大开发政策的带动下逐年实施。据景泰县气象局42年气象资料，该地年平均降水量增加了16.6mm，平均风速由3.5m/s减少到2.4m/s，8级以上大风日数由29天减少到14天，相对湿度由46%增加到48%，多年平均蒸发量由3390mm减少到2307.8mm，灌区小气候有了较大改善。2、存在的主要问题、原因及影响2.1存在问题（1）设计不合理，建设标准低。规划设计不合理，工程效益降低，泵站流量减少，机泵效率下降的问题严重。不少泵站的进出水设计不合要求。特别是进水设计不规范，造成进水条件恶化，汽蚀、振动、漩涡的产生使水泵效率和工作性能急剧下降。九十年代以来，我国对大江大河进行了大力度的治理，大幅度地提高了堤防、涵闸、河道的防洪标准，在应对特大洪涝灾害时有了可靠保障。而与此形成对照的是，许多泵站防洪标准偏低，不少大型泵站一般仅能达到五年一遇到十年一遇的标准。目前，已达标的灌排面积中由于工程老化灌排标准也在逐年降低。（2）老化失修严重。六七十年代兴建的泵站，至今已运行了三十年以上，主机组严重老化，电气设备绝缘性能下降，安全可靠性明显降低。许多淘汰过时的设备，给泵站的安全生产和经济运行带来巨大威胁。建筑物工程年久失修，碳化、裂缝、沉陷、破损严重，故障频繁发生，维修周期越来越短；闸阀、压力管道锈蚀、腐蚀严重，造成爆裂隐患，严重影响了泵站安全运行和效益的发挥。致使泵站效率不断下降，成本不断上升，管理费用不断增长，不少泵站已到了难以为继的状况，有些泵站的机组已多年不能正常运行。（3）能源消耗超标。我国机电灌排年均耗电160亿kW.h，年均耗油200万t。我国大中型泵站平均装置效率仅40％-50％，能源单耗高达6-7kW.h/(kt．m)，距部颁标准电力泵站每台机组要求能源单耗≤5kW.h/（kt.m）相差甚远。据甘肃省统计，334处大中型电灌工程大部分装置效率在30-40％之间，能源单耗在9-6.8kW.h／kt.m。浙江省全省的泵站平均装置效率为32％，年耗电4亿kW.h，按部标准每年浪费用电1亿kW.h。（4）效益衰减，抗灾能力减弱。由于设备损坏严重，泵站的设备完好率和运行可靠性大大降低，抵御自然灾害能力大大减弱。在应对特大洪涝灾害面前重大事故频发，不少泵站面对滔滔洪水不能开机运行。江湖演变、泥沙淤积，加之水情和雨情恶化，汛期长江洪水顶托，使外河水位不断抬高，泵站提排扬程增加。据统计，湖区汛期外河水位普遍提高1.0-2.0m，造成泵站扬程加大，机组超负荷运行，产生剧烈震动，排水流量减少，效率急剧下降，有的泵站在高洪水位时被迫停机。（5）技术落后，自动化程度不高。泵站普遍缺少自动化监控设施和基本的信息化手段，泵站机组不匹配，不能实现优化运行，优化调度。泵站管理技术落后，加上后期管理设施改造经费不足，投资匮乏，淘汰的管理设施得不到及时的更新。从整体而言