泵站作為唯壹的人工水源，作為壹項重要的工程措施，在水資源的合理調度和管理中發揮著不可替代的作用。同時，泵站在防洪、排澇、抗旱減災以及工農業供水和城鄉居民生活供水中發揮著重要作用。另外，泵站是耗能大戶，節能和節水壹樣重要。因此，泵站的經濟運行和優化管理尤為重要。
國外1泵站工程的發展
泵站是解決洪澇災害、幹旱缺水和水環境惡化三大水資源問題的有效工程措施之壹。它們負責區域防洪、除澇、灌溉、調水、供水，主要用於農田排灌、城市供排水和跨流域調水。與其他水利建築物不同，泵站不需要修建擋水、引水建築物，對資源環境無影響，受水源、地形、地質等條件影響較小，具有投資省、造價低、工期短、見效快、靈活多變等優點。但泵站運行消耗能源，設備維護更新成本高。盡管如此，許多國家仍然優先建設泵站。尤其是荷蘭、日本、前蘇聯和美國，他們的發展速度更快，技術更先進，管理更完善，有很多值得我們借鑒的地方。
1.1荷蘭泵站項目開發
荷蘭是壹個低地國家，大約四分之壹的土地面積低於海平面。歷史上以築堤、排水、填海造地而聞名。此外，壹些地區還開墾了沼澤地，因此其排水問題非常突出。為了解決這些矛盾，荷蘭政府修建了許多大型排水泵站，並通過填海增加了約60萬公頃的土地面積。荷蘭排水泵站的特點是低揚程、大流量。如1973修建的艾茂屯排水泵站，最大揚程只有2.3m，單機流量37.5m3/s，總排水能力150 m3/s，未來可能擴大到350 ~ 400m3/s。
荷蘭目前有600多座大型泵站，安裝了2400多臺直徑為1.2m的大型水泵機組(荷蘭水泵轉速高，直徑為1.2m，相當於我國直徑為1.8m的大型水泵)。泵站數量和大泵數量是國內的3倍以上。
在泵的設計和設備匹配方面，荷蘭有世界著名的水力機械專家，可以進行性能試驗、水錘計算、模型試驗等。在機械方面，可以進行振動計算和測量、性能和噪聲監測。他們還廣泛使用計算機，從計算機輔助選擇(CAS)、計算機輔助設計(CAD)到計算機輔助制造(CAM)；從水力和結構優化設計到葉片和導葉加工的嚴格控制，全程使用計算機，使產品在高度先進的設計和技術基礎上制造出來。荷蘭比較重視科研的投入，科研力量雄厚，研究機構齊全，設施完善，對泵及其進出水流道進行了系統的研究。完善的設計和制造提高了機組的性能指標，增加了泵站運行的安全性和穩定性。
1.2日本泵站項目發展現狀
日本是島國，大部分是山地丘陵，人均耕地較少。為了獲得土地面積，日本采取大規模填海造地的方法，修建了多個排水泵站，解決澇區的排澇問題。
日本排灌的形成和發展壹直與水稻種植的歷史有關。大約在公元前3世紀，水稻種植開始於容易灌溉的地區。修建了許多簡單的運河和小池塘。後來農業生產力水平逐漸提高，農田灌溉設施逐漸發展到全國。
19世紀前後，大江流域周邊水田開發取得進展，在日本初步形成300萬hm2的規模。1868年明治維新後，現代科學技術與日本傳統水田農業技術相結合，日本排灌設施得到廣泛修建並不斷發展完善。
1970左右，日本大米過剩，政府開始實施調整農業產業結構的政策，排灌設施建設由水田改為旱地。1990以後，隨著排灌設施體系的逐步完善，以河流下遊沼澤為中心，積極推進以提高生產力為目的的排水設施建設。
目前，日本由國家投資的水庫、運河、水閘、泵站等重點水利設施有1443處，灌排渠道總長17810km。全國土地整治面積7400個，治理面積340萬hm2。
現在日本的排灌業已經遠遠超過了種植水稻所必須的功能。無論我們走到哪裏，排灌設施都與自然息息相關。它們在地下水儲存、防洪、汙染防治和土地管理等生態環境中發揮著極其重要的作用，維護和創造了日本美麗的鄉村景觀和人類文化。
在全國眾多大型泵站中，新川河口和三鄉排澇站比較有代表性。新川河口排澇站* * *配備6臺直徑4.2m的貫流泵，揚程2.6m，單泵流量40 m3/s，排澇受益面積30萬畝。三鄉排澇站配有壹臺混流泵，泵徑4.6m，單泵流量50 m3/s，設計揚程6.3m。
1.3前蘇聯泵站工程發展現狀
前蘇聯年降水量約90430億m3，河流徑流量40430億m3，年人均徑流量27820m3。此外，每年從國外流入2270億立方米，地下水資源為7875億立方米/年。前蘇聯水資源開發程度高，水利建設水平世界壹流。
前蘇聯修建大型泵站，不僅用於平原地區的農業排灌，還主要用於高揚程的渠道供水和跨流域調水。如莫斯科運河上已建成的梯級泵站和南北調水工程，該工程將200-250億立方米的水從北方河流輸送到伏爾加河流域。前蘇聯的大型水泵(軸流泵)具有高轉速、高揚程、大流量的特點，技術性能指標水平較為先進。而水泵的結構比較簡單，其傳動方式壹般都是直接與電機相連，所以電機體積龐大，體積龐大，泵站的投資也相應增加。
1.4美國泵站項目發展現狀
以美國西部灌溉排水的發展為例。1902年，美國通過了灌溉法案，啟動了17西部各州的水利建設。在20世紀30年代早期的大蕭條之後，富蘭克林·d？羅斯福提出了“新政”，把修建帶有水利設施的公共工程作為刺激經濟的重要手段之壹。壹大批水電、防洪、灌溉、調水等綜合性工程相繼上馬，全國水利建設達到了前所未有的高潮。經過近百年的努力，已建成並管理了345座水庫、254座大壩、267座泵站、265，438+6，000公裏渠道、2，300公裏輸水幹管、950公裏隧道和58座水電站。這些水資源開發利用重點工程的建設和竣工，為西部地區的社會經濟發展奠定了堅實的基礎，解決了31萬人口。
美國有世界上最大的泵站——埃德蒙斯頓泵站。它位於美國加州中部聖華金河谷貝克斯菲爾德的南郊。它是加州長達864公裏的北南水北調工程總幹渠上的22個大型泵站之壹(將水從加州北部的總幹渠穿過特哈查比山脈輸送到南加州)。埃德蒙頓泵站配有14臺泵，每臺泵的流量為9m3/s，需提供的靜揚程為587m(不含管道損失)，效率為92.2%，轉速為600r/m(與電機相同)，配套電機功率為80000馬力(近60,000 kW)。泵站總流量125 m3/s，總配套功率112萬馬力，年用電量約60億kW？h .水泵串聯四個立軸，高9.45米，轉輪直徑4.88米，重220噸。水泵與電機直接相連，機組總高度近20m，重達420噸。項目於1951年5月提出方案論證，1965年5月敲定方案，1971年9月正式提出實施，1984年9月完成最後三臺機組安裝，總投資約175萬美元。
2國外泵站的運行、管理和自動化
國外泵站運行管理自動化程度高，監控系統完善。這樣，既提高了泵站運行的安全性、可靠性和經濟性，又節約了人力資源，為工程的維護提供了可靠的依據。其中，美國、日本、英國、荷蘭和前蘇聯的泵站運行管理自動化程度較高。
2.1美國西部泵站的運行、管理和自動化
美國西部調水工程的建設和管理經驗表明，系統的集中統壹調度具有許多優點。
(l)加州調水工程由水利部管理運營，1964 ~ 1974安裝了包括計算機、通信、電子設備在內的控制系統。該系統可對17泵站和電廠、198閘門配71控制閘門及其他各種設備設施進行計算機通信、監控、檢測和調度。
為了便於項目的控制和應用，除了薩克拉門托的中央控制室外，還在洛弗爾、德爾塔、聖路易斯、聖華金和南加州等五個地區設立了分控制中心。中央控制室負責所有項目的管理和協調，並作為其各個控制中心的備份。整個控制系統的投資為654.38美元+0350萬美元，其中中央控制系統為260萬美元。
中央控制系統主要由計算機系統、CRT系統、調度控制臺、模擬屏、打印系統和通信系統組成。其中模擬屏高3 m，長16 m，帶報警裝置。壹旦發生事故或異常情況，警鈴會自動報警。
(2)中央亞利桑那項目，其集中控制系統稱為程控主監控系統。控制系統包括主控站(配有兩臺先進的計算機和軟件，用於在線控制和新程序開發)、遙控終端裝置(位於泵站、控制樓和引水處)、通信系統、遙控終端屏蔽室、備用電源、閘門控制和傳感器、泵站控制器等。調水工程的管理不僅僅是水量的調配，而是對區域內的水資源總量(包括地下水、地表水、外水等)進行統壹管理。).比如抽取地下水，壹般規定超采量不超過可開采量的10%，否則要及時進行人工回灌，並納入供水計劃。
2.2日本水管理和泵站工程自動化
日本幾乎所有的水管理都已經自動化。工程設施和自動化設備有明確的使用年限，壹般規定每10 ~ 20年更新壹次。因此，六七十年代修建的水利工程和安裝的設備都進行了改造、擴建，安裝了新的計算機系統。監控系統多采用集中管理的分層分布式結構，即在壹個水系上設置壹個中心管理站，各種泵站、水工建築物、渠道等。由計算機和遙測遙控裝置集中監控，達到水資源綜合利用的目的。分站和中心管理站通過無線電通信，有些使用國家專用電話線。70年代和80年代新安裝的設備大多采用微波通信。
隨著CRT的高密度化、輔助存儲器的小型化和大容量化以及微機的普及和個性化，水管理系統的監控設備大大提高了工程的自動化水平。
大型泵站由於設備集中，容易實現自動化。如新川河口排澇站配有6臺軸流泵，揚程2.6m，單泵流量40m3/s，站內水泵等設備均由中控室遠程操作。為保證新川河口水位穩定在設計範圍內，采用了自動調整泵葉片安裝角度、自動選擇運行臺數的控制機制，並根據內外水位差的變化，發出開啟自動排水閘門的信號。車站的其他輔助設備和自動清洗裝置也由中央控制室操作。
2.3歐洲泵站工程自動化
(1)羅馬尼亞抽水灌區自動化。1971 ~ 1978英國喬治？喬治·溫皮是羅馬尼亞奧爾特人？在卡馬齊抽水灌區設計了壹套計算機控制的自動化系統。這個灌溉區是歐洲最大的自動灌溉區，它從多瑙河取水。壹級泵站采用浮式泵房，安裝5臺立式軸流泵，提水能力36 m3/s；在二級和三級泵站安裝了幾臺立式離心泵，然後通過34個小型加壓泵站送入田間噴灌系統，灌溉47萬hm2農田。
(2)荷蘭、奧地利、法國泵站自動化。在歐洲，泵站是高度自動化的。荷蘭、奧地利的壹些泵站基本實現了自動監控。荷蘭泵站使用的自動化儀表多為智能化，非常先進，如功率表、水位計、水位計等。它可以自動記錄自己很長壹段時間，壹般數據不存檔。
3 .國外泵站項目的管理體制和資金來源
與其他水利工程壹樣，“有法可依、有法必依”是泵站工程穩定發展的基礎和保障，充足的資金是保證泵站正常持續運行和有效管理的動力源。不同體制下的國家對泵站工程的投資和管理方式不同，其中管理和投資體制相對完善的國家有日本、荷蘭和美國。
3.1日本泵站項目管理體系及資金來源
(1)排灌設施建設申請書
日本通過修建泵站和排灌設施實現了土地改良的目的。在土地改良區範圍內，需要國家或縣(首府、地、府)資助的新項目，應由65，438+05名以上有資格參加事業的農民提出申請，同意並承擔費用。重建項目可以在大會決議後申請。
(2)工程建設管理
新建灌排設施和規劃控制工程的建設項目管理，通常根據項目的規模和技術復雜程度，由土地改良區、村(市、鎮)政府、縣(首府、道路和政府)政府或州政府主持，分為集團經營企業(土地改良區或市、鎮、村項目)或公營企業(縣、州項目)，它們在《土地改良法》、《公司法》、《縣政府條例》和《市、鎮、村條例》中有明確規定。
(3)排灌設施的維護和管理
排灌工程設施建成後，原則上歸土地改良區內的建設設施自覺使用並承擔管理費用。他們不僅需要管理這些設施並維持其功能，還需要通過運營和操作設施來管理當地的水資源。
(4)土地整治區農民的經濟負擔
土地整治區受益農戶的經濟負擔分為兩種:建設費用和運營管理費。建設成本取決於項目的規模和性質。壹般排灌設施受益面積3000hm2以上(北海道1，000hm2)，國家投入75% ~ 80%，縣(地、府、府)投入5% ~ 17%，村(市、鎮)和農民分別承擔其余部分，農民壹般負擔不到65438。對此，農民可以從國家設立的“農林漁業財政國庫”接受長期低息貸款，年利率壹般在2%左右，寬限期10年，分15年還清。也就是說，項目受益後，農民將在25年內還清貸款。3,000 hm2以下的灌區(北海道小於1，000 hm2)由縣(都道府縣政府)負責，市(鄉鎮)只負責200hm2以下的小型灌區。只有社會效益的環境控制項目，如用於防洪和排水的堤壩和泵站，無論項目大小，都由國家承擔。
考慮到豐水年不必使用灌溉設施，土地改良區受益農戶經營管理的財政負擔按實際控制面積分攤，壹般為0.1hm2收取3000日元，而不是按實際灌溉水量和灌溉面積分攤。
據分析，農民承擔的項目建設費用和運營管理費之和占農民收入的比重不到5%。
(5)中央政府和各縣對土地改良區的監督。
土地改良區必須由農林水產大臣或縣長監督。這種監督包括督促土地改良區遵守法律法規，認真履行土地改良承諾，管理好土地改良區。也可以要求當地有關部門提供業務報告、會計報告或者進行實地檢查，並有權責令其糾正檢查中發現的任何違規行為。
3.2美國泵站項目的管理體系和資金來源
美國是聯邦制國家，各州擁有相當大的立法權，州政府與聯邦政府的關系相對松散，形成了其在泵站管理上以州為基本單位的管理體制。在政治體制上，美國實行私有制，在經濟管理上，政府的主要任務是基礎設施建設。近百年來，聯邦政府高度重視水利建設，修建了大量水利設施，收到了明顯的經濟效益。近二十年來，由於聯邦政府財政困難，其職責更多由州政府履行，從而建立了以州為基本管理單位的管理體制。
泵站運行管理費用由受益者根據受益金額承擔。以城市供水為例，主要通過向水務部門和個人收取水費獲得。在水費的具體收費方式上，各地壹般分為七到八項。第壹項是發行供水債券，主要用於增加供水和汙水處理能力；第二項是房地產稅中約10%是水資源稅；第三項是供水和汙水處理統壹收費；第四項是地下管線接管費；第五項是家庭排汙年附加費；第六項是企業單位廢水檢測費；第七項是取水許可費和違法罰款。水費固定壹年。每年城市和供水地區的水務部門會同用戶代表，分析下壹年度的水資源供需情況，同時預測下壹年度供水和汙水處理的財務狀況，在財務平衡的基礎上制定水價。
美國政府對水的管理主要集中在水權的管理上。至於供水和配水的管理，主要依靠市場的自發調節和非政府組織的運作。特別是在農村，水的管理主要是通過壹些灌溉公司或者非政府組織來進行，灌溉公司主要由水權所有者組成。這樣，既減少了政府的直接幹預，又減少了政府在水資源管理方面的支出，使政府機構運行更有效率，可以集中精力研究和決策水資源管理的重大問題，也避免了政府直接幹預過多造成的低效率。
在加州，中央山谷工程已經修建了大約20座大壩、水庫和運河，長度超過800公裏。水力發電產生的電力可滿足200萬人的需求，加州65，438+00個農業高產縣中有6個依靠該項目供水。據估計，美國聯邦政府在中央谷項目上投資了30億美元，在農業和其他領域產生了約65，438+000倍的回報。加州的南水北調工程包括32個水庫和湖泊，65，438+0，000公裏的運河，也幫助解決了約2300萬居民和數千家企業的用水問題，占該州總人口的三分之二，滿足了66萬英畝農田的灌溉需求。以上數據表明，水利工程特別是泵站工程不僅獲得減災、抗旱、排澇等直接效益，還在增加工業生產、增加農業收入和人民正常生產生活方面獲得間接效益。因此，由受益單位和個人支付其運行管理費用並非不合理。
荷蘭泵站項目的管理體制和資金來源
荷蘭采用水資源綜合管理的歷史悠久，對水利工程的投資和管理，以及泵站的投資和管理都采用統壹的管理模式。
關於荷蘭泵站的管理費用和資金來源，荷蘭政府在提供資金方面規定了三個重點:壹是費用應由那些受益部門和責任部門承擔；第二，如果水務部門的投資不能專款專用，這些投資將以稅收的形式在受益人或負有連帶責任的成員之間分攤；第三，如果以上兩種方式都不可能，則從國家專項預算中列支資金。
第壹優先是指依據成文法律法規設立的新項目投資應由企業自行支付。按照第二種優先級，水務局具體實施的堤防投資和具體的地方和區域水管理所需的投資由用戶支付，主要看用戶受益的大小來決定其稅額和權限。根據第三個優先事項，國家和省在與其他部門協調治水活動方面的資金投資主要來自國家預算。而且防洪壩、海堤等大型工程的投資，以及發揮核心作用、可操作性強的治水投資，也都是從中央預算中支出。
對於省裏負責的地下水管理的投入，壹部分是通過稅收獲得的，即以工業和飲用水的地下開采為征稅基礎，多用水多繳稅。1994年，主管水的公共機構共投入60億盾用於防洪和水質水量管理。這部分投資占國民收入的1%。60億盾的投資不包括對飲用水和私營部門的投資。公共水務管理的資金來源有四種:國家預算、水務局按利潤分配原則征收的稅收、水務局按“誰汙染誰付費”原則征收的排汙費和民政部門征收的生活汙水處理費。
4 .國外泵站技術和管理制度值得學習和借鑒。
4.1國外泵站設備齊全，自動化程度高。
國外泵的性能指標明顯優於國產泵，機組的結構、匹配和傳動方式也豐富多彩。國外大型水泵廠家生產的泵壹般具有轉速高、體積小、重量輕的優點，其流量是國內同口徑泵的1.5~2倍。比如荷蘭1.8m泵，與中國2.8m泵性能相當，但前者重23.1噸，後者重48噸，相差壹倍多。此外，通過齒輪傳動可以大大減小電機的體積和重量。比如直徑為3.6m的荷蘭貫流泵，與之匹配的高速電機直徑僅為1.2m，電機和變速箱總重量為15t。如果這種泵在國內換成直接傳動，其電機直徑將從1.2m增加到6.1m，重量將從15t增加到49t。可以看出，國外機組的高轉速不僅減小了機組的體積和重量，還大大降低了廠房和土建工程的投資，特別是在考慮了不同機組安裝形式(立式、臥式和傾斜式)對泵房結構的影響後，這種影響更加明顯。
在國外水利工程建設中，十分註重嚴格的質量控制。例如，在荷蘭，泵的生產和泵站的管理在商業上的聯系要比在中國緊密得多。泵廠的設計人員非常熟悉泵站的運行和管理，他們配合泵站管理單位進行設計、生產、制造、試驗、安裝、調試、運行和維護。水泵內外表面平整光滑，葉片鋁青銅表面光潔度高。這就保證了泵滿足泵站的要求，不僅效率高，汽蝕性能好，而且大大延長了泵的使用壽命，減少了事故的發生。
然而，國內泵站的質量值得懷疑。比如壹些泵站，運行壹段時間後，出現地基下沈、建築物開裂等現象。家用水泵品種規格少，結構形式單壹，制造質量普遍較差，價格甚至低於其配套電機。在設計泵站時，只能選擇幾種性能相近的定型產品，不僅降低了泵站的效率，而且留下了許多不安全的隱患。
國外泵站自動化程度高，在泵站的各項指標、長期跟蹤、監控、記錄中發現問題，隨時可以解決。同時，記錄的數據也將成為泵的開發和性能改進的依據。此外，自動化大大減少了事故的發生，減少了泵站的管理人員。比如美國，幾十公裏的水幹線上只有幾個工人。國內泵站壹般建於上世紀六七十年代，設備陳舊，自動化程度低。經常采用經驗管理和定期檢修。這樣，極大地影響了泵站的經濟性，增加了管理費用，造成了不必要的經濟損失。
4.2國外泵站運行管理人員少，素質好，社會分工嚴格。
國外泵站運行管理人員僅相當於國內1/10，但運行管理有序，長期保持正常運行。以荷蘭為例。實際上，STORK泵廠負責核心部件的生產和總裝，而泵站的管理人員只負責值班運行、小範圍維修和大範圍檢查，而大範圍維修則由泵廠完成，甚至連清潔衛生工作都由專業人員承包，沒有沈重的行政負擔。這些社會分工合作的成功經驗值得我們認真學習和借鑒。
國外泵站壹般采用專業的、經驗豐富的管理人員。泵站運行中，能及時發現問題，正確處理突發事件。而國內很多泵站管理者素質差，專業技能低，地方保護嚴重，不註重人才的培養和新技術的引進，導致泵站運行管理水平落後。
4.3國外對項目的維護非常重視，運行管理費用充足。
國外泵站的清洗工作做得比較好，壹般都配有清洗清淤機械，是保證泵站安全運行、節約能源、減少水泵磨損、延長機組使用壽命的必備泵站設備。而國內泵站的水泵工作環境差，設施不配套。很多泵站沒有配備清洗機械，安裝的也不好用。問題在於關鍵技術不掌握，落後，資金投入不足。
在造價方面，國外泵站以受益者付費或國家撥款的形式獲得了充足的資金，具備了根據不同需求進行改造、維修和擴建的條件和能力。然而，我國泵站建設資金短缺，且許多泵站主體工程壹次性投資完成後，工程配套設施滯後，續建成本低，使得部分泵站長期不配套，工程達不到設計效益。另外，泵站運行管理的資金很少，連員工的工資都沒有保障，更別說泵站機電設備的更新改造了。
5結論
泵站是在無重力流條件下，為水提供勢能和壓力能，解決排灌、供水和水資源配置問題的唯壹動力源。也是解決洪澇災害、幹旱缺水的重要工程措施，是實現水利現代化的重要標誌之壹。由於泵站的作用和特殊地位，各國都非常重視。國外，尤其是泵站技術設備、投資和管理機制，值得我們借鑒。本文根據作者收集的壹些資料，特別是近年來壹些專家的考察報告，對國外泵站的發展、運行和管理進行了總結和描述。我們需要更加深入地調查了解，調查研究，並調整政策，加大投入，紮紮實實地做好工作，力爭在較短的時間內，使我國泵站的發展出現新的局面。
參考
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