大型提水泵站在我国水利输水中发挥着十分重要的作用,宁夏盐环定扬黄工程(后称“盐环定工程”)是为解决当地人畜饮水问题、发展灌溉农业、改善生态环境而兴建的一项民生工程。但受早期技术手段及建设资金等限制,加之大多泵站始建于上世纪,运行时长久远使得盐环定工程达不到设计供水能力,工程效益得不到应有发挥。鉴于此,本文分别针对泵站前池水流流态紊乱、变频器调频使水泵偏离高效区及泵站压力管道流激振动三个问题展开研究。针对泵站前池水流流态紊乱的问题,本文基于Realizable k-ε湍流模型对泵站进水池水流流态进行数值计算,并与HXH03-1S型超声波多普勒流速流向仪在泵站进水池的原型监测结果进行对比,验证数值模拟结果的准确性并提出不同开机组合的高效优化方案;针对水泵偏离高效区运行的问题,本文通过实验研究得出不同转速下对应的流量与装置效率,并基于最小二乘法对所得数据进行拟合分析,拟合出适用于SFWP80-800型水泵的经验公式;针对泵站压力管道流激振动问题,建立基于ALGOR软件的流固耦合有限元数值模型,通过管道流态分析与模态识别进行管道振动的水动力学响应分析,并采用DASP振动测试系统获取振动信号对其验证得出水流对压力管道振动模态的影响关系。结论如下:(1)通过对典型泵站正向进水前池模拟结果来看,吸水喇叭口两侧出现方向相反的涡流与吸入喇叭口的水流形成了新的涡带,对前池未放置进水管的侧墙造成二次冲击,在取水口底部形成新的不规则的涡流进而对喇叭口管道内部流态产生影响,在以往的大部分研究中都以危害大的自由表面涡和附底涡为主而忽略侧壁漩涡的影响,本次研究说明当进水结构尺寸设计不当时,因侧壁撞击形成的漩涡危害也是不可忽视的;(2)通过对典型泵站侧向进水前池模拟结果来看,侧向进水前池来流方向与吸水管中心线呈一定的夹角,主流向吸水管一侧偏斜严重,前池右侧边壁处形成带状回流区,且流态受机组开机组合的影响较大,前池末端未开机机组处形成大范围的静水区,泥沙大多沿右侧边壁分布或淤积于前池末端,大幅降低了泵站运行效率;(3)通过对10种不同开机组合方案下的进水前池水流流态进行数值模拟可知,侧向泵站进水前池上水运行时尽可能多地开启前池末端处的机组,可有效改善前池水流流态,减小前池内静水区范围,增大前池内水流流速,减少泥沙淤积;(4)通过实验研究得出不同转速下对应的流量与综合效率,并基于最小二乘法对所得数据进行拟合分析,推求出适用于SFWP80-800型水泵的流量比、效率比与频率比的关系式,并提出效率最优调频范围为46Hz~50Hz,可为实际工程中变频调速水泵调频范围的计算提供有益借鉴;(5)建立了基于ALGOR的压力管道流固耦合有限元模型,模拟泵站压力管道的水流激励振动特性,数值模拟结果与实测状况相吻合,可见数值模型合理可靠;(6)通过不同工况的水流动力特性及振型分析,发现在压力管道进水管处、总管与支管相接处及总出水管处均匀强烈的振动,进水管的振动较出水总管振动更为强烈,需要引起重视。