德州市小王庄扬水站改造效益浅析

【摘要】德州市小王庄扬水站是引黄济津潘庄线路的控制性节点工程，现已改造成为山东省鲁北地区规模最大的扬水站。通过简述扬水站改造的动因、内容和规模，重点分析扬水站改造的六大效益，以期对同类扬水站改造提供借鉴和参考。

【关键词】德州市；扬水站；改造；效益

【中图分类号】TV7 【文献标识码】B 【文章编号】1009-6159（2011）-03-0061-03

小王庄扬水站是德州市唯一跨县的提水工程，经过30 多年的运转，扬水站如今已达到设计年限，设备设施老化损坏严重，急需改造维修。为确保扬水站安全高效运行，提高提水能力，发挥正常效益，德州市水利局决定对小王庄扬水站进行改造，并将其列为引黄济津潘庄线路应急输水的关键工程和全市水网建设的重点工程。

1 扬水站基本情况

1.1 扬水站概况

小王庄扬水站位于马颊河与平武河的交汇处，担负着武城县、平原县马西共4.39 万hm2 耕地的灌溉及排涝任务，也是六五河、马碱竖河的分洪排涝主要设施。扬水站主要包括第一泵站、第二泵站和输电变配电设施。总装机容量1 980 kW, 11 台轴流泵，设计最大提水能力27.5 m3/s，设计扬程5.6 m。其中第一泵站1982 年初建，设6 台立式轴流泵，装机容量1 080 kW，最大提水能力15 m3/s，为“站闸合一”结构，泵站后有6孔排涝闸门，排涝能力49 m3/s；第二泵站为1990 年扩建，5 台轴流泵，装机容量900 kW，设计最大提水能力12.5 m3/s。泵站现有1 600 kVA 主变1 台，1 250 kVA主变1 台，50 kVA 站用变2 台，35 kV 高压输电线15.9 km，35 kV 室外高压配电间2 组，0.4 kV 低压配电盘25 块。

1.2 扬水站项目区社会经济状况

根据2009 年德州市国民经济、社会统计资料，扬水站项目区辖武城县和平原县西部的7 个镇，3 个乡，总人口41.52 万人，其中非农业人口4.66 万人，农业人口36.51 万人，耕地面积3.67 万hm2。国内生产总值20 亿元，粮食总产5.97 亿斤，棉花总产22 万担，按当年价计算，农业总产值9 亿元，农民人均纯收入2 348 元。

1.3 六五河和马碱竖河基本情况

小王庄扬水站是六五河、马碱竖河分洪排涝的主要设施。六五河是漳卫河系的一条支流，因形成于1965 年，故名“六五河”。该河为排、灌、蓄多用河道。马减竖河，起于夏津县津期店村西马颊河左岸，止于德城区三十里铺村北减河右岸，全长31.1 km，流域面积118.46 km2，排涝流量27 m3/s，担负着平原、德城、夏津三县区约2 万hm2 土地的引黄灌溉、防汛排涝任务。

2 扬水站改造的缘由

2.1 必要性

2.1.1扬水站设备严重老化

第一泵站已运行近30 年，设备老化严重，属带病运行。配电间与泵房间产生裂缝沉陷，混凝土严重风化、剥蚀，拦污栅损坏，进出水池的挡土墙严重损坏。第二泵站4 号机组，由于当时安装偏差较大，投运时间不长，就出现异常振动、噪音，现已停用报废，其他机组在运行中也出现异常的噪声和振动。15.9 km、35 kV 输电线路瓷瓶绝缘老化，高压线时常有脱落现象；1 600 kVA、1 250 kVA变压器有严重漏油现象;GW5-35 型隔离开关瓷瓶老化，操作杆锈蚀失灵；控制保护年久老化，开关不灵，JX-10 型自耦减压启动箱启动时，冲击电流大，弧光放电，操作人员近距离操作很不安全。工程设备的老化退化，自动化程度低，且大多数机电产品已是淘汰产品,没有更换部件，泵站出现了拼设备,拼工程的局面，多数机组带病勉强运行,扬水站存在许多事故隐患,不安全因素普遍存在,安全运行没有保证,严重影响了扬水站安全运行和效益的发挥。

2.1.2提水效益锐减

小王庄扬水站自1984 年开始投入运行，1997 年以前年均运行7 200 台时，年均提水0.8 亿m3，年灌溉农田5 万hm2 次，取得了良好的经济效益和社会效益。2000 年以后特别是近年来，受水源、工程老化等多种因素影响，扬水站本身机组效率下降,流量减少,能耗上升,效益降低,运行和管理费用逐年增多,提水量呈逐年下降趋势，实际灌溉面积平均达到设计的30%左右，扬水站效益衰减。因此，小王庄扬水站改造势在必行。

2.1.3生态环境持续恶化

由于项目区近几年得不到引黄水的有效补充，农民超采地下水现象普遍存在，地下水位逐年下降，局部地区浅层和中深层地下水均出现漏斗。同时项目区内原有的许多沟渠得不到利用，几乎废弃，水土流失日益加剧，小王庄扬水站改造迫在眉睫。

2.2 重要性

2.2.1引黄济津的输水需要

根据引黄济津潘庄线路应急输水工程的设计，规划小王庄扬水站引水流量30 m3/s，而目前扬水站最大提水能力只有15 m3/s，远远不能满足引黄济津的供水要求。

2.2.2经济社会发展的需要

小王庄扬水站项目区处于卫运河下游，引黄末端，客水资源严重不足，浅层地下水咸苦、污染水面积占比达61%，个别地域深层地下水含氟量超标，是一个典型的资源型、污染型并存的地区，农村群众吃水十分困难，农民用水愿望迫切，不稳定的情绪初见端倪，已影响到当地政府的形象和号召力，更影响到当地农业政策的落实和科技推广。项目区是德州市的主要粮棉产区，农业经济相当发达，由于缺水，不仅产量仅有原来的62%，而且品质也逐年降低。同时当地的蔬菜、水果、第三产业以及城市居民生活和招商引资均受到了很大的影响，缺少清洁的黄河水已成为制约当地国民经济和社会的发展的重要瓶颈。通过调查走访，项目区干部群众热切盼望扬水站改造工程早日开工。

2.2.3扬水站安全运行的需要

小王庄扬水站建设于20 世纪80 年代初，受当时资金,设备和技术条件的限制，扬水站建设标准低，设备选型不合理，工程配套不健全，自动化程度低，管理手段落后，同时，因扬水站已连续运行近30 年以上，机组超期服役，机电设备老化，工程年久失修，扬水站安全和效益缺乏保障。为确保扬水站的可靠、安全、经济运行，并尽可能地减少扬水站的能源消耗，降低水费成本，更好发挥扬水站工程的经济效益，社会效益和生态环境效益，加快扬水站改造十分重要。

3 扬水站改造内容

3.1 原则

通过对扬水站建筑物工程的加固与改造、水泵机组及电气设备的更新、管理体制的创新和管理维修机制的改革，环境建设等综合技术改造措施,努力提高扬水站的运行安全系数和设备完好率，大幅提高供水保障率和运行可靠性。扬水站改造中积极运用现代新材料、新工艺、新设备、新技术，把扬水站改造成功能齐全、结构合理、符合现代风格、采用信息化技术管控、机组性能和效率达到先进水平的全新工程。达到技术的先进性、布局合理、工程设计科学化、设备现代化、运行自动化的目标，确保扬水站实现经济效益、社会效益和环境效益的和谐统一。

3.2 内容

根据引黄济津潘庄线路应急输水工程的供水要求，规划小王庄扬水站引水流量30 m3/s，据此制定了扬水站改造方案：1)第一泵站拆除重建。包括土建部分；机电金属结构设备更新，原第一泵站6 台机组最大流量15 m3/s（每台机组2.5 m3/s），更新为8 台机组最大流量40 m3/s （每台机组5 m3/s）；35kV 高压输电线路更新，更新线路均由郝王庄变电所引接，输电线路长度15.9 km；变配电系统更新；增设自动化控制系统。2)第二泵站设备维修（维持机电金属结构、输电及变配电正常运转）。工程估算总投资3 000 多万元。

3.3 标准

3.1.1设施优良

扬水站改造应配置性能高效，质量优良满足一定使用寿命的机电设备。主电机需配置现代、新式的电气设备。除主泵房外，应配套建设和改造生产生活区，为工程运行和抽水服务的各项管理设施均应配套齐全，达到质量优良。

3.2.2管理先进

扬水站改造应实现综合自动化和信息化的要求。综合自动化系统应力求技术先进，安全可靠，经济合理，管理方便，具有功能综合化、保护微机化、操作监视屏幕化、运行管理智能化等性能。全方位地采集主机组和辅助设备，电气设备及周边设施，水工建筑物和环境的数据和信息，利用计算机的高速计算能力和逻辑判断功能，方便地监视和控制扬水站内各种设备的运行和操作。

3.3.3环境优美

扬水站与管理区要创造一个良好的环境，更新改造后的扬水站主体建筑物在注重扬水站功能的前提下，外观应充分反映扬水站的特点，具有时代的特征。设计应简洁明快，外形美观，具有特色，注重色彩配置，与周围整体环境协调，力求成为区域内的景观建筑和标志性建筑。

4 扬水站改造效益

小王庄扬水站已于2010 年5 月开工建设，10 月竣工投入使用，至今已为引黄济津供水2 亿m3，有力地保障了天津市的用水问题。

该扬水站是引黄济津的控制性节点工程，改造实施后，改善了天津市、河北省用水紧张状况，为德州市也带来了众多利益，效益非常显著。

4.1 兴水效益

一是保障了天津市的用水需求，为保证天津市城市供水安全和促进天津市经济社会发展做出了重大贡献。同时，以水为纽带和桥梁，使德州与天津更加紧密地联接在一起，实现了真正意义上的“南融北接”。二是德州水网体系更加完善。工程的实施，使“马颊河、岔河、减河、南运河”四河水系贯通成为可能，彻底解决了工程沿线区域用水难题，同时为德州市生态建设奠定了良好基础。三是提高了德州市水资源利用效益。工程实施后，长江水、黄河水可在六五河实现汇流，使德州市实现了长江水、黄河水、当地水统筹调度，综合利用。四是可以使德州市每年获得近2 亿m3 的地下水补充，极大地改善地下水环境。

4.2 灌溉效益

工程竣工后，扬水站项目区的有效灌溉面积将全面扩大，从根本上解决3.33 万hm2 的边缘高亢地区的农田灌溉问题。扬水站项目区主要种植小麦、玉米、棉花、蔬菜、果树等作物，灌溉后小麦增产按1 500 kg/hm2，玉米增产按1 200 kg/hm2，棉花增产按360 kg/hm2,水果蔬菜增产按360 kg/hm2 计算；农特副产品增产效益不考虑；灌溉效益分摊系数小麦0.5、玉米0.4、棉花0.3、水果蔬菜0.3。年纯灌溉效益近4000 万元。

4.3 生态效益

一方面通过及时提供农作物生长的需水量，有效解决了作物的生长用水缺乏问题。项目的实施，保障了农作物以及其他植物的生长环境，促进农作物的生长，生态效益十分明显。另一方面扬水站项目区内建有造纸厂等一些企业，排污较严重，加上外地污水入境，河道内污水长年不断，属于污染重灾区，给广大人民群众环境、饮水健康造成严重威胁。同时，项目区也属地下水漏斗区，群众饮水已经非常困难。小王庄扬水站改造后供水能力的提升，无疑对该区域地下水的补给、水质改善、环保、人民生活质量的提高起到积极的作用，产生巨大的生态效益。

4.4 农业效益

改造项目实施后，供水辐射范围进一步扩大，解决了大片干旱耕地多年来缺水的问题，促进了种植结构调整，发展了以粮食和经济作物相结合的多元化生产结构。项目区粮食种植面积每年减少1 333.33多公顷，棉花、油料、蔬菜、瓜果等经济作物种植面积持续增加，棉花播种面积达到8 666.67 多公顷，蔬菜种植面积达到4 666.67 多公顷，新增冬暖式蔬菜大棚3 万多个，农民收入逐年提高，群众生活不断改善，项目区农村经济的发展后劲不断增强。

4.5 社会效益

小王庄扬水站的建设对项目区内的经济发展起到了举足轻重的作用。它极大地改善了本区农业生产条件，增强了抗御旱涝灾害的能力，提高了农业综合生产能力和农产品市场的竞争力，促进了农业结构调整，使有限的土地资源发挥了更大效益。特别是平原县马西地区和武城东北部区域，是高亢或偏远地区、供水工程死角，多年用不上黄河水。扬水站改造后将使这两个区域的用水问题得到彻底解决，这对于促进农业增效，农民增收，农村稳定具有积极意义。

4.6 环境效益

扬水站改造后,增强了提水能力，加速了水体的流动，可以改善区内水质，使区域水环境向着有利的方向发展。特别是排涝扬水站工程投入运行后，能及时地排除区域涝水、地面积水，避免了涝水横溢，水位暴涨，较好地维护了区域水环境稳定，有效扼制因洪涝带来的各种问题的产生，保障了群众居住环境，环境效益十分显著。

作者简介：苏秀峰（1974-），男，高级工程师。