【導(dǎo)讀】2．4各灌溉片區(qū)供水電費(fèi)成本估算的數(shù)學(xué)模型??????正是為了改變這里一窮二白的局面，改變當(dāng)?shù)乩习傩盏纳?。國家決定興建景泰川電力提灌工程。浪兩縣，延伸至民勤縣，是我國最大的電力提灌工程。1969年開工，1972年上水，1974年竣工。工程相繼于1984年和1995年開工，至2020年全部建成。自工程上水以來，陸續(xù)安置移民30多萬人，使昔日。戈壁變綠洲，沙漠變良田，灌區(qū)老百姓安居樂業(yè)，生態(tài)環(huán)境大為改觀。景泰川電力提灌工程概況圖如附圖一所示。億立方米，生產(chǎn)糧食億公斤，經(jīng)濟(jì)作物億公斤，％，經(jīng)濟(jì)作物的％，累計(jì)產(chǎn)值的％。本解決了灌區(qū)人民的飲水和溫飽問題。隨著灌區(qū)的建成，社會(huì)公益事?；钴S，已經(jīng)成為頗具規(guī)模的縣政治、經(jīng)濟(jì)、文化中心。機(jī)車、摩托、貨運(yùn)汽車）擁有率達(dá)到了每戶輛。免于沙漠的侵?jǐn)_。另外灌區(qū)的形成，還使灌區(qū)小氣候得到了明顯改善：。景電工程還承擔(dān)著向民勤縣調(diào)水的功能。民勤縣三面被巴丹吉。景電二期延伸向民勤調(diào)水工程的建成和輸水，設(shè)計(jì)年

　　

【正文】 總七泵 249982238 241320953 總八 泵 225841244 220234297 總九泵 204548908 199785925 總十泵 184065752 179531583 總十一泵 162099298 157994485 總十二泵 153895010 150316951 總十三泵 151084522 147668977 南一泵 63388625 63060232 南二泵 53226242 52992731 南三泵 40077786 39864912 南四泵 18064645 18010418 南五泵 10492598 10492598 七一泵 10653198 10653198 七二泵 8469764 8469764 七三泵 5256377 5256377 花莊泵 3586500 3586500 直一泵 4401396 4401396 直二泵 3110697 3110697 直三泵 1688337 1688337 直四泵 904778 904778 邊外一泵 5313590 5313590 邊外二泵 3301061 3301061 邊外三泵 1165198 1165198 5． 2 一期工程各灌溉片區(qū)供水電費(fèi)成本 各灌溉片區(qū) 供水電費(fèi)成本應(yīng)該包括該片區(qū)之前所有泵站的單位有效提水的耗電量之和 ,由表 中的數(shù)據(jù)，結(jié)合第三章圖 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以得到各區(qū)間支口每方水實(shí)際耗電量如下表 所景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 36 示： 表 各區(qū)間支口每方水實(shí)際耗電量 區(qū)間 每方水耗電量（ kWh/ m3） 總一泵～總二泵 總二泵～總?cè)? 總?cè)谩偹谋? 總四泵～總五泵 總五泵～總六泵 總六泵～西一泵 西一泵～西二泵 西二泵～西三泵 西三泵～西四泵 西四泵～西五泵 西五泵后 012總一～總二總二～總?cè)側(cè)谋每偹摹灞每偽濉每偭饕晃饕弧鞫鞫魅魅魉奈魉摹魑逦魑搴竺糠剿碾娏浚╧Wh/ m3） 圖 一期工程各區(qū)間供水耗電量 5． 3 二期工程各灌溉片區(qū)供水電費(fèi)成本 同樣地，各灌溉片區(qū) 供水電費(fèi)成本應(yīng)該 包括該片區(qū)之前所有泵站的單位有效提水的耗電量之和 ,由表 中的數(shù)據(jù)，結(jié)合第三章圖 的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以得到各區(qū)間支口每方水實(shí)際耗電量如下表景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 37 所示： 表 各區(qū)間支口每方水實(shí)際耗電量 區(qū)間 每方水耗電量（ kWh/ m3） 總一泵～總二泵 總二泵～總?cè)? 總?cè)谩偹谋? 總四泵～總五泵 總五泵～總六泵 總六泵～總七泵 總七泵～總八泵 總八泵～總九泵 總九泵～總十泵 總十泵～總十一泵 總十一泵～總十二泵 總十二泵～總十三 總十三泵～南一泵 （含民調(diào)） 南一泵～南二泵 南二泵～南三泵 南三泵～南四泵 南四泵～南五泵 南五泵后（不含花莊泵后區(qū)域） 七墩臺(tái)一泵～七墩臺(tái)二泵 七墩臺(tái)二泵～七墩臺(tái)三泵 七墩臺(tái)三泵后 花莊泵站后 邊外一泵～邊外二泵 邊外二泵～邊外三泵 邊外三泵后 直灘一泵～ 直灘二泵 直灘 二泵 ～ 直灘三泵 直灘三泵 ～ 直灘四泵 直灘四泵后 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 38 0123總一～總二 總二～總?cè)?總?cè)偹?總四～總五 總五～總六 總六～總七 總七～總八 總八～總九 總九～總十總十～總十一總十一～總十二 總十二～總十三總十三～南一（含民調(diào)） 南一～南二 南二～南三 南三～南四 南四～南五南五后七一～七二 七二～七三七三泵后 花莊泵后邊一～邊二 邊二～邊三邊外三后直一～直二 直二～直三 直三～直四直四泵后每方水耗電量（kWh/ m3） 圖 二期工程各區(qū)間供水耗電量 二期工程中電耗最高的區(qū)域是七墩臺(tái)三泵以后的區(qū)域、花莊泵以后的區(qū)域、以及直四泵以后的區(qū)域，這三個(gè)區(qū)域每方水的電耗分別為 、 、 。直四泵以后的區(qū)域之所以電耗這么高主要是因?yàn)橹币恢林彼谋眠@四個(gè)泵站的效率太低（僅為 %）的緣故。 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 39 第六章 各灌溉片區(qū)供水在干渠上的損失情況估算 本章主要對(duì)一、二期工程各灌溉片區(qū)供水在干渠上的損失情況進(jìn)行評(píng)估， 并針對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行分析，給出了一、二期工程各灌溉片區(qū)供水在干渠上的損失情況與理論值出現(xiàn)較大偏差的原因。 6． 1 一期工程各灌溉片區(qū)供水在干渠上的損失情況 一期工程在四泵以前幾乎沒有灌溉用水（只有一至二泵有少量用水），因此，評(píng)估灌溉供水損失率從第四泵開始， 依照第二章公式（ 28）、 (29)算得二期各片區(qū)供水在干渠上的損失情況如下表 所示： 表 一期工程各灌溉片區(qū)在干渠上的損失率 區(qū) 間 各片區(qū)水量有效率 各片區(qū)水量損失率 總四泵～總五泵 總五泵～總六泵 總六泵～西一泵 西一泵～西二泵 西二泵～西三泵 西三泵～西四泵 西四泵～西五泵 西五泵以后 6． 2 二期工程各灌溉片區(qū)供水在干渠上的損失情況 由于總十三泵至南北干分水閘這一段渠道特別長，且民調(diào)口、景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 40 北干渠口、南干口都集中在在南北分水閘處，可以只計(jì)算一個(gè)數(shù)據(jù)作為這三片共同的損失情況。 由于總六泵以前都是零星用水 ，南一至南五泵的干渠明渠也只有五千多米，因此，在計(jì)算的過程中，對(duì)總六泵以前片區(qū)的損失率不作計(jì)算，對(duì)南干片區(qū)作為統(tǒng)一的片區(qū)對(duì)待。依照第二章公式（ 28）、(29)算得二期各片區(qū)供水在干渠上的損失情況如下表 所示： 表 二期工程各灌溉片區(qū)在干渠上的損失率 區(qū) 間 各片區(qū)水量有效率 各片區(qū)水量損失率 總六泵～總七泵 總七泵～總八泵 總八泵～總九泵 總九泵～總十泵 總十泵～總十一泵 總十一泵～總十二泵 總十二泵～總十三泵 總十三泵～總分水閘 民調(diào)用水 南一泵～南五泵（平均） 原因分析 2020 年一期干渠的利用率為 %，二期干渠的利用率為%，二期干渠的明渠總長為 km（不含南干渠，如果計(jì)入南0 1 總六泵～總七泵 總九泵～總十泵 總十二泵～總十三泵 南一泵～ 南五泵 各片區(qū)水量有效率 各片區(qū)水量損失率 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 41 干渠，則會(huì)更長），一期干渠的 明渠總長僅 km，二期干渠明渠總長約為一期的 倍，理論上講二期干渠的損耗率應(yīng)該比一期干渠要小不少，但實(shí)際情況卻是二期干渠的損耗率僅比一期干渠多 個(gè)百分點(diǎn)，這與理論值有較大的出入。 從二期總一泵到總干分水閘的明渠長度為 km，二期的總干分水閘處民勤或者北干渠供水的干渠損耗率僅為 %，而一期總一泵到西五泵明渠總長才 km，但供到西五泵的水在干渠上的損耗率為 %，還大于二期的總干分水閘處民勤或者北干渠供水的干渠損耗率 個(gè)百分點(diǎn)，這明顯不太正常。 造成這種現(xiàn)象的原因 可能有三種：要么工程的計(jì)量 (包括一泵的計(jì)量設(shè)施以及各支口、獨(dú)斗口的計(jì)量設(shè)施 )有偏差；要么一期工程的斗口放水管理存在著行風(fēng)不正的問題；要么一期工程的干渠質(zhì)量比二期工程的干渠質(zhì)量差很多。但從實(shí)際情況來看，一期工程改造以后，除了少部分干渠外，一期工程總體干渠的工程狀況良好，因此基本可以排除第三種可能。造成這種現(xiàn)象的原因只有可能是前兩種，建議管理局對(duì)干渠上的計(jì)量設(shè)施進(jìn)行全方位的校核，如果計(jì)量設(shè)施沒有大的問題的話，那么問題極有可能出在一期的用水管理上。 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 42 第七章 工程總體提水能耗評(píng)估 本章對(duì)工程的總體提水能耗進(jìn) 行評(píng)估。包括工程供水每方水的平均能耗，以及工程平均每萬方水被提升 10 米的能耗。 工程供水每方水的平均能耗 工程供水每方水的平均能耗主要用來考察工程供水的電費(fèi)成本。 2020 年一期工程泵站上水用電 19341 萬度，二期工程上水用電52355 萬度； 05 年一期工程總供水量 (以支口水量計(jì) )為 126783667m3，二期工程總供水量 (以支口水量計(jì) )為 249400192 m3。由此可得一期工程供水每方水的平均能耗為 ，二期工程供水每方水的平均能耗為 ，一、二期合計(jì)供水每方水的 平均能耗為 kWh/m3。 工程平均每萬方水被提升 10米的能耗 工程平均每萬方水被提升 10 米的能耗主要用來考察泵站的提水效率，因此，這里應(yīng)該用各泵站的實(shí)際提水量來估算。 由第二章公式（ 210） 可以算得工程平均每萬方水被提升 10米的能耗。 一、二期工程合計(jì)，每萬方水提高十米的電耗為： 。景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 43 其中，一期工程每萬方水提高十米的電耗為： ；二期工程每萬方水提高十米的電耗為： 。 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 44 結(jié) 語 為了響應(yīng)中央降低能耗、節(jié)約成本的號(hào)召，走可持續(xù)發(fā)展的道路 ，本文對(duì)電力提灌工程泵站提水效率的評(píng)估方法以及提灌工程的綜合能耗評(píng)估方法展開了研究，建立了在現(xiàn)有條件下進(jìn)行這兩個(gè)指標(biāo)的評(píng)估的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上給出了對(duì)灌區(qū)內(nèi)各灌溉片區(qū)供水的電力成本進(jìn)行核算的方法、以及灌區(qū)干渠水量損失情況的估算方法。 利用文中所提出的各種數(shù)學(xué)模型，對(duì)景泰川電力提灌工程泵站2020 年各泵站的提水效率進(jìn)行了評(píng)估，對(duì)灌區(qū)內(nèi)各灌溉片區(qū)供水的電力成本進(jìn)行核算，對(duì)每個(gè)灌區(qū)供水在干渠上的損失情況做了一個(gè)較全面的評(píng)估。 通過對(duì)景泰川電力提灌工程各泵站 2020 年提水效率的計(jì)算，得到了我局 42 個(gè)泵站的提水效 率，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行深入分析。盡管泵站的提水效率與很多因素有關(guān)，比如水泵葉輪的狀況、壓力管道的設(shè)計(jì)、閥門的效率、泵站的前池水位控制、泵站機(jī)組的起停、以及電機(jī)本身的效率等諸多因素有關(guān)，但從評(píng)估的結(jié)果來看，但凡揚(yáng)程不匹配的泵站，其最終的效率必然低下。文中通過分析，給出了在其它因素確定的條件下，影響泵站效率低下的三大因素： （ 1）泵站所選用泵的銘牌揚(yáng)程與設(shè)計(jì)總揚(yáng)程不匹配。 （ 2）泵站中主力泵的流量大小是影響泵站提水效率的第二個(gè)關(guān)鍵因素，一般來講主力泵為大流量的水泵其泵站效率比主力泵為中容景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 45 量的水泵的泵站效率高 6 到 8 個(gè)百 分點(diǎn)。 （ 3）泵站電機(jī)的運(yùn)行電壓等級(jí)是影響泵站提水效率的另一個(gè)關(guān)鍵因素，從實(shí)際評(píng)估結(jié)果來看，低壓泵的效率比高壓泵的效率至少低14 個(gè)百分點(diǎn)。 在對(duì)各泵站的效率的深入分析的過程中，給出了存在嚴(yán)重不合理因素的泵站，并給出了工程建設(shè)與改造的思路與建議。同時(shí)，給出了在現(xiàn)有條件下為了提高泵站的提水效率、節(jié)約能耗，調(diào)度運(yùn)行應(yīng)該遵循的原則。 從景泰川 2020 年泵站提水效率評(píng)估的結(jié)果來看，如果按照文中所提建議對(duì)泵站存在的不合理的因素加以改造的話，即使不考慮水泵葉輪等其它因素（即認(rèn)為葉輪狀況與現(xiàn)有狀況相同），泵站的提水效率也可 以提高 2～ 3 個(gè)百分點(diǎn)。這樣的話，管理局每年節(jié)約的能耗估計(jì)可以達(dá)到 2020 萬 kWh 以上， 每年可以為管理局節(jié)約電費(fèi) 80 萬元左右； 對(duì)于國家來講，即使按每度電 元的成本來計(jì)的話，每年節(jié)約的費(fèi)用也將達(dá)到 800 萬元。因此，在舉國上下提倡科學(xué)發(fā)展觀、打造節(jié)約型社會(huì)的今天，無論是管理局，還是政府相關(guān)管理部門，都有理由對(duì)泵站的改造給予更大支持力度。 通過對(duì)灌區(qū)內(nèi)各灌溉片區(qū)供水的電力成本進(jìn)行核算，使提灌管理單位對(duì)各灌溉片區(qū)的供水成本做到了心中有數(shù)，為將來更有效地安排灌溉指標(biāo)提供了依據(jù)，同時(shí)也為將來水價(jià)的市場化打下基礎(chǔ)。 通 過對(duì)每個(gè)灌區(qū)供水在干渠上的損失情況的評(píng)估，有利于對(duì)各灌溉片區(qū)供水代價(jià)的掌握，為提灌管理單位的經(jīng)營決策提供了支撐。 景泰川電力提灌工程泵站提水效率評(píng)估及分片供水電費(fèi)成本核算 46 希望通過以上工作，為將來全面提高工程的運(yùn)行效率、提高管理局經(jīng)營管理水平起到拋磚引玉的作用。 47 附件一：