許建中,李端明,李 娜,龔詩雯,潘 博
(中國灌溉排水發(fā)展中心,100054,北京)
新中國成立60多年來,我國機電灌排事業(yè)獲得迅猛發(fā)展,機電灌排泵站的數(shù)量、裝機功率及灌排面積均居世界首位。泵站比較集中的省份及地區(qū),已初步形成了以大型泵站為骨干的抗旱灌溉、抗洪除澇及跨流域調(diào)水工程體系及以中小型泵站為主導(dǎo)地位的地區(qū)性灌溉和除澇工程網(wǎng)絡(luò)。
灌排泵站基本分布在灌區(qū)或澇區(qū),是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)民增收和區(qū)域環(huán)境改善的重要基礎(chǔ)設(shè)施。灌排泵站特別是大中型泵站的發(fā)展,已經(jīng)成為我國灌溉排水網(wǎng)絡(luò)的骨干和支柱工程。目前全國機電灌溉排水面積約6.40億畝(1 畝=1/15 hm2,下同),有力提高了各地抗御自然災(zāi)害能力,對保證農(nóng)業(yè)穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn),保障國家糧食安全、供水安全、防洪安全等起到了關(guān)鍵性作用。特別是在我國黃河上中游地區(qū),水低地高,長年干旱少雨,不僅農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件極差,而且農(nóng)村飲水極其困難,因此在建設(shè)高揚程、大流量提灌泵站的基礎(chǔ)上,建成了一大批提水灌區(qū),為改善該區(qū)域人類生存條件和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件等發(fā)揮了巨大作用。
我國灌排泵站大多數(shù)建于20世紀80年代及以前,限于當(dāng)時經(jīng)濟、技術(shù)條件,存在建設(shè)標準低、設(shè)計不合理、工程不配套、調(diào)控手段落后等“先天不足”問題,加之建成投入運行后維修養(yǎng)護長期投入不足,存在工程年久失修、設(shè)施設(shè)備老化嚴重、效益不斷衰減、管理單位難以為繼等困境。進入21世紀,灌排泵站存在的問題得到了中央及各級地方的高度重視,2005年以來連續(xù)9年的中央1號文件關(guān)注灌排泵站更新改造問題;2006—2008年國家投入68億元,對湖北、湖南、江西、安徽等省大型排澇泵站進行了更新改造;2009年以來,國家規(guī)劃投資180億元,目前已投入資金160億元,對全國251處大型灌排泵站已進行或正在進行更新改造,改造泵站1 936座,裝機12 100臺,裝機功率298萬kW,設(shè)計流量13 480 m3/s。更新改造后,泵站灌排能力、裝置效率、運行安全穩(wěn)定性等大幅度提高,泵站能耗、運行成本等有效降低,運行調(diào)控能力及手段普遍增強,泵站環(huán)境及運行管理條件得到極大改善。
但是受投資水平、管理能力等因素制約,與世界發(fā)達國家和國內(nèi)其他行業(yè)泵站的技術(shù)水平相比,目前我國大中型灌排泵站的自動化與信息化水平仍然較低,在整體技術(shù)水平、現(xiàn)代化水平等方面還存在一定差距。
灌排泵站是灌區(qū)工程的重要組成部分。在提水灌區(qū),泵站作為灌區(qū)的水源工程,是灌區(qū)中一個或多個點,點與點之間、點與農(nóng)田之間通過輸水渠道連接,發(fā)揮灌溉農(nóng)田的作用;在自流灌區(qū),泵站作為一個或多個點,點與農(nóng)田之間、點與點或點與承泄區(qū)之間通過排水溝道連接,發(fā)揮排除農(nóng)田灌溉尾水、澇水、漬水和降低地下水的作用。
灌區(qū)是我國主要的商品糧生產(chǎn)基地,也是經(jīng)濟作物的重要生產(chǎn)基地,灌排泵站有2/3以上分布在廣大灌區(qū)中,是灌區(qū)建設(shè)的重點。據(jù)分析,通過在土地資源和水資源條件較好的地區(qū)規(guī)劃和開工一批新的灌排泵站,同時對現(xiàn)有灌排區(qū)中的灌排設(shè)施特別是大中型灌排泵站進行更新改造,將進一步擴大灌排面積,恢復(fù)和改善農(nóng)業(yè)灌排條件,同時配合種子和農(nóng)業(yè)先進科學(xué)技術(shù),提高單產(chǎn)水平,可實現(xiàn)我國新增千億斤糧食生產(chǎn)能力的目標。由此可見,灌排泵站的建設(shè)和發(fā)展是實現(xiàn)我國糧食戰(zhàn)略目標的重要措施之一。
近年,國家加大了大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造建設(shè)力度。2009年國家實施了大型灌排泵站更新改造,改造的251處大型灌排泵站中,有151處泵站位于全國800個糧食主產(chǎn)縣中。泵站通過更新改造,提高了灌區(qū)的灌排標準,改善了灌溉排水條件,恢復(fù)和改善了灌排面積5 170多萬畝,新增糧食生產(chǎn)能力約60億kg,使目前已建成和已完成續(xù)建配套與節(jié)水改造的灌區(qū)工程效益得到整體發(fā)揮,從而保證了國家糧食安全、供水安全、防洪安全,促進了我國經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。
黨的十九大報告提出“加強水利等基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”。2018年中央1號文件提出“加強農(nóng)田水利建設(shè),提高抗旱防洪除澇能力。實施國家農(nóng)業(yè)節(jié)水行動,加快灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造”。2018年水利部出臺《深化農(nóng)田水利改革的指導(dǎo)意見》,強調(diào)“加快大中型灌區(qū)續(xù)建配套與現(xiàn)代化改造”。實現(xiàn)灌區(qū)現(xiàn)代化改造,是提高灌區(qū)管理水平、實現(xiàn)水資源優(yōu)化配置與節(jié)約的必然要求,而灌排泵站作為灌區(qū)中的一個或多個點,集“機、電、水、控”于一體,與其他水利工程相比,一是泵站依靠動力機械提水,技術(shù)含量高,需要現(xiàn)代化設(shè)施來裝備泵站,以保證泵站實現(xiàn)安全、高效、經(jīng)濟運行;二是泵站能源消耗大、運行成本高,需要實現(xiàn)泵站現(xiàn)代化管理,以提高管理水平,降低運行成本,從而減輕農(nóng)民水費等負擔(dān);三是泵站能適應(yīng)各種復(fù)雜地形,應(yīng)用范圍廣,需要實現(xiàn)泵站現(xiàn)代化調(diào)度與調(diào)控,即梯級泵站或區(qū)域泵站群的優(yōu)化調(diào)度和泵站內(nèi)機組優(yōu)化運行,以達到優(yōu)化配置水資源、節(jié)約水資源和節(jié)能的目的。
灌排泵站發(fā)展始終與我國農(nóng)業(yè)機械化、農(nóng)村電氣化的發(fā)展緊密結(jié)合,而且引領(lǐng)了我國農(nóng)業(yè)機械化、農(nóng)村電氣化的發(fā)展。20世紀50年代,我國農(nóng)業(yè)機械化幾乎是一片空白,以鍋駝機、煤汽機或柴油機為動力的泵站建成后,帶動了我國農(nóng)業(yè)機械化的發(fā)展;20世紀60、70年代,我國興建了一大批中小型電力灌排泵站,1963年我國建成第一座大型灌排泵站——江都一站后,長江中下游的江蘇、湖北、湖南和黃河上中游的山西、陜西、甘肅、寧夏等省(自治區(qū))陸續(xù)興建了一批大型泵站,電力灌排泵站的建設(shè),促進了農(nóng)村電網(wǎng)的建設(shè),從而帶動了農(nóng)村電氣化的發(fā)展。因此,在實施灌區(qū)現(xiàn)代化改造的同時,實施灌排泵站現(xiàn)代化改造,以點帶面促進灌區(qū)現(xiàn)代化建設(shè)十分必要。
灌排泵站現(xiàn)代化是指在灌溉排水領(lǐng)域用現(xiàn)代的思維轉(zhuǎn)變?nèi)祟悅鹘y(tǒng)的灌排觀念,廣泛采用先進的科學(xué)技術(shù)、現(xiàn)代的工藝設(shè)施、新型的設(shè)備儀器、科學(xué)的管理方法和網(wǎng)絡(luò)化的信息管理系統(tǒng)、智能化的運行調(diào)控系統(tǒng)裝備來管理灌排泵站,提高泵站裝置效率,降低泵站運行能耗及管理成本,優(yōu)化配置和高效利用水資源,建立供需協(xié)調(diào)發(fā)展的運行機制和決策科學(xué)化、自動化、信息化的管理體制,實現(xiàn)灌區(qū)及灌排泵站可持續(xù)發(fā)展。灌排泵站現(xiàn)代化是一個相對概念,而且隨著社會經(jīng)濟發(fā)展和技術(shù)進步有新的發(fā)展和變化。灌排泵站現(xiàn)代化是有起點的,即我國灌排泵站建設(shè)的總體水平與國際先進水平接近之時,但它是沒有終點的過程。
灌排泵站現(xiàn)代化建設(shè)的目標是:適應(yīng)灌區(qū)及其受益區(qū)經(jīng)濟社會現(xiàn)代化建設(shè)需要,建立保障經(jīng)濟社會發(fā)展的水資源優(yōu)化配置與泵站運行節(jié)能體系,建立與新時代中國特色社會主義農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展相適應(yīng)的灌排發(fā)展服務(wù)體系,逐步建成布局合理、功能完備、高效運行、調(diào)度優(yōu)化、安全經(jīng)濟、環(huán)境優(yōu)美、職工隊伍穩(wěn)定且技能全面、行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的灌排體系。
借鑒發(fā)達國家和我國發(fā)達地區(qū)經(jīng)驗,結(jié)合灌區(qū)、灌排泵站現(xiàn)代化建設(shè)的標準與要求,大中型灌排泵站現(xiàn)代化建設(shè)標準主要包括安全保障、灌溉排水、管理與服務(wù)、效率與效益、環(huán)境與綠化等5個方面。
(1)安全保障
①泵站防洪標準。設(shè)計流量(≥200 m3/s)或裝機功率(≥3萬 kW)的泵站,主要建筑物達到100~50年、次要建筑物達到30~20年的設(shè)計防洪標準;設(shè)計流量(<200 m3/s,≥50 m3/s)或裝機功率(<3萬kW,≥1萬kW)的泵站,主要建筑物達到50~30年、次要建筑物達到30~20年的設(shè)計防洪標準;設(shè)計流量(<50 m3/s,≥10 m3/s)或裝機功率(<1萬 kW,≥0.1萬kW)的泵站,主要建筑物達到30~20年、次要建筑物達到20~10年的設(shè)計防洪標準。
②建筑物與設(shè)備完好率。建筑物完好率應(yīng)達到95%以上,其中主要建筑物的評級應(yīng)達到《泵站技術(shù)管理規(guī)程》(GB/T 30948)中規(guī)定的一類建筑物標準;設(shè)備完好率應(yīng)達到100%,其中主要設(shè)備的評級應(yīng)達到《泵站技術(shù)管理規(guī)程》(GB/T 30948)中規(guī)定的一類設(shè)備標準。
③配套工程及安全設(shè)施。泵站配套工程及設(shè)施應(yīng)齊全、完善;觀測、監(jiān)測、消防等設(shè)施應(yīng)齊全、功能完備;工程應(yīng)無安全隱患。
(2)灌溉排水
①灌溉排水標準。泵站灌溉排水標準應(yīng)達到《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(GB 50288)的規(guī)定;泵站實際流量應(yīng)大于泵站設(shè)計流量的95%。
②泵站自動化。建立符合泵站運行實際的計算機監(jiān)控、視頻監(jiān)視系統(tǒng),滿足泵站機組的自動開停機、運行參數(shù)與狀態(tài)的自動監(jiān)測、設(shè)備的控制和保護、視頻監(jiān)視、運行調(diào)度等要求,逐步實現(xiàn)泵站運行調(diào)控、設(shè)備狀態(tài)檢修的智能化。
③供排水量。灌溉泵站年供水量應(yīng)滿足灌區(qū)或泵站受益區(qū)當(dāng)年用水計劃量或抗旱灌溉實際需水量的要求;排水泵站應(yīng)滿足灌區(qū)或泵站受益區(qū)當(dāng)年排澇、排漬、降低地下水的排水量要求。
④安全運行率。泵站安全運行率應(yīng)達到98%以上。
⑤工程配套。泵站受益區(qū)灌排體系布局合理、配套完善、功能完備。
(3)管理與服務(wù)
①管理體系。泵站管理機構(gòu)對泵站工程運行管理應(yīng)職責(zé)清晰;人員應(yīng)定編定崗,且滿足泵站工程運行管理的需求;應(yīng)實行“管養(yǎng)分離”(包括內(nèi)部“管養(yǎng)分離”),人員競爭上崗,建立健全崗位責(zé)任制。
②管理制度。建立健全泵站管理、運行、養(yǎng)護維修、調(diào)度及安全等管理制度體系。
③管理能力。建立泵站信息管理系統(tǒng),滿足泵站運行信息管理、工程安全監(jiān)測信息管理、視頻監(jiān)視信息管理、水雨情監(jiān)測信息管理、優(yōu)化運行管理、調(diào)度計劃與優(yōu)化調(diào)度管理、水費征收管理、工程信息管理、辦公自動化管理等要求。
④運行管理人員水平。泵站運行管理人員中大專及以上學(xué)歷的技術(shù)與管理人員占職工總數(shù)的90%以上;大型泵站技術(shù)負責(zé)人具有高工及以上技術(shù)職稱,中型泵站技術(shù)負責(zé)人具有工程師及以上技術(shù)職稱,技術(shù)人員職稱、技術(shù)工人技術(shù)等級結(jié)構(gòu)合理;泵站運行管理人員培訓(xùn)制度化,職工培訓(xùn)率(含內(nèi)部培訓(xùn))達到50%以上。
⑤灌溉排水服務(wù)。根據(jù)受益區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求適時提供灌溉排水服務(wù),或根據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村防洪排澇要求及時提供排水服務(wù);建設(shè)管理與信息公開網(wǎng)站,及時向用水戶提供灌溉運行計劃、灌溉流量、灌溉水量、水費征收等信息,及時向社會公開排澇開機情況、排水流量、排水量、水位等信息,做到泵站運行管理公開透明。
⑥泵站運行管理費和養(yǎng)護維修費。泵站運行管理經(jīng)費和養(yǎng)護維修經(jīng)費應(yīng)有政策保障,且滿足泵站運行管理、養(yǎng)護維修需要;水費征收與運行管理費和養(yǎng)護維修費支出實行“收支兩條線”管理;單位財務(wù)收支平衡率不應(yīng)低于1.0。
⑦更新改造。泵站應(yīng)用工程及設(shè)備更新改造規(guī)劃,按《泵站技術(shù)管理規(guī)程》(GB/T 30948)、《泵站安全鑒定規(guī)程》(SL 316)等標準開展安全鑒定工作;及時對老化、失去功能、發(fā)生重大事故、存在安全隱患的工程及設(shè)備,按泵站安全鑒定結(jié)論進行更新改造或技術(shù)升級。泵站工程及設(shè)備更新改造經(jīng)費應(yīng)有政策保障且能及時到位。
(4)效率與效益
①泵站效率。泵站效率應(yīng)符合表1的規(guī)定。
②能源單耗。泵站能源單耗應(yīng)符合下列要求:a)對于電力泵站凈揚程小于3 m的軸流泵站或?qū)~式混流泵站和輸送含沙水的離心泵站或蝸殼式混流泵站,能源單耗不應(yīng)大于4.95 kWh/ktm;其他泵站能源單耗不應(yīng)大于4.53 kWh/ktm。b)對于內(nèi)燃機泵站能源單耗不應(yīng)大于1.28 kg/ktm。c)對于長距離管道輸水泵站,能源單耗在“a)、b)”規(guī)定的基礎(chǔ)上適當(dāng)降低。
③泵站供排水成本。泵站供排水成本不宜高于同類泵站的供排水成本,或不宜高于本泵站前3年的平均供排水成本(人員工資、電費等價格上漲而增加供排水成本部分除外)。
④泵站效益。在灌區(qū)或泵站受益區(qū)灌排體系完善的前提下,泵站有效灌溉、排水面積不應(yīng)低于設(shè)計灌溉、排水面積,實際年度灌溉排水及其他效益不應(yīng)低于設(shè)計時測算的灌溉排水及其他效益。
(5)環(huán)境與綠化
泵站環(huán)境與綠化標準應(yīng)根據(jù)泵站所處區(qū)域及區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展條件、周邊環(huán)境綠化建設(shè)等情況合理確定。
表1 泵站效率規(guī)定值
①泵站生產(chǎn)、管理區(qū)環(huán)境與綠化建設(shè)。建設(shè)中應(yīng)根據(jù)泵站及當(dāng)?shù)貤l件,泵站區(qū)及進出水渠沿線按照園林化標準統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計,通過花草、樹木配置,實現(xiàn)環(huán)境的綠化、美化和亮化。泵站站區(qū)及進出水渠沿線的綠化面積率應(yīng)達到80%以上。
②交通基礎(chǔ)環(huán)境改善。泵站進廠道路及內(nèi)部交通按有關(guān)標準修建,達到路面硬化、路基堅實、路面寬敞平整的要求。
③泵站噪聲環(huán)境控制。主泵房電機層采用新型節(jié)能電動機及機電設(shè)備,噪聲小于 110 dB(A),值班地點噪聲小于 80 dB(A);中控室、微機室和通信室采用計算機控制,噪聲小于60 dB(A);泵站室外噪聲小于40 dB(A),對周邊環(huán)境不造成噪聲污染。
強化依法行政,推進依法治水工作。國家及地方在水利現(xiàn)代化方面應(yīng)形成系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化的法規(guī)及政策支持體系。法制建設(shè)包括政策層面、規(guī)范層面、調(diào)度運行層面、技術(shù)層面等。目前,有關(guān)針對泵站現(xiàn)代化建設(shè)方面的法制建設(shè)還需進一步完善和加強,需要水行政主管部門、泵站主管部門和泵站管理單位多呼吁和爭取,以得到政府支持和理解,為泵站現(xiàn)代化建設(shè)爭取良好的法制環(huán)境。
根據(jù)國家及行業(yè)有關(guān)政策法規(guī),結(jié)合實際進一步完善泵站管理、運行、養(yǎng)護維修及安全等規(guī)章制度,建立健全崗位責(zé)任制、分配、考核、培訓(xùn)、獎懲等管理制度。2016年水利部發(fā)布的《水利工程管理考核辦法》和《泵站工程管理考核標準》內(nèi)容涵蓋了泵站運行與管理的各方面,實踐證明,通過考核的泵站管理單位工程面貌發(fā)生了很大變化,工程管理水平大幅度提高,抗災(zāi)能力明顯增強。
在規(guī)范管理的同時,要進一步深化管理體制改革,這也是解決泵站管理單位的現(xiàn)實問題、實現(xiàn)工程良性運行的迫切需要。自2002年國務(wù)院《水利工程管理體制改革實施意見》頒布實施后,各地開始實施泵站工程管理體制改革,取得了許多成功經(jīng)驗。但是,在改革中也遇到一些困難,包括經(jīng)費落實難、維修管養(yǎng)經(jīng)費到位難等。解決改革中存在問題的途徑,一要按黨的十九大報告關(guān)于進一步深化改革的精神,著力增強改革的系統(tǒng)性、整體性、協(xié)同性;二是進一步作好宣傳工作,讓政府及社會各階層認識到泵站在保障國家糧食安全、供水安全、防洪安全等方面的重要地位及作用,盡快出臺相關(guān)文件;三要協(xié)調(diào)部門關(guān)系,爭取財政支持和扶持,保障泵站運行管理和維修養(yǎng)護資金足額到位,并建立泵站大修基金制度,以改變泵站因缺乏維修經(jīng)費而年久失修的困境。
應(yīng)建立大中型灌排泵站更新改造經(jīng)費長效投入機制,編制大中型灌排泵站更新改造規(guī)劃,及時對經(jīng)過安全鑒定的工程及設(shè)備老化泵站進行更新改造,以提高泵站效率及降低能耗,為實現(xiàn)泵站現(xiàn)代化創(chuàng)造良好條件。
泵站更新改造中,還應(yīng)加大新技術(shù)推廣應(yīng)用力度。一是大力推廣應(yīng)用新技術(shù)、新設(shè)備、新材料,全面提升泵站的科技含量;二是針對泵站運行管理中發(fā)現(xiàn)的一些技術(shù)問題開展研究;三是注重理論應(yīng)用研究等工作,把科研成果運用到泵站工程管理、運行、養(yǎng)護維修和更新改造中,提高泵站的技術(shù)裝備水平。
應(yīng)在2009年全國大型灌排泵站信息化建設(shè)試點的基礎(chǔ)上總結(jié)經(jīng)驗,擴大大中型灌排泵站信息化建設(shè)試點范圍或全面推行泵站信息化建設(shè),建立泵站數(shù)據(jù)庫,開發(fā)灌排決策支持系統(tǒng),有條件的泵站還應(yīng)在泵站自動化與信息化建設(shè)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù),開展以泵站運行調(diào)控、設(shè)備狀態(tài)檢修為主要內(nèi)容的泵站智能化建設(shè),努力實現(xiàn)由機械化泵站向數(shù)字化、智能化泵站邁進,以全面提高泵站現(xiàn)代化水平,提升泵站更新改造后的運行管理、調(diào)度及輸配水能力,更好地為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)。
一是抓技術(shù)培訓(xùn),培養(yǎng)專業(yè)人才。建立統(tǒng)一規(guī)劃部署、分級實施的技術(shù)培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò),國家和省級以培訓(xùn)技術(shù)骨干為主,如辦骨干泵站站長培訓(xùn)班、自動化與信息化技術(shù)骨干培訓(xùn)班等短期培訓(xùn)班;地市及縣級著重加強縣(市、區(qū))及鄉(xiāng)鎮(zhèn)機電灌排泵站技術(shù)人員及從業(yè)人員的培訓(xùn)力度,特別是一線操作人員應(yīng)采取集中脫產(chǎn)形式進行專業(yè)培訓(xùn),培訓(xùn)人員通過有關(guān)專業(yè)考試后頒發(fā)上崗資格證。在培訓(xùn)的基礎(chǔ)上,逐步推行上崗證制度,大中型泵站一線操作人員要全部實行持證上崗。二是啟動再教育工程,提升人員素質(zhì)。要制定政策,鼓勵職工接受再教育,提升人員素質(zhì);開展多種形式的職工技能競賽活動,提高職工的技術(shù)水平和實際操作能力。三是完善技術(shù)服務(wù)網(wǎng)絡(luò),確保技術(shù)服務(wù)質(zhì)量。灌排泵站發(fā)達的縣(市、區(qū))應(yīng)設(shè)置灌排管理機構(gòu),鄉(xiāng)鎮(zhèn)水利站應(yīng)設(shè)置專門的機電灌排技術(shù)管理等崗位,主要負責(zé)當(dāng)?shù)毓嗯疟谜镜哪甓冗\行、養(yǎng)護維修、更新改造等計劃編制,安全運行和養(yǎng)護維修的督促檢查及技術(shù)指導(dǎo),泵站運行調(diào)度,技術(shù)培訓(xùn)及技術(shù)考核等工作。 ■
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