目前，大流量泵站在我国平原地区应用广泛，在水资源调配、抗洪排涝、水生态改善、农业排灌等重要领域发挥着突出作用。今年汛期，大流量泵站在各地全面启动，高速行洪排洪，降低内河水位，保障了人民的生命财产安全，立下了“汗马功劳”。

在大流量泵站的建设发展过程中，长期存在着泵装置过流通道的水力设计与泵房水工设计、结构设计各个环节不协调，进、出水流道优化水力设计方法滞后，泵站水力系统设计不当等问题，阻碍我国大流量泵站建设的发展提升。

“项目工程不仅要通过水闸排水和引水，必要时还要泵站抽水排涝，而排除的涝水有时来自于湖区，有时来自于圩区，枢纽工程相当复杂，泵站前池水流态十分混乱。”扬州大学水利科学与工程学院教授陆伟刚介绍说，如何克服各种复杂问题，保证水泵正常运行，成为改进优化我国大流量泵站进程中面临的的新挑战。

安全、稳定、高效是大流量泵站建设的目标。历经10多年坚持不懈科研攻关，扬州大学团队先后走访了北京、上海、江苏、安徽、浙江等多个省市，实地调研考察大流量泵站运行现场及存在问题。

“过流通道易产生旋涡，引发机组产生水力振动；水泵汽蚀，损坏严重，容易影响机组稳定运行。”陆伟刚感言，我国大流量泵站效率和世界一流相比，泵站效率低下导致每年浪费的电能达数十亿度。针对这一技术难题，扬州大学团队利用大型流体计算软件对100余座泵站流道进行数值模拟研究，加工100余个泵装置流道模型，通过物理模型实验和数值模拟研究的双重验证，优选了进、出水流道的最佳设计方案。

团队提出了“流道三维优化设计方法”，建立了基于计算流体动力学的进、出水流道三维优化设计理论与方法，设计出水力性能优异的大流量泵站系列化进、出水流道，可有效提高泵装置的能量性能和空化性能。创建了高性能大流量泵站协同优化设计方法，有效解决了泵装置水力设计与泵房水工设计、结构设计之间错综复杂的跨专业协同优化问题，最大限度地实现了泵站运行的稳定性、可靠性和高效性。

目前，相关研究成果已应用于南水北调工程泵站等100余座大流量泵站，该成果使泵装置最优工况效率平均达到80.2%，与20世纪末相比，提高了8%。

在南水北调工程泵装置中，可以看到，该项技术应用于泵站工程设计、施工和工程检验的全过程，并进一步研发了两种最适合大流量低扬程泵站的泵装置型式，一是前置竖井式贯流泵装置，可取代传统的灯泡式贯流泵装置，使结构更合理、性能更优异；二是立式泵装置，具有断流简单可靠、水力性能优异等特点。这为当下洪水及时排洪提供了“大装备”，让原先需要多座泵站共同发力排洪的局面得到了改变。如今一座大流量高效能泵装置就可解决难题，大大提高了行洪效率。

“先进技术的应用，不仅提高了泵站运行的安全性和经济性，同时改善了泵站的运行条件，真正让我国泵站的建设和管理水平达到了世界领先。”南水北调工程江苏省徐州市刘山泵站负责人说，“大流量泵站高性能泵装置关键技术，给泵装置安上了‘硬核大脑’，有效解决了防汛排洪难题。”

中国水利网（通讯员：汤薛艳）http://www.chinawater.com.cn/newscenter/df/js/202008/t20200820_755158.html