大流量泵站廣泛應用于我國經(jīng)濟發(fā)達的平原地區(qū)，在水資源調(diào)配、抗洪排澇、水生態(tài)改善、農(nóng)業(yè)排灌等涉及國家水安全的重要領域發(fā)揮著日益突出的作用。南水北調(diào)是緩解我國北方地區(qū)水資源短缺的戰(zhàn)略性工程，也是世界規(guī)模最大的梯級泵站工程。

大流量泵站存在以下重大問題：泵站水力系統(tǒng)設計不當，導致出現(xiàn)脫流、旋渦、渦帶等有害流態(tài)，引發(fā)水泵機組強烈振動；泵裝置水力設計與泵房水工設計、結構設計各自為政；進、出水流道三維型體水力設計方法落后、泵裝置效率低；進、出水流道三維型體的施工偏差大；泵裝置關鍵技術的研究及應用缺乏系統(tǒng)性。

針對大流量泵站建設的各個關鍵性技術環(huán)節(jié)，歷經(jīng)16年的科學研究、技術開發(fā)和工程實踐，集成研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權的大流量泵站創(chuàng)新技術體系，實現(xiàn)了高性能泵裝置關鍵技術的重大突破。本項目獲授權發(fā)明專利33件、軟件著作權3件，出版專著1部、發(fā)表論文121篇，主要研究成果被國家和行業(yè)標準采納。研究成果在南水北調(diào)工程中得到全面應用，并推廣應用于全國各地的大流量泵站。

成果的先進性及創(chuàng)新點：

據(jù)水利部選定的檢測機構對應用本成果的22座泵站的檢測結果，泵裝置效率平均達到80.2％，與20世紀末我國大流量泵站總體水平相比，平均提高8個百分點。據(jù)國內(nèi)外查新結果，所研發(fā)的前置豎井式貫流泵裝置、立式軸流泵裝置、導葉式混流泵裝置和斜式軸伸泵裝置等4種主要型式大流量泵裝置的效率均達到國內(nèi)外最高。由水利部組織的鑒定認為本項目的設計方法和工程應用成果達到國際領先水平。

1.對南北水調(diào)工程大流量泵站高性能泵裝置關鍵技術進行了集成研發(fā)，創(chuàng)建了以泵裝置水力設計與泵房水工設計協(xié)同優(yōu)化為核心的涵蓋泵裝置設計、流道施工和泵站現(xiàn)場測試評價的大流量泵站高性能泵裝置成套關鍵技術，并將其推廣應用于全國的大流量泵站。

2.提出高性能大流量泵站跨專業(yè)協(xié)同優(yōu)化設計的新理念，以泵站安全穩(wěn)定和高效運行為總體目標，創(chuàng)建了高性能大流量泵站協(xié)同優(yōu)化設計方法，解決了泵裝置水力設計與泵房水工設計、結構設計之間跨專業(yè)協(xié)同優(yōu)化問題，最大限度地實現(xiàn)了泵站運行的穩(wěn)定性、可靠性和高效性。

3.創(chuàng)建了基于CFD的進、出水流道三維優(yōu)化設計理論及方法，發(fā)明了水力性能優(yōu)異的大流量泵站系列化進、出水流道，大幅提高了泵裝置的能量性能和空化性能。

4.揭示了大流量泵裝置性能曲線與水泵性能曲線的高效區(qū)、馬鞍形區(qū)之間的關系，創(chuàng)建了基于nD值調(diào)整與水泵模型優(yōu)選相結合的大流量泵裝置水泵選型新方法，為保證泵裝置避開非穩(wěn)定工況區(qū)并盡可能位于高效區(qū)運行創(chuàng)造了必要條件。