水利工程論文-國外泵站發(fā)展及運(yùn)行管理情況綜述.doc

水利工程論文-國外泵站發(fā)展及運(yùn)行管理情況綜述摘要：隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水資源的戰(zhàn)略地位愈來愈重要，水資源的高效利用和有效管理越來越得到世界各國政府的高度重視。以“水可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵”為主題的國際淡水會(huì)議于2002年12月3日在德國波恩拉開序幕。世界各國先后出臺了水資源調(diào)度及綜合利用、水土保持、按用途優(yōu)化用水及海水淡化等方針政策，并以此來解決日益嚴(yán)重的水危機(jī)問題。關(guān)鍵詞：泵站發(fā)展管理隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，水資源的戰(zhàn)略地位愈來愈重要，水資源的高效利用和有效管理越來越得到世界各國政府的高度重視。以“水可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵”為主題的國際淡水會(huì)議于2002年12月3日在德國波恩拉開序幕。世界各國先后出臺了水資源調(diào)度及綜合利用、水土保持、按用途優(yōu)化用水及海水淡化等方針政策，并以此來解決日益嚴(yán)重的水危機(jī)問題。泵站水的唯一人工動(dòng)力來源，作為重要的工程措施，它在水資源的合理調(diào)度和管理中起著不可替代的作用。同時(shí)，泵站在防洪、排澇和抗旱減災(zāi)，以及工農(nóng)業(yè)用水和城鄉(xiāng)居民生活供水等方面發(fā)揮著重要作用。另外，泵站為耗能大戶，節(jié)能和節(jié)水問題一樣重要。因此，泵站的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和優(yōu)化管理就顯得尤為重要。1國外泵站工程的發(fā)展?fàn)顩r泵站是解決洪澇災(zāi)害、干旱缺水、水環(huán)境惡化當(dāng)今三大水資源問題的有效工程措施之一。它們承擔(dān)著區(qū)域性的防洪、除澇、灌溉、調(diào)水和供水的重任，主要用于農(nóng)田排灌、城市給排水以及跨流域調(diào)水等。泵站與其它水利建筑物不同，它無需修建擋水和引水建筑物，對資源和環(huán)境無影響，受水源、地形、地質(zhì)等條件的影響較小，且具有投資省、成本低、工期短、見效快、靈活機(jī)動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)。但是，泵站運(yùn)行要耗能，設(shè)備維護(hù)和更新費(fèi)用高。盡管如此，許多國家還是把泵站工程建設(shè)列為優(yōu)先考慮的重點(diǎn)。尤其是荷蘭、日本、原蘇聯(lián)和美國等國家，他們的發(fā)展速度較快，技術(shù)更先進(jìn)，管理更完善，有許多東西值得我們借鑒和學(xué)習(xí)。1.1荷蘭泵站工程發(fā)展?fàn)顩r荷蘭是一個(gè)地勢低洼的國家，約有四分之一的國土面積低于海平面，歷史上即以筑堤、排水、圍海造田而著稱，再加上部分地區(qū)開墾沼澤地等，其排水問題十分突出。為了解決這些矛盾，荷蘭政府興建了眾多的大型排水泵站，迄今已從圍海造田中增加土地面積約60萬公頃。荷蘭排水泵站的特點(diǎn)是揚(yáng)程低、流量大。如1973年興建的愛茅頓排水泵站，最大揚(yáng)程僅2.3m，單機(jī)流量37.5m3/s，總排水能力150m3/s，并有可能在將來擴(kuò)大至350400m3/s。荷蘭目前已建成的大型泵站有600多座，安裝口徑1.2m以上的大型水泵機(jī)組2400多臺（荷蘭泵的轉(zhuǎn)速高，其口徑1.2m相當(dāng)于我國口徑1.8m以上的大泵），其泵站的數(shù)量和大泵的臺數(shù)都是我國泵站數(shù)量的三倍以上。在水泵設(shè)計(jì)及裝置配套方面，荷蘭有世界著名的水力機(jī)械專家，可對水泵裝置進(jìn)行性能測試、水錘計(jì)算、模型試驗(yàn)等；在機(jī)械方面，可進(jìn)行振動(dòng)計(jì)算和測量、性能和噪音的監(jiān)測等。他們還廣泛利用計(jì)算機(jī)，從計(jì)算機(jī)輔助選型（CAS）、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）到計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）；從水力、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)到葉片、導(dǎo)葉加工的嚴(yán)格控制，全程使用計(jì)算機(jī)，使產(chǎn)品在高度先進(jìn)的設(shè)計(jì)和工藝基礎(chǔ)上制造出來。荷蘭比較注重科研的投入，科研力量很強(qiáng)，研究機(jī)構(gòu)齊全，設(shè)施非常完善，對水泵及其進(jìn)、出水流道均有比較系統(tǒng)的研究。完美的設(shè)計(jì)和制造，提高了機(jī)組的性能指標(biāo)，增加了泵站運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。1.2日本泵站工程發(fā)展?fàn)顩r日本是一個(gè)島國，國土面積大部分為山地、丘陵，人均擁有的耕地面積較少。為獲得土地面積，日本采用了大規(guī)模攔海造地的方法，同時(shí)興建了一批排水泵站，以解決易澇地區(qū)的排漬問題。日本灌排事業(yè)的形成與發(fā)展，始終與水稻種植的歷史相關(guān)。大約公元前3世紀(jì)前后，以容易灌溉的地區(qū)為中心開始了水稻的種植。修建了許多簡易的水渠和小型池塘。后來，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力水平逐漸提高，農(nóng)田灌溉設(shè)施逐步向全國發(fā)展。19世紀(jì)前后，圍繞大河流域的水田開發(fā)取得進(jìn)展，初步形成現(xiàn)在日本水田面積300萬hm2的規(guī)模。1868年明治維新后，近代科學(xué)技術(shù)和日本傳統(tǒng)的水田農(nóng)業(yè)技術(shù)結(jié)合，日本的灌溉排水設(shè)施得到廣泛建設(shè)，不斷發(fā)展提高。1970年前后，日本大米過剩，政府開始推行調(diào)整農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的政策，灌溉排水設(shè)施的建設(shè)從原來以水田為中心轉(zhuǎn)入以旱地為中心。進(jìn)入1990年后，隨著灌溉排水設(shè)施以新建改良為主的制度逐步完善，以大河下游沼澤為中心，積極推行了旨在提高生產(chǎn)率的排水設(shè)施建設(shè)。目前，日本由國家投資興建的水庫、水渠、水閘、泵站等骨干水利設(shè)施共1443項(xiàng)，灌排水渠總長17810km。全國共有7400個(gè)土地改良區(qū)，控制面積340萬hm2?，F(xiàn)在的日本灌排事業(yè)，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了因種植水稻而必須具備的功能。所到之處，灌溉排水設(shè)施與自然密切共存，相依相伴。它們在貯存地下水、防洪、防污治污、國土治理的生態(tài)環(huán)境中，發(fā)揮著極為重要的作用，維護(hù)和創(chuàng)造了日本優(yōu)美的農(nóng)村景觀和人文文化。在該國眾多的大型泵站中，新川河口和三鄉(xiāng)排水站是較有代表性的。新川河口排水站共裝有6臺直徑為4.2m的貫流式水泵，揚(yáng)程2.6m，單臺泵流量40m3/s，排水受益面積30萬畝。三鄉(xiāng)排水站裝有直徑為4.6m的混流泵，單臺泵流量50m3/s，設(shè)計(jì)揚(yáng)程6.3m。1.3原蘇聯(lián)泵站工程發(fā)展?fàn)顩r原蘇聯(lián)年降水量約90430億m3，形成河川徑流量40430億m3，人均年徑流量27820m3。另外，還有境外的年入境流量2270億m3，地下水資源量7875億m3/年。原蘇聯(lián)的水資源開發(fā)程度較高，水工建設(shè)水平堪稱世界一流。原蘇聯(lián)大型泵站的建設(shè)，除了應(yīng)用于平原地區(qū)的農(nóng)業(yè)排灌外，主要用于揚(yáng)程較高的運(yùn)河供水以及跨流域調(diào)水等。如已建成的莫斯科運(yùn)河上的梯級泵站，以及從北方河流調(diào)水200250億m3水量輸送到伏爾加河流域的北水南調(diào)工程。原蘇聯(lián)大型水泵（軸流泵）具有轉(zhuǎn)速高、揚(yáng)程高、流量大等特點(diǎn)，其技術(shù)性能指標(biāo)水平比較先進(jìn)，但水泵結(jié)構(gòu)型式比較單一，其傳動(dòng)方式一般采用與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)，故電動(dòng)機(jī)體積大而笨重，泵站投資相應(yīng)增加。1.4美國泵站工程發(fā)展?fàn)顩r以美國西部的灌排事業(yè)發(fā)展為例。1902年，美國會(huì)通過灌溉法案，拉開了西部17個(gè)州水利建設(shè)的序幕。20世紀(jì)30年代初遭遇經(jīng)濟(jì)大蕭條后，總統(tǒng)富蘭克林?羅斯福提出“新政”，把以水利設(shè)施為主的公共工程建設(shè)作為刺激經(jīng)濟(jì)的重要手段之一。大批水力發(fā)電、防洪、灌溉、調(diào)水等綜合性工程紛紛上馬，全國水利建設(shè)達(dá)到空前高潮。經(jīng)過近一百年的努力，已建成并管理345座水庫、254座大壩、267座泵站、21.6萬km渠道、2300km輸水干管、950km隧洞和58座水電站，這些水資源開發(fā)利用的骨干工程的建設(shè)和建成，為西部的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，解決了3100萬人的用水問題，為西部1000萬英畝農(nóng)田提供了灌溉水，這些農(nóng)田生產(chǎn)的蔬菜目前在全美蔬菜總產(chǎn)量中占到60%。美國擁有世界上流量和揚(yáng)程最大的泵站埃德蒙斯頓泵站。它位于美國加州中部圣華金河谷地區(qū)的貝克斯菲爾德市南郊，是全長864公里加州北水南調(diào)工程干渠上22座大型泵站之一（將水從加州北部干渠越過Tehachapi山脈輸送到加州南部）。埃德蒙斯頓泵站裝有14臺泵，每臺泵的流量為9m3/s，需提供的靜揚(yáng)程為587m（不包括管路損失），效率為92.2%，轉(zhuǎn)速是600r/m（與電動(dòng)機(jī)同），配套電動(dòng)機(jī)功率為8萬馬力（近6萬kW）。泵站總流量為125m3/s，配套總功率112萬馬力，年耗電量約60億kW?h。水泵為立軸4級串聯(lián)，高9.45m，轉(zhuǎn)輪直徑4.88m，重220噸。水泵與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)，機(jī)組總高近20m，重420噸。該工程于1951年5月提出方案論證，1965年5月最終確定方案，1971年9月正式提出實(shí)施1984年完成最后3臺機(jī)組的安裝，工程總投資約1.75億美元。2國外泵站的運(yùn)行、管理及自動(dòng)化國外泵站在運(yùn)行、管理方面自動(dòng)化程度高，監(jiān)控系統(tǒng)完善。這樣，既提高了泵站運(yùn)