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我国排灌水泵的发展史(2)
1.2 建设规模与成就
(1)建设规模
我国泵站建设的特点是发展速度快、类型多、规模大、范围广,已建成的大面积排灌泵站地区有长江三角洲、洞庭湖地区、江汉平原、珠江三角洲及西北的高原灌区等。我国中型泵站的建设起步于20世纪50年代中期,而大型泵站的建设则始于20世纪60年代初期。为了适应跨流域调水和大范围内排洪除涝的需要,我国于1961年开始在江苏兴建我国第一座大型泵站—江都一站,之后的50多年中,特别在20世纪70~80年代期间,江苏、湖北、湖南、广东、安徽、山东、山西、甘肃、陕西、宁夏、河北、辽宁等省市相继兴建了一大批大中型泵站。据最新的全国水利发展统计公报统计,目前我国已建成固定机电灌溉排水泵站约43.5万处,装机功率约2700多万kW,其中,各类装机流量1 立方米每秒或装机功率50 千瓦以上的泵站90000多处,装机功率约1600多万千瓦。据全国大型灌溉排水泵站更新改造资料统计,大型灌溉排水泵站450处,装机功率560多万kW;中型泵站约3500座,装机功率580多万kW。
机电排灌事业的发展,特别是大中型泵站的发展,已经成为我国灌溉排水网络的骨干和支柱工程。目前全国机电灌溉排水面积约6.40亿亩,有力地提高了各地抗御自然灾害的能力,对保证农业稳产高产和国家粮食安全起到了关键性的作用,同时也对城乡防洪排涝以及城市供水、工矿企业、交通航运、发电等国民经济各部门的发展起着举足轻重的作用,为我国农业发展乃至国民经济持续、健康发展提供了强有力的支撑。
(2)辉煌成就
我国在灌溉排水泵站工程的建设、发展历程中,不断创新,创造了许多令人瞩目的成就和辉煌。如:集灌溉、排涝、调水等多种功能于一体的大型泵站群枢纽工程——江苏省江都泵站,共有泵站4座,装机33台5.58万kW,最大抽水能力508m3/s,江都四站还荣获国家水利工程设计金奖;国内装机功率最大的多梯级灌溉泵站——甘肃省景泰川电力提灌工程,共有43座泵站,装机307台27.02万kW,总扬程713米,一级站(2座)提水能力33m3/s;亚洲装机功率最大的排涝泵站——江苏省临洪东站,装机12台3.6万 kW,排涝能力360 m3/s;亚洲装机功率最大的灌溉泵站——陕西省东雷抽黄二期灌溉工程北干二级站,装机14台4.26万kW,提水能力40m3/s;扬程最高、单机功率最大的离心泵站——陕西省东雷抽黄灌溉工程二级站,单级扬程225m,单机功率8000kW,单机流量2.25m3/s;单机功率亚洲第一的轴流泵站——湖北省樊口泵站,水泵转轮直径4.0m,单机功率6000 kW,单机设计流量53.5m3/s;转轮直径亚洲最大的轴流泵站——江苏省淮安二站,水泵转轮直径4.5m,单机功率5000 kW,单机设计流量60 m3/s;安装亚洲最大口径水泵的混流泵站——江苏省皂河泵站,水泵口径6.0m,单机功率7000kW,单机设计流量97.5 m3/s;国内最大的斜式轴流泵站——浙江省盐官泵站,装机4台,装机功率8000kW,设计流量200 m3/s;全国最大的贯流泵站——江苏省淮安三站,装机2台,装机功率3400kW,设计流量66.0m3/s;世界上单机流量和叶轮直径最大的湿定子潜水贯流泵站——广西南宁竹排冲泵站,单机流量25m3/s,叶轮直径2.65m;世界上最大的水轮泵站——湖南省青山水轮泵站,安装水轮泵40台,装机功率约1.2万kW,设计流量17.2 m3/s。
2.灌溉排水泵站的作用与地位
灌溉排水泵站作为国民经济和社会发展的重要公益性基础设施,是民生水利的重要组成部分,在全面建设小康社会中起着不可替代的重要作用。
(1)是农业生产的重要基础设施
我国的人口和耕地、气候、水资源等自然条件,决定了“水利是农业的命脉”的基本国情。有了可靠的灌溉排水设施,粮食产量就能成倍增长;在不少地区,甚至没有灌溉排水设施就没有农业。灌溉排水泵站作为水利设施的重要组成部分,已经成为重要的农村基础设施,对保证我国粮食安全、社会稳定起到了关键性作用。
(2)是防洪除涝体系的重要组成部分
据全国大型灌溉排水泵站更新改造资料统计,全国现已建成大型排涝和灌溉排水结合泵站327处,装机功率291.93万kW,设计总流量31 941.5m3/s,有效排涝面积约1.37亿多亩,约占全国总排涝面积的42.9%;全国大型排涝泵站每年平均排水约400亿m3以上,保护着全国约200多座城市、1.5亿群众的生命财产安全。
(3)是农村经济发展的主要支撑
众多泵站工程的建成,使灌溉排水区的农业生产获得了迅猛的发展,经济成倍增长,农民收入大幅度地提高。据全国大型灌溉排水泵站更新改造资料统计,规划时大型灌溉排水泵站受益区内的农村人口在1.5亿以上,农业产值1.45万亿元以上,农村人均纯收入超过4200元,高于我国当时的农村人均纯收入的平均水平。实践证明,灌溉排水泵站已成为农村经济发展和社会稳定的主要支撑,为建设社会主义新农村奠定了坚实的基础。
(4)是改善区域生态环境的基本保证
灌溉排水泵站的建成对土壤改良、冲污排咸、水质改善、环境保护、血吸虫病防治、遏制沙漠化等起到重要作用。随着国民经济的发展,农村城镇化进程不断加快,人民生活水平进一步提高,农村产业结构得到调整,灌溉排水区生态旅游得到开发和利用,灌溉排水泵站的功能将进一步增强。
(5)是改善农村饮水条件的骨干工程
许多大型灌溉泵站在供给农业灌溉用水的同时,为缓解受益区乡镇的饮水安全问题起到了相当大的作用。西北地区约有1400万人的饮用水依靠大型灌溉泵站提供水源保障,还有大量的牲畜饮用水、草原灌溉更是依赖灌溉排水泵站。
3.大型灌溉排水泵站更新改造
3.1 存在的问题
(1)建设标准偏低,设计不尽合理
全国450处大型泵站中约90%建于20世纪80年代及以前。限于当时的政治条件、经济条件和技术水平,很多泵站设计论证不足,工程设计标准偏低,泵站规划布局设计不合理。有些泵站在建设时机泵选型不当或进出水流道设计不规范,导致泵站效率低下,运行费用不断上升。
(2)装备落后,技术水平低
我国20世纪60、70年代建成的泵站,水泵大多采用原苏联的水力模型,效率低,性能差;机组尺寸大,结构形式单一;产品系列不全,性能指标低,加上制造质量差,不少泵站效率低。由于技术落后,设备老化陈旧,设计不合理,泵站能耗普遍较高。
(3)机电设备老化,淘汰产品居多
泵站机电设备老化问题非常突出。据大型灌溉排水泵站更新改造资料统计,全国大型灌溉排水泵站老化需要更新的主机组约2万台套,占大型泵站全部机组的80%。相当一部分泵站建筑物完好率、设备完好率低于60%,使泵站工程安全性、可靠性大大降低,效益得不到充分发挥。
(4)建筑物年久失修,工程安全隐患大
据大型灌溉排水泵站更新改造资料统计,有60%的泵站进水池和穿堤建筑物因不均匀沉陷产生不同程度的裂缝,工程安全隐患重重,大大降低了泵站工程本身防洪安全标准。不少泵站面对滔滔洪水不能开机运行,抵御自然灾害能力大大减弱。
(5)管理体制不顺,管理水平不高
新中国成立以来,我国兴建了一大批大中型泵站工程,初步形成了防洪、排涝、灌溉、供水的灌溉排水工程体系。但是,受计划经济和“重建轻管”思想的影响,泵站管理一直是我国水利工作的薄弱环节,泵站管理中存在的问题日趋突出。主要表现在:一是管理单位性质定位不清,管理经费无正当来源;二是供排水价格形成机制不合理,水费难以计收,工程运行管理经费不足;三是泵站管理设施落后,人满为患,职工生活水平严重偏低;四是管理体制不顺,服务水平不高。这些问题导致了泵站工程得不到正常维修养护,效益严重衰减,给国民经济和人民生命财产安全带来隐患。
3.2 中部四省大型排涝泵站更新改造规划及实施
(1)规划情况
我国中部四省大型排涝泵站更新改造规划于2005年8月由中国灌溉排水发展中心编制完成,同年9月通过水利部组织的审查,并上报国家发展改革委。依据规划,规划现状年为2005年,任务完成年为2008年,即到2008年完成我国中部的湖北、湖南、江西和安徽四省139处大型排涝泵站的更新改造任务,共改造、扩建和拆除重建泵站478座(改造412座、扩建17座、拆除重建49座),装机3450台、装机功率110.69万kW、设计流量11421m3/s,总投资为63.93亿元(平均单位千瓦投资0.58万元/kW)。
(2)实施情况
为确保中部四省大型排涝泵站更新改造项目顺利实施,国家发展改革委和水利部联合颁布了《大型排涝泵站更新改造项目管理办法》,并按国家基本建设程序,先后进行了泵站更新改造安全鉴定、可行性研究、初步设计等工作,最后经审查、复核和批复,中部140处(经国家发展改革委和水利部同意增加河南省1处)大型排涝泵站更新改造项目总投资约68亿元,其中中央补助投资34亿元。投资计划于2006年下达后,正式启动实施中部地区大型排涝泵站更新改造项目。2008年底投资计划全部下达完毕,2010年140处大型排涝泵站基本完成了更新改造任务。
3.3 全国大型灌溉排水泵站更新改造规划
(1)规划情况
2009年初,中国灌溉排水发展中心编制完成《全国大型灌溉排水泵站更新改造规划》(初稿),经规划复核和征求各地意见后,2009年5月形成规划送审稿;2009年7月经水利部水利水电规划设计总院组织有关专家审查后,做了进一步修改;2009年12月~2010年8月国家发展和改革委员会国家投资评估中心组织有关专家进行了评估,根据评估意见再次修改;2011年5月国家发展改革委和水利部联合印发《全国大型灌溉排水泵站更新改造方案》。依据方案,规划现状年为2008年,任务完成年为2015年,即到2015年完成全国251处大型灌溉排水泵站更新改造任务,共更新改造其中的骨干泵站和重要泵站1936座(改造1267座、拆除重建669座),共装机12100台、装机功率298.10万kW、设计流量13480m3/s,总投资180.02亿元(平均单位千瓦投资0.60万元)。
(2)实施情况
2009年初,《全国大型灌溉排水泵站更新改造规划》初稿完成后,为配合国家“拉动内需”计划的实施,水利部提前启动了列入《全国大型灌溉排水泵站更新改造规划》(初稿)中的99处大型灌溉排水泵站更新改造项目,2010~2015年继续投资实施了全国大型灌溉排水泵站更新改造项目。截止2015年7月,已累计下达投资147.49亿元,其中中央补助投资87亿元。截止2015年9月底,全国251处大型灌溉排水泵站更新改造项目,其中226处已下达了投资计划,有158处的中央补助投资计划已下达完毕。目前,约有100多处大型灌溉排水泵站更新改造工程已基本完成了更新改造任务,其余已下达投资的泵站更新改造项目正在有序进行。未下达投资的项目基本完成了更新改造安全鉴定、可行性研究、初步设计等前期工作,做好了更新改造实施的准备。
3.4 更新改造效果
大型灌溉排水泵站更新改造经过更新改造,工程效益与社会效益逐步显现,主要成效如下:
(1)基本上解决了机电设备老化和建筑物破损失修问题。泵站更新改造后,建筑物完好率和设备完好率从改造前不足70%,分别提高到90%和95%以上;安全运行率从改造前不足80%提高到98%及以上,极大地提高了泵站运行的安全可靠性。
(2)恢复和提高了灌溉排水标准。泵站更新改造后,灌溉保证率达到《灌溉与排水工程设计规范》(GB/T 50288)的规定,排涝标准普遍由改造前的3~5年一遇提高到10年一遇,为国家粮食安全、防洪安全、供水安全等提供了强有力的保障,促进了农民增收和农村经济社会发展。
(3)提高了装置效率,降低了能源单耗。泵站更新改造后,装置效率由改造前的40%左右提高到平均60%以上,高的达到了75%以上;能源单耗由改造前6.8kWh/ktm左右降低到平均4.53kWh/ktm以下,低的降到了3.6kWh/ktm以下,节能效益显著。
(4)泵站自动化水平得到提高,泵站环境得到极大改善。通过更新改造,部分泵站实现微机监控、保护,视频监视、网络通信和管理信息化等,大大提高了运行安全,减少了运行维护工作量及费用,提高了工程管理效益和管理水平。在工程改造的同时,进行了泵站环境建设,站区道路、绿化、环境得到极大改善,促进和带动了当地农村的经济社会发展。