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      我國泵站的發展現狀、問題及對策(一)
      [ 來自:不詳  閱讀:   時間:2012.05.23 ]
      1、泵站現狀  1.1、基本情況  截止2004年底,全國已擁有大、中、小型固定灌排泵站50余萬座,配套機井418萬眼,各種農用水泵593萬臺,機電灌排動力保有量近8000萬kW,占全國農用總動力的1/4強。在50萬座泵站中,登記在冊并實行正規管理的有33.5萬座,裝機容量2373.5萬kW、機井裝機2370.6萬kW。此外還有水輪泵站2.15萬處、水輪泵
      1、泵站現狀
        1.1、基本情況
        截止2004年底,全國已擁有大、中、小型固定灌排泵站50余萬座,配套機井418萬眼,各種農用水泵593萬臺,機電灌排動力保有量近8000萬kW,占全國農用總動力的1/4強。在50萬座泵站中,登記在冊并實行正規管理的有33.5萬座,裝機容量2373.5萬kW、機井裝機2370.6萬kW。此外還有水輪泵站2.15萬處、水輪泵3.5萬臺、噴灌機組30萬臺。全國泵站灌排總效益面積達5.3億畝。其中灌溉面積:4.68億畝,排澇面積0.62億畝。全國大型泵站共383處,裝機總功率達449萬kW。其中,承擔防洪排澇的泵站有269處,裝機總功率222萬kW。
        幾十年來,國家投入巨資沿各大流域及其它主要河流、湖泊,修建了堤防、涵閘和泵站;在山區和丘陵地區興建水庫,攔洪、發電和灌溉工程;在無自流條件的易澇和干旱地區,興建泵站除澇抗旱。隨著機電灌排事業的發展,特別是大型泵站的建設,在太湖、洞庭湖、東北平原、江漢平原、珠江三角洲等地區,形成了大面積旱澇保收、穩產高產的農業生產基地,多數地區已成為我國重要的商品糧棉基地。在西北等干旱缺水地區還建成了一批高揚程提灌工程,從根本上改變了荒灘旱塬地區的干旱、低產、貧困面貌,促進了當地經濟發展和人民生活水平的提高。在我國大型泵站比較集中的省份,已初步形成了以大型泵站為骨干,重點中型泵站為主體,小型泵站為補充的灌溉、排澇工程體系。
        全國大型泵站數量與功率現狀圖
        分布狀況
        (1)長江中下游及珠江三角洲以低揚程排澇泵站為主的地區
        主要包括長江中下游地區的湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、浙江和珠江三角洲地區的廣東等7省。該區泵站的特點是以低揚程軸流泵排澇泵站為主。已建成的大面積泵站灌排地區有長江三角洲、洞庭湖地區、江漢平原、江淮平原及珠江三角洲等。
        在該區內,有榮獲國家質量金獎和銀獎的江都抽水站,軸流泵單機容量亞洲最大的樊口泵站,亞洲最大口徑混流泵的皂河站,我國最大口徑軸流泵的淮安二站,亞洲裝機容量最大的臨洪東站。
        (2)黃河中上游以高揚程多級提灌泵站為主的地區
        主要包括黃河中上游地區的陜西、甘肅、寧夏、山西、內蒙古5個?。▍^)。該區泵站的特點是以高揚程雙吸式離心泵多級提灌泵站為主;發展速度快、類型較單一,單座泵站規模大;揚程一般在100m以上,最高可達800多米。
        由于建站時泵型選擇和地形的限制,泵站都建成若干級,每級氟塑料磁力泵站揚程在30m~80m左右。一處泵站群多為五級以上,最多的高達38級。
        (3)其它地區
        該地區分布面廣,其面積占大型泵站所在24省總面積的57.33%,但大型泵站的數量和功率僅占全國大型泵站總量的15.7%和13.9%。是以中低揚程灌排泵站為主的地區。包括松遼流域、海河流域、黃河下游、珠閩江及長江上游、新疆塔里木流域的黑龍江、吉林、遼寧、天津、河北、河南、山東、福建、廣西、四川、重慶、新疆12個?。▍^、市)。
        該區差異較大,結合其地理位置,分為兩部分:
       ?、偎蛇|流域、海河流域以中低揚程混流泵、磁力泵排澇與提灌泵站并重地區
        該區泵站多數建于上世紀五六十年代,還有建于四十年代日偽時期的泵站仍在使用。包括東北地區的黑龍江、吉林、遼寧與海河流域的天津、河北及河南6?。ㄊ校?。
       ?、邳S河下游、長江上游、珠閩江及新疆塔里木流域等以中低揚程提灌泵站為主的地區
        全區基本上以中小型提灌泵站為主,將灌區的多座泵站組成一大型泵站系統工程。雙吸式離心泵泵型較多,泵站揚程普遍在10~30m,提灌泵站一般為1~2級。包括山東、福建、廣西、四川、重慶、新疆6個?。▍^、市)

        1.2.發展歷程
        灌排泵站的發展大致經歷了五個階段:
        (1) 新中國建立初的三年國民經濟恢復(1953~1957年)和國家第一個五年計劃時期。機電灌排 工作的重點是推廣改良人力、畜力水車,東部經濟基礎較好的部分地區建成了一批中小型泵站。這些工程多帶有試點性質,其工程的設計、所采用的設備和技術主要學習借鑒蘇聯經驗。配套動力多使用煤氣機、柴油機或鍋駝機,電動機作動力的只占動力總數的1/5~1/6。1957年底機電灌排動力保有量達到40萬kW。這一時期機電灌排的發展從一個側面反映出當時水利建設的重點放在江河整治,防止洪澇災害上。
        (2)國家第二個五年計劃(1958~1962年)和隨之而來的三年國民經濟調整時期。人民公社化、農村集體經濟的迅速發展和農機工業的興起,為灌排泵站的發展提供了有利條件。僅1958年一年,不少省的機電灌排動力保有量翻了一番多。在全國廣大農村普遍興建了一大批中、小型機電灌排泵站,并在長江中下游、山西、陜西等省陸續興建了一些大型泵站,為提高中國機電灌排泵站建設和管理水平,積累了寶貴經驗。同時,在福建、湖南、四川等水力資源豐富的地區推廣了水輪泵。到1965年,灌排泵站動力設備保有量約達200多萬kW,電動機占總動力保有量的一半左右。隨著中國電力、石油工業的發展,農田灌排動力逐步轉向柴油機、電動機并舉,并淘汰了煤氣機、鍋駝機。但有些工程倉促上馬,缺乏正規設計,給以后的管理帶來很多麻煩。
        (3)十年文化大革命時期(1966~1976年)。灌排泵站的建設與管理受到了巨大沖擊和破壞。盡管這一時期泵站建設速度快,規模大,到1978年,全國灌排泵站達41萬處,動力1500 kW,其中電力灌排泵站近80%。但相當一部分工程設計標準低,安裝使用了許多性能質量不合格的機電設備,水工結構施工質量差,大量的工程屬“半拉子”工程,可謂“先天不足”。在管理上,原有規章制度廢棄,輕視技術管理,“后天失調”更加劇了工程的損壞。
        (4) 黨的十一屆三中全會撥亂反正,改革開放,將工作重點轉移到經濟建設為中心的軌道上來,泵站建設與管理迎來了新的發展時期,由以外延為主,轉向內涵為主。除了新建少數重點大中型泵站工程外,重點進行工程管理和技術改造工作。到1990年底,全國共有灌排 泵站46萬座,裝機功率2000萬kW。
        (5)1990年至今,機電灌排工作重點是實現農村機電灌排的改革。同時,面對上世紀六七十年代建設的大量泵站嚴重老化狀況,各級政府加大力度,結合我國大型灌區改造,對部分泵站工程進行了更新改造工作。這一階段,我國經歷了1991年和1998年的特大洪澇災害和嚴重的干旱,各地加快了大中型泵站特別是排澇泵站的建設。到2004年底,全國機電灌排動力保有量已近8000萬kW。泵站的建設更加注重工程質量和自動化監控,朝著現代化建設與管理的方向前進。
        1.3地位與作用
        “堤防保命、泵站保收”。 水利是國民經濟的重要基礎設施,泵站是水利工程的重要組成部分,是保護和發展糧食生產的關鍵,特別是大型泵站承擔著區域性的除澇、灌溉、調水和供水的重任。
       ?。?)在灌溉方面。提灌泵站的灌溉效益主要表現在農業干旱的減災方面,最具代表性的是我國西北一些干旱和半干旱地區。特別是西部多數地區自然條件差、缺水嚴重,在地勢高的旱塬地帶分布著大面積的平坦土地,土壤肥沃,光照充足,適于灌溉和耕作。但這些地區水源嚴重缺乏,地下水埋藏較深,年降水量在200~400mm,年蒸發量高達3000mm左右,長期以來生態環境破壞和土地沙漠化嚴重。這些地區雖距黃河較近,但水低地高,人畜生存和農業生產常年受到嚴重的缺水威脅。自六十年代,在甘肅、山西、陜西、寧夏等?。▍^)陸續興建了一批高揚程提灌工程,開發利用兩岸的水土資源,發展工農業生產。這些地區的農業生產獲得了迅猛的發展,糧食產量成倍增長,農民收入大幅度地提高,大量災民從干旱缺水的地區向灌區移民,實現了“一年搬遷、兩年定居、三年溫飽、四年致富”的夢想。
       ?。?)在排澇方面。泵站工程的排澇效益以平原湖區最為顯著。如湖北的江漢平原、廣東的珠江三角洲、東北的三江平原、浙江的杭嘉湖地區以及洞庭湖、鄱陽湖、太湖、巢湖的周邊地區,過去由于洪澇災害,這些地區許多地方人煙稀少,雜草叢生,交通阻隔,釘螺成災。如今它們成了重鎮、交通樞紐和當地政治、經濟、文化中心。隨著我國城鎮化發展速度加快,這些地方的人口和資產密度不斷增大,泵站的減災效益也越來越明顯。一些經濟發達地區,在改革開放前,洪澇災害損失的淹沒綜合指數不到1500元/ha;到1990年,淹沒綜合指數達到5~6萬元/ha;進入21世紀后,鄉鎮企業發達的珠江三角洲地區,該指數高達25萬元/ha以上。
        在農業排澇方面,以我國排澇面積最大、裝機容量最多的湖北省為例。截止2004年,該省建有各種排澇泵站4205座、8429臺,裝機121.03萬kW,排水流量12946m3/s,排澇受益面積2260萬畝。該省泵站多年平均排水量為80億m3,其中單機功率800kW以上的大型泵站(含大泵站)排水70億m3。二十多年來,先后戰勝了1980、1981、1983、1991、1996、1998、1999年的特大洪澇災害。其中在1991年歷史罕見的特大洪水排澇中單機功率800kW以上的大中型泵站發揮了骨干作用,日排水量為4.2億m3,累計排水量近100億m3,當年泵站排澇減災效益達160億元。
       ?。?)生態環境及其它方面。灌排泵站對受益區生態環境的改善起到了重要作用,實現了人與自然和諧相處。西北地區高揚程泵站的建成,改變了嚴酷的荒漠條件,有效地阻止了沙漠南移,給旱川帶來了生機。在風沙滾滾的荒漠區,鑲嵌了數十萬畝的塊塊綠洲。還有數十萬畝退耕還林、還草工程,正在西部大開發政策的帶動下逐年實施。據景泰縣氣象局42年氣象資料,該地年平均降水量增加了16.6mm,平均風速由3.5m/s減少到2.4m/s,8級以上大風日數由29天減少到14天,相對濕度由46%增加到48%,多年平均蒸發量由3390mm減少到2307.8mm,灌區小氣候有了較大改善。

        2、存在的主要問題、原因及影響
        2.1存在問題
       ?。?)設計不合理,建設標準低。規劃設計不合理,工程效益降低,泵站流量減少,機泵效率下降的問題嚴重。不少泵站的進出水設計不合要求。特別是進水設計不規范,造成進水條件惡化,汽蝕、振動、漩渦的產生使水泵效率和工作性能急劇下降。九十年代以來,我國對大江大河進行了大力度的治理,大幅度地提高了堤防、涵閘、河道的防洪標準,在應對特大洪澇災害時有了可靠保障。而與此形成對照的是,許多泵站防洪標準偏低,不少大型泵站一般僅能達到五年一遇到十年一遇的標準。目前,已達標的灌排面積中由于工程老化灌排標準也在逐年降低。
       ?。?)老化失修嚴重。六七十年代興建的泵站,至今已運行了三十年以上,主機組嚴重老化,電氣設備絕緣性能下降,安全可靠性明顯降低。許多淘汰過時的設備,給泵站的安全生產和經濟運行帶來巨大威脅。建筑物工程年久失修,碳化、裂縫、沉陷、破損嚴重,故障頻繁發生,維修周期越來越短;閘閥、壓力管道銹蝕、腐蝕嚴重,造成爆裂隱患,嚴重影響了泵站安全運行和效益的發揮。致使泵站效率不斷下降,成本不斷上升,管理費用不斷增長,不少泵站已到了難以為繼的狀況,有些泵站的機組已多年不能正常運行。
       ?。?)能源消耗超標。我國機電灌排年均耗電160億kW.h,年均耗油200萬t。我國大中型泵站平均裝置效率僅40%-50%,能源單耗高達6-7kW.h/(kt.m),距部頒標準電力泵站每臺機組要求能源單耗≤5kW.h/(kt.m)相差甚遠。據甘肅省統計,334處大中型電灌工程大部分裝置效率在30-40%之間,能源單耗在9-6.8kW.h/kt.m。浙江省全省的泵站平均裝置效率為32%,年耗電4億kW.h,按部標準每年浪費用電1億kW.h。
       ?。?)效益衰減,抗災能力減弱。由于設備損壞嚴重,泵站的設備完好率和運行可靠性大大降低,抵御自然災害能力大大減弱。在應對特大洪澇災害面前重大事故頻發,不少泵站面對滔滔洪水不能開機運行。江湖演變、泥沙淤積,加之水情和雨情惡化,汛期長江洪水頂托,使外河水位不斷抬高,泵站提排揚程增加。據統計,湖區汛期外河水位普遍提高1.0-2.0m,造成泵站揚程加大,機組超負荷運行,產生劇烈震動,排水流量減少,效率急劇下降,有的泵站在高洪水位時被迫停機。
       ?。?)技術落后,自動化程度不高。泵站普遍缺少自動化監控設施和基本的信息化手段,泵站機組不匹配,不能實現優化運行,優化調度。泵站管理技術落后,加上后期管理設施改造經費不足,投資匱乏,淘汰的管理設施得不到及時的更新。從整體而言,泵站相對我國水電、電力等行業,泵站管理手段更為落后和滯后,西部地區與我國東南部省份的泵站相比,甚至在東南一些省的不同地區,管理手段差距明顯,與現代化管理的要求相差甚遠。
       ?。?)站區生態環境破壞嚴重。長期以來泵站更新改造資金投入嚴重不足,維修資金缺乏,運行費用無保障泵站生產生活設施落后,周圍荒山坡地,水質污染,站區生態環境破壞嚴重。很多泵站沒有與外界相連的站區標準道路,交通不便;基層站效益差,職工生活困難,住房簡陋,無法滿足工程正常運轉的需求。
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