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我國泵站的發(fā)展現(xiàn)狀、問題及對策(一)

來源:亞洲泵網(wǎng)

 

  1、泵站現(xiàn)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(jī)井418萬眼,各種農(nóng)用水泵593萬臺,機(jī)電灌排動力保有量近8000萬kW,占全國農(nóng)用總動力的1/4強(qiáng)。在50萬座泵站中,登記在冊并實(shí)行正規(guī)管理的有33.5萬座,裝機(jī)容量2373.5萬kW、機(jī)井裝機(jī)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(jī)組30萬臺。全國泵站灌排總效益面積達(dá)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(jī)總功率達(dá)449萬kW。其中,承擔(dān)防洪排澇的泵站有269處,裝機(jī)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(qū)和丘陵地區(qū)興建水庫,攔洪、發(fā)電和灌溉工程;在無自流條件的易澇和干旱地區(qū),興建泵站除澇抗旱。隨著機(jī)電灌排事業(yè)的發(fā)展,特別是大型泵站的建設(shè),在太湖、洞庭湖、東北平原、江漢平原、珠江三角洲等地區(qū),形成了大面積旱澇保收、穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地,多數(shù)地區(qū)已成為我國重要的商品糧棉基地。在西北等干旱缺水地區(qū)還建成了一批高揚(yáng)程提灌工程,從根本上改變了荒灘旱塬地區(qū)的干旱、低產(chǎn)、貧困面貌,促進(jìn)了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)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(diǎn)中型泵站為主體,小型泵站為補(bǔ)充的灌溉、排澇工程體系。
  全國大型泵站數(shù)量與功率現(xiàn)狀圖
  分布狀況
  (1)長江中下游及珠江三角洲以低揚(yáng)程排澇泵站為主的地區(qū)
  主要包括長江中下游地區(qū)的湖北、湖南、江西、安徽、江蘇、浙江和珠江三角洲地區(qū)的廣東等7省。該區(qū)泵站的特點(diǎn)是以低揚(yáng)程軸流泵排澇泵站為主。已建成的大面積泵站灌排地區(qū)有長江三角洲、洞庭湖地區(qū)、江漢平原、江淮平原及珠江三角洲等。
  在該區(qū)內(nèi),有榮獲國家質(zhì)量金獎和銀獎的江都抽水站,軸流泵單機(jī)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(jī)容量最大的臨洪東站。
  (2)黃河中上游以高揚(yáng)程多級提灌泵站為主的地區(qū)
  主要包括黃河中上游地區(qū)的陜西、甘肅、寧夏、山西、內(nèi)蒙古5個(gè)。▍^(qū))。該區(qū)泵站的特點(diǎn)是以高揚(yáng)程雙吸式離心泵多級提灌泵站為主;發(fā)展速度快、類型較單一,單座泵站規(guī)模大;揚(yáng)程一般在100m以上,最高可達(dá)800多米。
  由于建站時(shí)泵型選擇和地形的限制,泵站都建成若干級,每級泵站揚(yáng)程在30m~80m左右。一處泵站群多為五級以上,最多的高達(dá)38級。
  (3)其它地區(qū)
  該地區(qū)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(shù)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(yáng)程灌排泵站為主的地區(qū)。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(gè)。▍^(qū)、市)。
  該區(qū)差異較大,結(jié)合其地理位置,分為兩部分:
  ①松遼流域、海河流域以中低揚(yáng)程混流泵、軸流泵排澇與提灌泵站并重地區(qū)
  該區(qū)泵站多數(shù)建于上世紀(jì)五六十年代,還有建于四十年代日偽時(shí)期的泵站仍在使用。包括東北地區(qū)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(yáng)程提灌泵站為主的地區(qū)
  全區(qū)基本上以中小型提灌泵站為主,將灌區(qū)的多座泵站組成一大型泵站系統(tǒng)工程。雙吸式離心泵泵型較多,泵站揚(yáng)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(gè)。▍^(qū)、市)

  1.2.發(fā)展歷程
  灌排泵站的發(fā)展大致經(jīng)歷了五個(gè)階段:
  (1) 新中國建立初的三年國民經(jīng)濟(jì)恢復(fù)(1953~1957年)和國家第一個(gè)五年計(jì)劃時(shí)期。機(jī)電灌排 工作的重點(diǎn)是推廣改良人力、畜力水車,東部經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)較好的部分地區(qū)建成了一批中小型泵站。這些工程多帶有試點(diǎn)性質(zhì),其工程的設(shè)計(jì)、所采用的設(shè)備和技術(shù)主要學(xué)習(xí)借鑒蘇聯(lián)經(jīng)驗(yàn)。配套動力多使用煤氣機(jī)、柴油機(jī)或鍋駝機(jī),電動機(jī)作動力的只占動力總數(shù)的1/5~1/6。1957年底機(jī)電灌排動力保有量達(dá)到40萬kW。這一時(shí)期機(jī)電灌排的發(fā)展從一個(gè)側(cè)面反映出當(dāng)時(shí)水利建設(shè)的重點(diǎn)放在江河整治,防止洪澇災(zāi)害上。
  (2)國家第二個(gè)五年計(jì)劃(1958~1962年)和隨之而來的三年國民經(jīng)濟(jì)調(diào)整時(shí)期。人民公社化、農(nóng)村集體經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和農(nóng)機(jī)工業(yè)的興起,為灌排泵站的發(fā)展提供了有利條件。僅1958年一年,不少省的機(jī)電灌排動力保有量翻了一番多。在全國廣大農(nóng)村普遍興建了一大批中、小型機(jī)電灌排泵站,并在長江中下游、山西、陜西等省陸續(xù)興建了一些大型泵站,為提高中國機(jī)電灌排泵站建設(shè)和管理水平,積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。同時(shí),在福建、湖南、四川等水力資源豐富的地區(qū)推廣了水輪泵。到1965年,灌排泵站動力設(shè)備保有量約達(dá)200多萬kW,電動機(jī)占總動力保有量的一半左右。隨著中國電力、石油工業(yè)的發(fā)展,農(nóng)田灌排動力逐步轉(zhuǎn)向柴油機(jī)、電動機(jī)并舉,并淘汰了煤氣機(jī)、鍋駝機(jī)。但有些工程倉促上馬,缺乏正規(guī)設(shè)計(jì),給以后的管理帶來很多麻煩。
  (3)十年文化大革命時(shí)期(1966~1976年)。灌排泵站的建設(shè)與管理受到了巨大沖擊和破壞。盡管這一時(shí)期泵站建設(shè)速度快,規(guī)模大,到1978年,全國灌排泵站達(dá)41萬處,動力1500 kW,其中電力灌排泵站近80%。但相當(dāng)一部分工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)低,安裝使用了許多性能質(zhì)量不合格的機(jī)電設(shè)備,水工結(jié)構(gòu)施工質(zhì)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(guī)章制度廢棄,輕視技術(shù)管理,“后天失調(diào)”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(diǎn)轉(zhuǎn)移到經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心的軌道上來,泵站建設(shè)與管理迎來了新的發(fā)展時(shí)期,由以外延為主,轉(zhuǎn)向內(nèi)涵為主。除了新建少數(shù)重點(diǎn)大中型泵站工程外,重點(diǎn)進(jìn)行工程管理和技術(shù)改造工作。到1990年底,全國共有灌排 泵站46萬座,裝機(jī)功率2000萬kW。
  (5)1990年至今,機(jī)電灌排工作重點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村機(jī)電灌排的改革。同時(shí),面對上世紀(jì)六七十年代建設(shè)的大量泵站嚴(yán)重老化狀況,各級政府加大力度,結(jié)合我國大型灌區(qū)改造,對部分泵站工程進(jìn)行了更新改造工作。這一階段,我國經(jīng)歷了1991年和1998年的特大洪澇災(zāi)害和嚴(yán)重的干旱,各地加快了大中型泵站特別是排澇泵站的建設(shè)。到2004年底,全國機(jī)電灌排動力保有量已近8000萬kW。泵站的建設(shè)更加注重工程質(zhì)量和自動化監(jiān)控,朝著現(xiàn)代化建設(shè)與管理的方向前進(jìn)。
  1.3地位與作用
  “堤防保命、泵站保收”。 水利是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)設(shè)施,泵站是水利工程的重要組成部分,是保護(hù)和發(fā)展糧食生產(chǎn)的關(guān)鍵,特別是大型泵站承擔(dān)著區(qū)域性的除澇、灌溉、調(diào)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現(xiàn)在農(nóng)業(yè)干旱的減災(zāi)方面,最具代表性的是我國西北一些干旱和半干旱地區(qū)。特別是西部多數(shù)地區(qū)自然條件差、缺水嚴(yán)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(qū)水源嚴(yán)重缺乏,地下水埋藏較深,年降水量在200~400mm,年蒸發(fā)量高達(dá)3000mm左右,長期以來生態(tài)環(huán)境破壞和土地沙漠化嚴(yán)重。這些地區(qū)雖距黃河較近,但水低地高,人畜生存和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)常年受到嚴(yán)重的缺水威脅。自六十年代,在甘肅、山西、陜西、寧夏等。▍^(qū))陸續(xù)興建了一批高揚(yáng)程提灌工程,開發(fā)利用兩岸的水土資源,發(fā)展工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)獲得了迅猛的發(fā)展,糧食產(chǎn)量成倍增長,農(nóng)民收入大幅度地提高,大量災(zāi)民從干旱缺水的地區(qū)向灌區(qū)移民,實(shí)現(xiàn)了“一年搬遷、兩年定居、三年溫飽、四年致富”的夢想。
 。2)在排澇方面。泵站工程的排澇效益以平原湖區(qū)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(qū)以及洞庭湖、鄱陽湖、太湖、巢湖的周邊地區(qū),過去由于洪澇災(zāi)害,這些地區(qū)許多地方人煙稀少,雜草叢生,交通阻隔,釘螺成災(zāi)。如今它們成了重鎮(zhèn)、交通樞紐和當(dāng)?shù)卣、?jīng)濟(jì)、文化中心。隨著我國城鎮(zhèn)化發(fā)展速度加快,這些地方的人口和資產(chǎn)密度不斷增大,泵站的減災(zāi)效益也越來越明顯。一些經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū),在改革開放前,洪澇災(zāi)害損失的淹沒綜合指數(shù)不到1500元/ha;到1990年,淹沒綜合指數(shù)達(dá)到5~6萬元/ha;進(jìn)入21世紀(jì)后,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)發(fā)達(dá)的珠江三角洲地區(qū),該指數(shù)高達(dá)25萬元/ha以上。
  在農(nóng)業(yè)排澇方面,以我國排澇面積最大、裝機(jī)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(jī)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(jī)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(zhàn)勝了1980、1981、1983、1991、1996、1998、1999年的特大洪澇災(zāi)害。其中在1991年歷史罕見的特大洪水排澇中單機(jī)功率800kW以上的大中型泵站發(fā)揮了骨干作用,日排水量為4.2億m3,累計(jì)排水量近100億m3,當(dāng)年泵站排澇減災(zāi)效益達(dá)160億元。
 。3)生態(tài)環(huán)境及其它方面。灌排泵站對受益區(qū)生態(tài)環(huán)境的改善起到了重要作用,實(shí)現(xiàn)了人與自然和諧相處。西北地區(qū)高揚(yáng)程泵站的建成,改變了嚴(yán)酷的荒漠條件,有效地阻止了沙漠南移,給旱川帶來了生機(jī)。在風(fēng)沙滾滾的荒漠區(qū),鑲嵌了數(shù)十萬畝的塊塊綠洲。還有數(shù)十萬畝退耕還林、還草工程,正在西部大開發(fā)政策的帶動下逐年實(shí)施。據(jù)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(fēng)速由3.5m/s減少到2.4m/s,8級以上大風(fēng)日數(shù)由29天減少到14天,相對濕度由46%增加到48%,多年平均蒸發(fā)量由3390mm減少到2307.8mm,灌區(qū)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
 。1)設(shè)計(jì)不合理,建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)低。規(guī)劃設(shè)計(jì)不合理,工程效益降低,泵站流量減少,機(jī)泵效率下降的問題嚴(yán)重。不少泵站的進(jìn)出水設(shè)計(jì)不合要求。特別是進(jìn)水設(shè)計(jì)不規(guī)范,造成進(jìn)水條件惡化,汽蝕、振動、漩渦的產(chǎn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn),在應(yīng)對特大洪澇災(zāi)害時(shí)有了可靠保障。而與此形成對照的是,許多泵站防洪標(biāo)準(zhǔn)偏低,不少大型泵站一般僅能達(dá)到五年一遇到十年一遇的標(biāo)準(zhǔn)。目前,已達(dá)標(biāo)的灌排面積中由于工程老化灌排標(biāo)準(zhǔn)也在逐年降低。
 。2)老化失修嚴(yán)重。六七十年代興建的泵站,至今已運(yùn)行了三十年以上,主機(jī)組嚴(yán)重老化,電氣設(shè)備絕緣性能下降,安全可靠性明顯降低。許多淘汰過時(shí)的設(shè)備,給泵站的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(yán)重,故障頻繁發(fā)生,維修周期越來越短;閘閥、壓力管道銹蝕、腐蝕嚴(yán)重,造成爆裂隱患,嚴(yán)重影響了泵站安全運(yùn)行和效益的發(fā)揮。致使泵站效率不斷下降,成本不斷上升,管理費(fèi)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(jī)組已多年不能正常運(yùn)行。
 。3)能源消耗超標(biāo)。我國機(jī)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(dá)6-7kW.h/(kt.m),距部頒標(biāo)準(zhǔn)電力泵站每臺機(jī)組要求能源單耗≤5kW.h/(kt.m)相差甚遠(yuǎn)。據(jù)甘肅省統(tǒng)計(jì),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(biāo)準(zhǔn)每年浪費(fèi)用電1億kW.h。
  (4)效益衰減,抗災(zāi)能力減弱。由于設(shè)備損壞嚴(yán)重,泵站的設(shè)備完好率和運(yùn)行可靠性大大降低,抵御自然災(zāi)害能力大大減弱。在應(yīng)對特大洪澇災(zāi)害面前重大事故頻發(fā),不少泵站面對滔滔洪水不能開機(jī)運(yùn)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(yáng)程增加。據(jù)統(tǒng)計(jì),湖區(qū)汛期外河水位普遍提高1.0-2.0m,造成泵站揚(yáng)程加大,機(jī)組超負(fù)荷運(yùn)行,產(chǎn)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(shí)被迫停機(jī)。
 。5)技術(shù)落后,自動化程度不高。泵站普遍缺少自動化監(jiān)控設(shè)施和基本的信息化手段,泵站機(jī)組不匹配,不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行,優(yōu)化調(diào)度。泵站管理技術(shù)落后,加上后期管理設(shè)施改造經(jīng)費(fèi)不足,投資匱乏,淘汰的管理設(shè)施得不到及時(shí)的更新。從整體而言,泵站相對我國水電、電力等行業(yè),泵站管理手段更為落后和滯后,西部地區(qū)與我國東南部省份的站相比,甚至在東南一些省的不同地區(qū),管理手段差距明顯,與現(xiàn)代化管理的要求相差甚遠(yuǎn)。
 。6)站區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。長期以來泵站更新改造資金投入嚴(yán)重不足,維修資金缺乏,運(yùn)行費(fèi)用無保障泵站生產(chǎn)生活設(shè)施落后,周圍荒山坡地,水質(zhì)污染,站區(qū)生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重。很多泵站沒有與外界相連的站區(qū)標(biāo)準(zhǔn)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(yùn)轉(zhuǎn)的需求。

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