陶 東，郭振莉，張 印

（寧夏回族自治區(qū)固海揚水管理處，755100，中寧）

一、工程概況

固海擴灌揚水工程是寧夏重要的扶貧民生工程和生態(tài)保護工程，工程于1999年7月開 工建 設，2003年10月建成通水。工程設計引水流量12.7 m3/s，設計年引水量1.33億m3，設計灌溉面積為38萬畝（1畝=1/15 hm2，下同），有12級揚水泵站，總揚程476.82 m，凈揚程為427.98 m。干渠總長177.4 km，有主要建筑物519座，裝機89臺套，泵站總裝機容量9.66萬kW。建設變電所12座，安裝主變壓器21座，容量14.38萬kVA。工程擔負著中衛(wèi)市中寧縣和海原縣，吳忠市同心縣和紅寺堡開發(fā)區(qū)，固原市原州區(qū)三縣兩區(qū)共16個鄉(xiāng)鎮(zhèn)101個村68萬畝農(nóng)田和24萬人口的水資源保障任務。

二、泵站運行存在的問題

固海擴灌揚水泵站運行多年，機電設備老化能耗高、安全隱患增多、供水效率逐年衰減等問題突出。主要表現(xiàn)在：泵站機電設備、電氣設備及金屬結(jié)構(gòu)磨損老化嚴重，存在帶病、帶險運行，安全運行隱患逐年增多。工程系統(tǒng)的自動調(diào)配能力弱，灌區(qū)農(nóng)業(yè)綜合開發(fā)加快，水資源供需矛盾加劇，水資源保障條件不適應現(xiàn)代化灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展的需求。管理技術(shù)和手段落后，自動化、信息化程度低，節(jié)水型現(xiàn)代生態(tài)灌區(qū)建設滯后。工程系統(tǒng)配套不完善，防洪標準低，且部分渠道及建筑物損壞嚴重，工程管理運行維修養(yǎng)護經(jīng)費投入不足，制約揚水工程效益發(fā)揮和高質(zhì)量發(fā)展。

三、泵站更新改造目標

固海擴灌揚水泵站改造工程由泵站、渠道和新建調(diào)蓄水庫組成，泵站、渠道工程總體布局均維持現(xiàn)狀不變。在維持原設計引水流量不增加條件下，通過實施以機電設備更新改造為重點，并對工程老化失修建筑物進行更新改造，配套完善防洪體系和信息自動化，消除病險情，降低能耗，增強調(diào)蓄能力，提升現(xiàn)有灌區(qū)供水保障水平，為工程的良性運行和受益區(qū)高質(zhì)量發(fā)展創(chuàng)造條件。在此基礎上，延伸供水至西吉縣，為西吉縣城提供抗旱應急備用水源，助力西吉地區(qū)生態(tài)環(huán)境保護和水土保持，鞏固脫貧攻堅成果，推動區(qū)域生態(tài)保護和高質(zhì)量發(fā)展。

固海擴灌揚水泵站改造工程以2018年為基準年，以2025年為規(guī)劃設計水平年。主要技術(shù)指標為：增加生態(tài)移民、高效節(jié)水補灌34.74萬畝；灌溉保證率達到75%；泵站工程和設備完好率達到100%；泵站裝置效率提高到60%以上；泵站能源單耗由現(xiàn)狀的4.5～4.76 kWh/（kt·m）降低到4.39 kWh/（kt·m）以下；干渠渠道水利用系數(shù)由現(xiàn)狀0.848提高到0.9；骨干泵站實現(xiàn)綜合自動化管理。

四、泵站更新改造主要技術(shù)問題研究

1.泵站工程設備技術(shù)和安全性能問題

（1）提高雙吸離心泵綜合性能

針對高含沙水運行的固海擴灌系統(tǒng)水泵泵體、葉輪等過流部件氣蝕、磨蝕損壞嚴重，導致泵軸變形和軸頸、軸承磨損狀況嚴重等情況，在已有的“泵站水泵裝置選型優(yōu)化技術(shù)”“雙吸式離心泵葉片交替加載技術(shù)”及“泵站設計水泵及水泵裝置選型軟件”的基礎上，開展提高雙吸離心泵效率、抗氣蝕、抗泥沙磨蝕、降低振動和壓力脈動等綜合性能研究。水泵使用優(yōu)質(zhì)的不銹鋼雙相交錯加載葉輪，并采用機械密封裝置；葉輪進口和出口處堆焊硬質(zhì)合金，密封環(huán)處進行噴涂硬質(zhì)合金；泵殼過流表面采用改性聚氨脂彈性體涂層，嚴格控制水泵鑄件質(zhì)量，增加鑄件表面光潔度，對泵體泵蓋接合處進行打磨，從而確保泵體泵蓋光滑過渡，無阻流現(xiàn)象產(chǎn)生，減少黃河水沙粒停留沖擊磨損。

（2）泵站進出水閥門優(yōu)化選型

針對固海擴灌系統(tǒng)泵站進出水閥門密封部位磨損嚴重無法修復導致閥板關閉不嚴回水嚴重等問題，進行泵站進出水閥門更新改造設計選型技術(shù)問題研究。設計各泵站水泵出口的工作閥門均采用防泥沙液控緩閉止回蝶閥，消除水錘危害。

（3）泵站前池及進水池控渦技術(shù)

針對固海擴灌系統(tǒng)泵站前池及進水池條件不好，易形成漩渦和淤積，導致機組容易發(fā)生氣蝕、振動等問題，設計選用水力性能、氣蝕性能好的水泵，并根據(jù)各泵站特點采取控渦、消渦和減少淤積的措施，以改善泵站前池及進水池的流態(tài)和機組的運行穩(wěn)定性。

（4）泵站進出水建筑物壁墻表面抗凍脹技術(shù)應用

針對固海擴灌系統(tǒng)泵站前池及進水池、進水閘、出水管混凝土鎮(zhèn)墩、出水池、退水閘等進出水建筑物壁墻表面剝蝕、鋼筋銹蝕、露筋嚴重問題，設計采用加固措施對其內(nèi)表面進行處理，池壁、隔墩和底板剝蝕表面采用聚合物砂漿修補；裂縫采用灌漿修補。解決泵站進出水建筑物壁墻表面抗凍脹、抗剝蝕脫落問題，可延長建筑物使用年限、提高安全性和改善進出水流態(tài)。

2.泵站工程管理能力提升主要技術(shù)措施

（1）泵站優(yōu)化調(diào)度決策支持系統(tǒng)

針對灌區(qū)發(fā)展水資源供需矛盾不斷加劇、供水保障率低、調(diào)蓄能力弱等問題，通過提高泵站機電設備運行效率、配置變頻機組、靈活調(diào)節(jié)泵站級間匹配運行、適當建設調(diào)蓄水庫、加大灌區(qū)高效節(jié)水改造、優(yōu)化運行調(diào)度方式等措施，提高工程的供水效率，實現(xiàn)多水源、多工程聯(lián)合配置，加快形成總量可控、高效利用、供水安全、調(diào)度靈活的水資源優(yōu)化配置格局。

（2）泵站工程信息化、智能化管理提升建設

配套建設綜合自動化系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡系統(tǒng)、視頻監(jiān)視系統(tǒng)和調(diào)度中心應用平臺，覆蓋固海擴灌系統(tǒng)21座泵站、1座變電所、4座新建調(diào)蓄水庫，渠道27座水閘、192座直開口、81座 渡 槽、38座 排 洪 槽、107座 溝 涵、2座漫水橋涵、4座路下溝涵、21處壓力管線等建筑物，為灌區(qū)水量調(diào)度、防汛減災提供決策依據(jù)。

（3）泵站機組運行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)

針對目前固海揚水工程已經(jīng)安裝的泵站機組信息化建設的成果，開展泵站機組的狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷技術(shù)研究，開發(fā)泵站機組運行狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷系統(tǒng)及其軟件，為泵站機組的狀態(tài)檢修提供技術(shù)支持，為泵站機組安全穩(wěn)定運行的決策提供科學依據(jù)。

（4）泵站廠房環(huán)保技術(shù)應用

針對水泵、主變壓器、各種空調(diào)設備、風機等產(chǎn)生的噪音、震動問題，主泵房電機層采用新型節(jié)能電動機及機電設備，使用新型空水冷卻系統(tǒng)，充分利用地形、聲源指向、綠化等合理布置有關設備和建筑物，封閉圈內(nèi)等必要的部位采取隔音、吸音、消聲、隔振、減震、隔離和外墻隔熱保溫等綜合防護措施。

（5）泵站環(huán)境改善措施

通過對泵站生產(chǎn)、管理區(qū)進行環(huán)境與綠化協(xié)調(diào)布局和配套建設，增建公共用房、配置花草樹木，硬化進場道路及渠道巡護道路，修建交通橋梁，實現(xiàn)環(huán)境綠化、美化、亮化，出行安全方便。

五、泵站更新改造思考與建議

1.要遵循水利現(xiàn)代化的科學指導思想

泵站工程建設必須按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、國家主導、統(tǒng)一保障、聯(lián)合建設、互聯(lián)互通、資源共享”的信息化建設指導方針，緊緊圍繞水利現(xiàn)代化建設要求，高起點、高標準加快現(xiàn)代大中型泵站工程建設步伐，推進大中型泵站機電設備技術(shù)升級，提高工程整體水平。

2.要與現(xiàn)代化管理深度融合協(xié)調(diào)推進

堅持以現(xiàn)代科學理念指導泵站更新改造與現(xiàn)代化管理，轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)觀念，廣泛采用先進的科學技術(shù)、現(xiàn)代的工藝設施、新型的設備儀器、科學的管理方法和網(wǎng)絡化的信息管理系統(tǒng)、智能化的運行調(diào)控系統(tǒng)裝備來管理灌排泵站，提高泵站裝置效率，優(yōu)化配置和高效利用水資源。用現(xiàn)代科學的經(jīng)營理念管理泵站，不斷提高科學管理和經(jīng)營管理水平，降低運行成本，確保工程安全、節(jié)能降耗、高效運行，實現(xiàn)泵站和灌區(qū)可持續(xù)發(fā)展。

3.要推進泵站標準化、規(guī)范化管理

泵站更新改造要服務于構(gòu)建科學高效的泵站工程標準化、規(guī)范化管理體系，加快推進泵站工程管理現(xiàn)代化進程，不斷提升泵站工程管理能力和服務水平，努力建成“設施完好、工程安全、運行節(jié)能、調(diào)度科學、站區(qū)優(yōu)美、管理高效”的現(xiàn)代化泵站工程，以保障泵站工程安全、高效、經(jīng)濟運行和持續(xù)充分發(fā)揮效益，更好地服務鄉(xiāng)村振興和經(jīng)濟社會發(fā)展。