大型梯级提灌工程在我国西北干旱地区的农业经济发展中起着举足轻重的作用,国家从上世纪60年代起在我国的甘肃、宁夏、陕西等地区建设了多个大型的高扬程梯级提水灌区,这些灌区自建成以来,发挥了巨大的经济效益、生态效益和社会效益。但是,在国家大力提倡节能减排的背景下,高扬程梯级泵站的能耗偏高、提水效率低下、服役状况不明确等问题亟待解决,灌区正面临着大规模的更新改造,而对于即将大规模开展的更新改造工程的效果评价尚处于起步阶段,缺乏科学系统的方法。为解决梯级泵站改造中输水系统效率及系统整体运行状态无法量化分析的问题,本文以宁夏水利厅重大水利科技项目——《宁夏盐环定扬黄工程节能增效关键技术研究与应用》为课题来源,以盐环定共用工程梯级泵站系统为研究对象,针对泵站提水效率的量化评估和服役状态的综合评价开展了以下研究内容:（1）通过系统分析理论,构建了基于动态流量平衡和基于水量平衡的梯级泵站输水效率数学模型,分别运用两个模型计算该工程改造前后输水系统的提水效率以定量评估工程改造效果,将两种模型的计算结果相互印证并与实际监测资料进行对比分析,验证了计算模型的可靠性;（2）将不确定性云模型理论引入到高扬程梯级泵站系统综合评价中,通过构建梯级泵站系统服役状态评估指标体系,依据排队理论确定各指标权重,得到基于云模型改进的泵站系统多级模糊评价模型,对盐环定工程改造前后的服役状态进行综合评价;同时,构建基于黄金分割率法的标准云以及要素层隶属度云模型,利用其生成的三个数字特征反映数值结果的稳定性和可靠性。本次研究主要得出以下结论:（1）相较于更新改造前近五年的平均能效,盐环定工程改造后春灌周期内的平均能源单耗由4.10 kW·h/kt·m降低到3.63 kW·h/kt·m,运行效率由66.4%提高到74.9%以上,能源单耗大幅降低,效率提高将近8.5%左右,基本达到具有先进设备装置和管理水平的国外同类泵站水平,更新改造效果十分显著;（2）更新改造前后盐环定工程梯级泵站系统服役状态综合评价云分别为C_b（0.6264,0.0614,0.0168）、C_a（0.8421,0.1005,0.0126）,改造前服役状态等级为“较好（V₄）”,改造后服役状态等级为“好（V₅）”,可见通过更新改造、优化调度和管理,很大程度地提高了泵站整体运行效率,使系统服役状态有了质的提高;（3）分析发现,两种输水效率模型的计算结果在总体评价上高度一致,并且与工程实际运行情况吻合,说明两种模型在梯级泵站系统的效率评估中都具有合理性;引入云理论到梯级泵站服役状态的多级模糊评价中,解决了系统的不确定性、模糊性和波动性,综合评价云的生成使得评价结果信息更加丰富、客观,更有可信度。