您的位置:
网站首页 >>
技术文章 >> 水资源调配的宏观调控——水利泵站在农业与生态中的应用
水资源调配的宏观调控——水利泵站在农业与生态中的应用
发布日期:
2026-01-30
浏览人气:
63
在更广阔的地理尺度上,“水利泵站”是支撑国家水安全、粮食安全和生态安全的基石。与前文提到的污水泵站不同,水利泵站更多地是指服务于农业灌溉、流域防洪排涝、跨区域水资源配置以及生态环境修复的大型水利枢纽。它是水利工程体系中的动力核心,将江河湖泊的水资源通过人工动力引导至需要的地方,变“水害”为“水利”。
一、多元分类与功能
水利泵站按其功能主要分为四大类,每一类都在国家战略中占据重要地位:
灌溉泵站:
中国是农业大国,但水资源分布不均。在北方干旱地区或地势较高的农田,灌溉泵站承担着从河流、水库提水灌溉的任务。特别是在扬黄工程(如甘肃景泰川电力提灌工程)中,水泵需要将黄河水抬高数百米,滋养了百万亩良田,改变了“靠天吃饭”的局面。
排涝泵站:
南方水网地区,地势低洼,雨季极易发生内涝。排涝泵站(如湖北荆江分洪区的泵站)在汛期发挥着“巨兽”般的作用,以每秒数千立方米的流量将涝水强行排入外江,保障粮食产区的安全。
调水泵站:
为解决区域性缺水问题,国家建设了长距离调水工程。如引滦入津、引黄济青等工程中的梯级泵站,它们像接力赛一样,将水从一个流域输送到另一个流域,平衡区域发展。
生态补水泵站:
近年来,随着生态文明建设的推进,专门为湖泊、湿地补水,改善城市水环境,或为干涸河道恢复生态流量而建设的泵站越来越多。它们不仅要满足水量要求,还要考虑水流形态对生态系统的友好性。
二、设计特点与核心技术
多变的水位适应性:
江河水位随季节变化剧烈(汛期高水位,枯水期低水位)。水利泵站的水泵选型必须覆盖宽广的扬程范围。例如,采用全调节叶片水泵,操作人员可以根据实际水位差,调节水泵叶片的角度,使水泵始终处于高效率区运行,避免汽蚀(一种水流产生气泡破裂破坏叶轮的现象)。
多泥沙水流的磨蚀问题:
我国许多河流(如黄河、长江)含沙量大。高含沙水流流过水泵叶轮和泵壳,会产生剧烈的磨蚀,如同砂纸打磨一般。为此,通常采用抗磨蚀的高强度碳钢或不锈钢材料,关键部位喷涂碳化钨等硬质涂层,并在水力设计上尽量控制流速,减少磨损。
巨大的工程尺度与土建结构:
大型水利泵站的进水流道往往设计成肘形或钟形,以改善进水流态。出水侧常设“虹吸式出水流道”,利用虹吸原理降低启动扬程,停机时破坏真空以断流。这种设计既节能又安全,但对土建施工的精度要求。
三、运行调度:从单站运行到联合调度
梯级调度:
在长距离调水工程中,各级泵站之间存在着水力联系。上一级泵站的流量波动会迅速传递到下一级。通过建立统一的调度中心,利用SCADA系统采集全线数据,计算机模型会自动计算出全线开机组合,避免由于流量不平衡导致的水池溢出或抽干,实现全线“水力平衡”。
防汛抗旱的应急响应:
在汛期,排涝泵站根据气象预报进行“预排”,提前腾空河网库容;在干旱期,灌溉泵站则实行“轮灌”制度,根据农作物需水规律精准供水。这种基于气象大数据的智能调度,极大提高了水资源的利用效率。
四、老旧泵站的升级改造(泵站改造)
目前,国家正在大力推进泵站节能改造。核心措施包括:
更换高效水泵机组:利用先进的水力模型替换旧泵,效率可提升10%-20%。
变频改造:将直接启动改为变频启动,不仅平滑了电网冲击,更实现了无级调速,大幅节能。
智能化升级:加装视频监控、远程控制系统,实现“少人值守”,降低运行成本。