魏家堡水電站處于渭河的中下游，過流泥沙主要來自渭河上游北岸的葫蘆河、散渡河等支流的黃土丘陵區與傍山區。根據壩址實測資料統計，河道多年平均輸沙量為9 680萬t，多年平均含沙量為47.30kg/m3。其中汛期輸沙量為8590萬t，占年輸沙量的88.7％，汛期平均含沙量為73.60 kg/m3，輸沙量中懸移質占98％以上，懸移質粒徑較小，水沙變化規律是大水帶大沙、小水帶小沙。

    這里分兩個階段對魏家堡水電站水輪機的磨蝕破壞程度進行分析：第一階段為渠首加閘、加壩工程前的渾水運行階段（1998--2005年），機組磨損以磨蝕為主；第二階段為渠首加閘、加壩工程后的清水運行階段（2005--2015年），機組磨損以空蝕為主。

    渾水運行階段，水流含沙量高，機組磨損嚴重。建成投產后，經過2453 h的運行，機組出現了負荷過大、動平衡嚴重失衡、振動加劇、機組過流部件磨蝕嚴重的情況，3號水輪機解體后的磨蝕狀況統計。其中轉輪直徑減小了11~20 mm，葉片表面凹坑深度5～10mm，個別葉片磨穿。

    為了解決水輪機的磨蝕問題，魏家堡水電站采取了一系列措施：

    1）通過渠首加閘、加壩工程降低引水泥沙含量。渠首樞紐由原來的無調節變為有調節方式，引水泥沙含量有了明顯降低。另外，利用電站壓力前池和渠道沉沙池的減沙和沉沙作用，使粒徑泥沙的80％沉積在壓力前池內，粒徑d≥0.25 mm的過機粗沙含量由0.380 kg/m3降低到0.076 kg/m3。

    2）對機組進行結構優化改造。調整了導葉和轉輪的翼形形狀，使水輪機的相對流速由33 m/s降為27 m/s，減少了水流進口的撞擊損失；將轉輪上冠的減壓孔直徑由原來的40 mm擴大到50 mm，并調整減壓孔出水角度使出水水流盡可能接近負壓區，將頂蓋問隙處的高壓含沙水流盡快排走。通過以上改進一方面減少了泥沙對上密封環的磨損，另一方面降低了軸向水推力、減少了推力瓦事故的發生。同時將轉輪泄水錐加長到40 mm，改型后的轉輪有效控制了尾水管的脈動壓力，減小了尾水管空腔空蝕的發生概率。

    3）采取水輪機抗磨蝕表面材料的防護措施。經過多次試驗和材料性能的對比分析，將水輪機基材材質由ZG25材料更換為ZG06Crl6Ni5Mo材質，水輪機的頂蓋、底環采用超高分子聚乙烯抗磨板，水輪機轉輪的葉片和導葉表面采用高速火焰（HVOF）噴涂SXH70材料。

    魏家堡水電站經過渠首的加閘、加壩工程和機組的結構優化、水輪機的表面防護、增容改造進一步改善機組的運行工況等系列改進措施，改造后的機組出力基本穩定在6400kW左右，機組的效率穩定在92％左右，機組過機泥沙運行條件也由原來的5％放寬到8％，機組增效11.69％，年利用小時由2 700 h提高到9 700 h，大修周期由過去的1年延長到3年，年發電量由2 546萬kW·h提高到9 016萬kW·h，發電年收入從800多萬元提高到2700多萬元，經濟效益十分可觀。通過彌補過去的技術缺陷，改善了導葉、轉輪的空腔和抗磨蝕性能，頂蓋、底環的抗磨板重新采用不銹鋼抗磨板，僅此一項每年可節約61 370元。