我国大型灌溉排水泵站主要担负农田灌溉和排涝任务，有效灌溉面积 1.92 亿亩，有效排涝面积 1.37 亿亩，生产占全国总产量 1/4 的粮食，保护着 1.5 亿群众的生命财产安全。我国大型灌溉排水泵站多建于 20世纪 70～80 年代，普遍存在装置效率低、运行稳定性差、供水保证率不足的问题，面临着艰巨的更新改造任务。依靠传统技术难以改变这种状况。项目组自 2006 年开始，在国家科技支撑计划和国家自然科学基金重点项目等支持下，采用理论分析、数值模拟、模型试验与现场测试相结合的方法，系统开展了以节能降耗和提高运行稳定性为主要目标的大型灌溉排水泵站更新改造关键技术研究，取得了一系列创新性成果。主要创新点为：一是研发了超低压力脉动高效双吸离心泵水力模型。模型独创性地采用了交替加载技术，其比转速范围覆盖 60％的大型灌溉排水泵站，最优况效率可达 90.60％，压力脉动只有 6.56%，优于国际同类产品。突破了水泵压力脉动大的技术难题，奠定了大型灌溉排水泵站稳定运行的基础。二是创建了泵站进水系统控涡技术。该技术以进水池瞬态涡预测模型为基础，以组合式变高度导流墩和 X 型消涡板为特征，所获得的回流系数和流态均匀度分别为 0.166 和 76.65％，显著优于现有整流方案，大幅降低了泵站进水系统水力损失，提高了泵站运行稳定性。三是发明了大口径自适应水力控制阀。该控制阀实现了在不依赖外部能源条件下，只靠水泵压力对大型灌溉排水泵站工况的自动控制，彻底解决了采用蝶阀／球阀时因控制时间不准确而出现的直接水锤和倒流喘振问题，保证了泵站的安全运行。四是创建了浑水条件下泵站系统匹配技术。该技术实现了针对泵站整个运行范围的三维多目标优化设计及浑水条件下泵站瞬态工况点的动态识别与控制，从设计和运行两个层面保证了水泵与进出水系统的流态匹配，突破了泵站装置效率低的技术难题。

成果获得2017年度国家科技进步二等奖（我院为第三完成单位）。成果已在 129 处（座）大型灌溉排水泵站得到应用，占列入水利部“全国大型灌溉排水泵站更新改造规划（2010-2015）”。

2017年底已累计完成更新改造大型泵站总量的 67％，覆盖黄河流域 89％的大型灌溉泵站。泵站能源单耗平均降低 1.1 千瓦?时/千吨?米，灌溉保证率提高 9.4％。根据应用证明统计，近三年内节电 5.03 亿千瓦?时，增产粮食 11.87 亿公斤。为保证我国粮食“十二连增”发挥了直接作用，取得了显著的社会和经济效益。