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我國機電排灌事業的發展概況

來源:233網校 2008-06-26 09:25:00

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  解放以來,隨著我國工農業的迅速發展,各類農田旱澇保收標準的提高,高塬灌區的大力發展,沿江濱湖漬澇地區的不斷改造,地下水源的開發和利用,以及多目標的大型跨流域調水工程的規劃與實施等等,促使我國機電提水排灌事業得到了很大的發展,排灌設備容量及排灌效益都有成百倍的增長。從1949年全國機電排灌動力71343kw,受益面積328萬畝,到目前,我國已建成大中小型固定泵站50多萬座,總裝機容量7000余萬kw,機電排灌面積近5億畝,泵站的灌溉和排澇面積分別占全國有效灌溉面積和排澇面積的56%與21%.

  我國大型排灌泵站的建設始于20世紀60年代初期。如江江蘇的江都排灌站,湖北的黃山頭、沉湖、南套溝等泵站,安徽的駟馬山泵站,山西省夾馬口電灌站等相繼先后建成。其中江都排灌站是我國建設最早、規模最大的綜合利用泵站工程,是由四座大型泵站和十余座節制閘、船閘組成聯合運行的水利樞紐。江都排灌站共安裝大型軸流泵33臺,總裝機容量49800kw,設計流量473m3/s,現已成為南水北調東線工程的起點泵站。這些早期建成的泵站,在抗擊旱澇災害保豐收中取得了十分顯著的成效。

  20世紀70年代及80年代初期,是我國大型泵站大發展時期,大型水泵制造技術和規劃水平也有了很大提高。如陜西的東雷抽黃工程(設計流量60m3/s,8級提水,累計凈揚程311m,總裝機容量12×104kw);湖北的樊口泵站(裝有4000mm口徑的大型軸流泵4臺,站設計流量214m3/s,總裝機容量24000kw,排澇受益面積47萬畝,灌溉受益面積20萬畝);天津的引灤入津調水工程(采用3級提水將灤河水送入天津,全線興建大型泵站4座,共裝大型軸流泵27臺,總裝機20000kw);甘肅的景泰二期工程(18級泵站,累計凈揚程602m,計劃灌溉面積50萬畝)。另外,還有江蘇的皂河泵站、山西的尊村抽黃工程、湖北的新灘口泵站、寧夏的固海揚水工程、山東的引黃濟青、等,從工程設計,施工,安裝到設備的設計制造、通信調度等方面采用了一些先進技術,安裝了國內最大葉輪直徑的軸流泵(江蘇淮安二站,葉輪直徑4.5m,單泵流量60 m3/s,配套功率5000kw)、混流泵(江蘇皂河泵站,葉輪直徑6.0m,平均流量97.5 m3/s,配套功率7000kw);單機功率最大的離心泵(陜西東雷抽黃灌溉工程二級站,最大單機容量8000kw,單泵揚程225m)。同時在排灌泵站工程和系統的優化調度、泵站水錘及防護的試驗、泵站進水池的試驗、進水流道的試驗、大型拍門的試驗研究等方面取得了很大發展。如湖南省益陽縣新河電排站及其排澇區,采用系統工程理論方法,以全系統和全年耗能最少為目標,對排澇區建立降雨澇水尋優分配(非)線性規劃數學模型,對容泄區系統建立水位的動態規劃數學模型,進而利用協調方程求解一次降雨排澇優化調度控制方案,并采用對—次降雨排澇預留期所建立的非線性數學模型求解相鄰兩次降雨過程容泄區最優銜接水位的辦法,實現全年各次降雨過程調度方案的最優銜接,以此獲得全系統全年耗能最少的優化調度方案;如景泰川二期工程、東雷二級站采用了兩階段關閉止回閥作為水錘的防護措施;鐘形進水流道、空箱拍門、油壓控制拍門在大型泵站建設中得到了廣泛應用。

  20世紀80年代以來,江蘇省為解決蘇北里下河地區、蘇北灌溉總渠、大運河的灌溉、航運水源和排澇,并結合南水北調東線工程興建了一批大型泵站,如泰州高港站(安裝立式軸流泵9臺,設計流量300 m3/s,1999年建成)、淮安三站(位于淮安市南郊蘇北灌溉總渠與京杭大運河交匯處,與淮安一、二站一起共同構成江水北調第二級泵站,建成于1997年6月,安裝可逆式燈泡型貫流泵2臺套,設計總流量66 m3/s)、淮陰站(位于淮陰市清浦區和平鄉蘇北灌溉總渠與二河之間,為江水北調的第三級泵站,建成于1987年9月,安裝立式全調節軸流泵4臺套,設計總流量120m3/s)、泗陽一、二站(位于泗陽縣城南中運河原古運河河床內,共同構成淮水北調第一級站和江水北調第四級站,分別建成于1983年和1996年,安裝立式全調節可逆式軸流泵共22臺套,設計總流量160 m3/s)、劉老澗站(位于宿豫縣仰化鄉中運河上,建成于1996年6月,安裝立式全調節可逆式軸流泵4臺套,設計總流量150 m3/s,是江水北調的第五級站,淮水北調的第二級站)、皂河站(位于宿豫縣皂河鎮北5公里處,建成于1987年3月,安裝葉輪直徑為6.0m的立式全調節混流泵2臺套,設計總流量195 m3/s,是江水北調的第六級站)、劉山北站(位于邳州市宿羊鄉不牢河北岸,建成于1984年4月,安裝立式軸流泵22臺套,設計總流量50秒立米,為江水北調的第七級站)、解臺站(位于銅山縣大吳鄉不牢河南岸,建成于1984年1月,安裝立式軸流泵22臺套,設計總流量50秒立米,江水北調的第八級站)、寶應泵站樞紐工程(南水北調東線工程第一梯級泵站的組成部分,于2002年12月開工建設,2005年8月基本完工。泵站設計流量200m3/s,安裝葉輪直徑為3.2m的立軸導葉式混流泵4臺,總裝機容量13600kw)。另外,為抽引長江水灌溉和抽排太湖地區澇水,于1998年12月建成了常熟抽水站,該站與節制閘組成常熟樞紐,共安裝9臺軸流泵,設計總流量180 m3/s.該站為閘站結合式工程,兩側為節制閘,中間為抽水站,采用雙層矩形開敞式流道,可實現雙向運用,抽引長江水灌溉和抽排太湖地區澇水,并可利用下層流道自流引排水,具有泄洪、排澇、引水等綜合功能。

  20世紀90年代以來,廣東珠江三角洲各地區建設了一批適應當地特點的低揚程大、中型立式、斜軸式和臥式排水泵站。

  立式泵站如中山市于2001年建成并投入運行的東河泵站和2004年建成的洋關泵站。東河泵站裝有葉論直徑3.25m的立式軸流泵(3200zlq42-2.4型)6臺,總裝機容量達10800kw,泵站設計揚程2.4m,最大揚程2.93m,設計總排澇流量273m3/s;洋關泵站裝有葉輪直徑2.92m的立式全調式軸流泵(3000zlq32.5-2.2型)4臺;總裝機容量5000kw,泵站設計揚程2.24m,最大揚程2.84m,最小揚程1.39m,設計總排澇流量130 m3/s.

  斜軸式泵站如1997年建成的順德桂畔海泵站,站內裝設葉輪直徑為2.1m的45°斜軸式軸流泵(2500iskm型)4臺,單機設計流量17立方米/秒,單機配套電機功率630kw,總裝機容量2520kw,泵站設計揚程2.69m,平均揚程2.23m,最大揚程2.88m,總排水流量68m3/s.

  臥式泵站如2001年建成的順德陳村聯安泵站,泵站進、出水管平面為“s”型,屬堤后式,泵站內安裝5臺1600zwq—3.6型臥式軸流泵,單機設計流量8.5 m3/s,配套5臺t400—24/1730型臥式10kv、400kw同步電動機,總裝機容量2000kw,泵站綜合利用自動化控制、微機保護、圖像監視和計算機網絡、通信技術等先進的自動化監視和控制手段,大大提高了泵站運行管理水平。

  近年來,由于潛水電泵在密封、絕緣、冷卻和監控等技術有了長足進展,同時還成功地實現了水泵和出水管道的自動耦合,從而使大口徑潛水電泵推廣應用速度明顯加快。目前我國不僅生產和安裝了大口徑900mm以下的軸流泵和混流泵,也有了口徑1.4m和1.6m大型潛水電泵的系列產品。由于潛水電泵不怕水淹,又具有快速拆除和安裝等機動性好和節省工程投資、改善運行條件、顯著提高設備的可靠性和使用壽命的優點,特別是大型潛水電泵的問世,為潛水電泵站的技術推廣打下了良好基礎。

市政三部分知識內容分析:第一部分是技術部分,本部分是通過建造師考試的基礎,歷年真題考題分值占比60%。需要了解具體施工的一些工法,道路工程、橋梁工程、城市軌道交通、城市軌道交通工程、城鎮水處理施工、給排水管道、供熱管道、燃氣管道、管道工程質量檢查與驗收、城市垃圾填埋,10大類施工技術及工法都要摸清楚。第二部分是管理部分,本部分是通過建造師考試的關鍵,歷年真題考題分值占比37%。這部分內容每年在考試案例題目的考查中占到大部分分值,而這部分內容跟公共課中的施工管理科目關聯性比較大,所以施工管理科目+市政實務搭配著學習,也就相當于給市政實務科目打了基礎。第三部分是相關法規及標準,這部分內容大家沒有必要花費太多時間,考題分值占比3%,通讀一遍教材完全掌握。點擊聽課,進入備考>>

  經過多年的努力,我國在貫流泵結構和裝置性能等方面的研究取得了較大進展,初步建立了低揚程貫流泵產品系列,為貫流泵的應用奠定了良好基礎。目前已建成了一批具有我國特點的貫流泵站,如江蘇太浦河泵站(安裝單機流量50m3/s,電機功率1600千瓦的貫流泵6臺套)、淮安三站(安裝單機流量33 m3/s,電機功率2500kw的可逆式燈泡型貫流泵2臺套)、上海青浦區東大盈港樞紐工程排水泵站(設56gz-2.4-gp型貫流泵6臺)、無錫市城市防洪運東大包圍江尖水利樞紐工程泵站(安裝20 m3/s的豎井式貫流泵機組3臺,裝機總容量2400kw)、淮河入海水道蘆楊泵站和婦女河泵站(分別安裝3臺630kw和4臺560kw的1600glc-100型圓錐齒輪傳動貫流泵)等。

  另外,隨著計算機技術的不斷發展,我國泵站工程中采用計算機進行保護與監控越來越普及,監控系統的開發與研究也進入了一個全新的階段。如東深供水改造工程計算機監控系統綜合應用自動控制技術、計算機和ip技術及通信技術,構筑出大型跨流域梯級調水工程的分層分布式和開放式的監控系統,在系統中首次采用多星形100/1000m冗余以太網技術和600m多環綜合通信網絡技術,構成了復雜、多網、多鏈路的系統網絡。同時,該計算機監控系統對不同的現場總線技術進行集成,實現了眾多設備現場數據采集的全面數字化。在工業電視系統中,首次實現了對視頻信號進行跨網絡、無矩陣的切換與控制。該計算機監控系統的成功開發為在我國泵站實現現代化提供了十分寶貴的經驗。

  從20世紀80年代后期起,大型泵站的建設是鞏固提高,穩步發展階段,泵站建設管理以外延為主,轉向以內涵為主。此時,泵站更新改造也逐漸為人們所重視。“機電排灌站經營管理暫行辦法”、《泵站技術規范》、《泵站技術改造通則》、《泵站現場測試規程》、《泵站設計規范》、《泵站技術改造規程》《泵站技術管理規程》、《泵站安全鑒定規程》、《泵站安裝及驗收規范》等規程規范相繼出臺。這些規程規范的實施,對保證泵站工程質量,節省工程投資,實現泵站節能節水,提高泵站工程效益起著重要作用。

  目前正在建設的南水北調東線工程集中體現了我國泵站工程技術的發展水平,是實現我國水資源優化配置的戰略舉措。規劃的南水北調東線工程從江蘇省揚州附近的長江干流引水,利用京杭大運河以及與其平行的河道輸水,連通洪澤湖、駱馬湖、南四湖、東平湖,并作為調蓄水庫,經泵站逐級提水進入東平湖后,分水兩路,一路向北穿黃河后自流到天津;另一路向東經新辟的膠東地區輸水干線接引黃濟青渠道,向膠東地區供水。從長江至東平湖段設13個梯級抽水站,南四湖以南為雙線輸水,共設泵站樞紐22處,總揚程65m。黃河以南輸水干線上設泵站30處(主干線上13處,分干線上17處),設計抽水能力累計共10200m3/s,裝機容量101.77萬kw,其中可利用現有泵站7處,設計抽水能力1100m3/s,裝機容量11.05萬kw.東線工程實施后一方面可基本解決天津市、河北省黑龍港運東地區、山東魯北、魯西南和膠東部分城市的水資源緊缺問題,并具備向北京供水的條件,促進環渤海地帶和黃淮海平原東部經濟發展,改善因缺水而惡化的環境。另一方面可為京杭運河濟寧至徐州段的全年通航保證水源,使魯西和蘇北兩個商品糧基地得到鞏固和發展。

  除機電排灌泵站外,我國從20世紀50年代開始還建設了一大批利用天然水能提水的水輪泵站,如湖南省臨澧1966年興建的青山水輪泵站,裝有at100-8型水輪泵35臺,設計流量15.26m3/s,揚水高度50m,灌溉農田35萬畝,是我國規模最大的水輪泵站。

  至今,我國已擁有大型泵站三百余座,在我國大型泵站比較集中的湖北,江蘇、安徽、湖南、廣東等省份,已初步形成了以大型泵站為骨干的防洪排澇以及跨流域調水工程體系、以重點中型泵站為主體的流域性調水、排灌工程體系和以中小型泵站為主導地位的地區性排澇,灌溉工程網絡。機電排灌事業的發展,特別是大型泵站的發展,有力地提高了各地抗御自然災害的能力,促進了國民經濟快速、穩定、健康地發展。

  綜上所述,我國的機電排灌工程在數量上已居于世界首位,在工程規模上也已接近國外先進水平,但是,在技術水平,工程質量、工程管理以及經濟效益指標等方面與國外先進水平相比,還有一定的差距。如國外十分重視有效率水泵的研制,重視整個工程的動能經濟問題,重視最大限度的提高設備利用率和泵站自動化水平等等,這些都是值得我們今后進一步深入研究和學習的。另外,我國幅員遼闊,有著豐富的水能、潮汐能、風能和太陽能等自然能源,如何因地制宜地開發利用這些自然能源的抽水裝置和設施,以適應節約型社會建設的需要也是值得今后努力的一個方面。

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二級建造師市政工程科目單項選擇題20題,每題1分,共計20分;多項選擇題10題,每題2分,共計20分;案例分析題共80分,總計120分。大家根據233網校老師講課中的章節重難點指引,看最新教材進行預習,再來聽精講班老師解讀教材考點,聽課時就不會一頭霧水,思路會比較清晰,也容易掌握各個考點。點擊聽課,進入備考>>

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