試析水利工程設計中節能技術的應用

王馮材

摘 要：近年來，水利工程在我國得到了很大的發展，水利工程是綜合性較強的項目，雖然給人們生活帶來了方便，但是對自然環境的損害也不容忽視。因此，綜合考慮生態因素，在水利工程建設中重視水利工程的節能應用是非常有必要的。隨著我國社會經濟的快速發展，水資源緊缺問題變得越來越明顯，水利工程的節能設計受到了高度重視，依靠先進的科學技術降低水資源的能耗是非常關鍵的。

關鍵詞：水利工程設計；節能技術；應用

1 引言

在當前社會經濟迅速發展的前提下，人們對周圍環境造成了巨大的破壞，因此，在進行水利工程設計過程中，需要采用節能設計技術，避免在水利工程建設對周圍的自然環境造成破壞。但是在實際水利工程設計過程中，受到多方面因素的影響，導致水利工程及鞥呢設計存在問題，無法為當地水利工程建設提供重要的參考依據。因此，本文就針對水利設計工程中節能技術的應用展開論述。

2 關于節能設計的編制依據

2.1 有關法律、法規

現有的水利工程節能指標法律有《中華人民共和國節約能源法》、《中國節能技術政策大綱》等。在其內容中詳細標注開展水利工程設計應考慮節能環保，并對具體標準進行界定，隨著法律制度的完善，節能問題得到了國家管理部門的高度重視。具體管理制度如下：2007年修訂的有關于節能法律中，將資源節約放在首要位置，并以此作為發展理念。節能需要在設計方案中做出創新，大量引用先進技術，在管理制度中明確規定了獎罰方案。已經投入使用中的水利工程節能指標達不到標準，也要進行改進處理，并根據工程不同使用方向對設計方案做出制約。耗能指標在計算時會考慮工程實際規模以及使用頻率，發電用途會涉及到煤炭消耗，此時應將設計重點放在提高有效利用率方面。管理部門會將文件下發至建設單位，并在竣工階段進行驗收，達到標準的工程才可投入使用。制度的嚴謹性使消耗量與排放量得到控制。

2.2 工程設計方案

設計方案是工程建設的重要依據，探討時要結合場地情況來進行，同時也要借鑒其他項目設計經驗。在方案中要體現出全面性，分別考慮建設節能與使用節能，還要加入后期維護造成的損耗。施工階段會使用到電能與燃油，具體消耗量與設計方案相關，對其進行控制可降低建設成本，使用階段更節能環保。

3 水利工程設計中節能技術的應用

3.1 優化水利工程選址設計

設計修建水庫方案時，選址是至關重要的環節，要充分的考慮庫址、壩址及建成后是否需要移民等各種因素。因此，在不考慮地質因素的情況下，不要忽視以下3點：在水利工程區域內一定要有可供儲水的盆地或洼地，用來儲水。這種地形的等高線呈口袋型，水容量比較大。選擇在峽谷較窄處興建大壩，不但能夠確保大壩的安全，還能夠有效減少工程量，節省建設投資。水庫應建在地勢較高的位置，減少閘門的應用，提升排水系統修建的效率。此外，生態水利工程在建址時，不要忽視對生態系統的影響，盡量減少建設以后運行時對生態系統造成的不利影響。

3.2 合理的布設泵閘

僅僅是憑借著水利工程的自排能力是不可能滿足水利工程的防洪排澇以及調水需求的，而要想達到這一效果，就需要設置和水利工程自排能力相符合的泵站。在進行泵站的設計時，一般會把泵和閘結合起來進行合理的布設，就是說在泵站的下方或泵站周邊設置和它相符合的水閘，需要注意的是，一定要以水閘的自排作用為核心。此外，倘若出現惡劣天氣和較大的水位差，就要馬上采用強排措施，因為這樣做不僅可以在很大程度上縮短排水時間，還可以避免不必要的浪費。

3.3 使用綠化景觀來增強河道的蓄洪能力，合理規劃區域排水模式

為了減少占地面積，在水利工程防汛墻的設計中，可以采用直立式結構形式。在兩側布置一定寬度的綠化帶，使現代河道的修建不但能夠提高河道的蓄洪能力，還能滿足對生態景觀的要求。在設計區域排水系統時，可將整個區域分成若干區域，采取有效的措施，將每個區域排出的水集中到一級泵站，再排到二級排水河道里，最后將水排到區域外，達到節能的效果。

3.4 機電及金屬結構設計節能措施

水利工程中的水泵機組以及各類閘門啟閉設備的電能消耗是工程運行期間的主要能源消耗。根據節能中長期專項規劃的要求，新增主要耗能設備能源效率將達到或接近國際先進水平，在各類設備選型設計中，應按照有關政策要求，選擇運行效率高、節能效果好的設備；同時，對于運行工況變化較大的泵站，應配備必要的調節和控制設備，以保證運行期間水泵機組能在高效區運行。

3.5 實行就地補償技術，合理的進行調度

受地理環境的因素，一般選擇低揚程、大流量的水泵，電動機功率比較低，要將功率因素提高可以采用無功功率的補償。因此，在泵站設計時可以采用就地補償技術，將多個電動機并聯補償電容柜。滿足科學調度的需求，實現優化運行結構的需求。

3.6 工程運行節能管理

在優化水利工程的節能設計中，若想實現節能的高效率實施，就要嚴格要求工程中的運行管理。監督工作人員進行科學的調度安排，根據水利工程的工作內容、運行方式、天氣變化和設備的使用性能等，合理化進行機械設備的調用，盡量減少水泵機組的開關機次數，避免瞬間耗電量過大造成的能量損失。并根據水庫中水流的速度進行運行機組的使用，控制水泵機組在高效區運行，根據天氣與水文數據信息合理安排運行時間，減少水利工程中水量和電量的消耗。

3.7 建筑物設計節能

我國建筑物節能標準體系正在逐漸完善，在水電站廠房、泵站廠房等應用建筑物設計節能技術。在工程建設中可以采用高效保溫材料復合的外墻，結合實際情況，采用各類新型屋面節能技術，有效控制窗墻面積比。研究采用集中供熱技術、太陽能技術的合理性和可行性，減少能源消耗。水電站廠房可以利用自然通風技術，減少采通風方面的能源消耗。

4 關于項目節能效果的分析

項目節能效果的分析首先要確定項目的能耗指標。從國家有關政策和規劃指標來看，通常都采用單位GDP所消耗的標準煤數量進行衡量。對于水利工程來說，能源消耗的目的是向不同用水戶供水，從而產生供水工程的供水效益以及財務收入。因此，項目的節能效果分析一般可采用以下方法進行。a.確定工程的能源消耗總量。由于水利工程施工期間的能源消耗一般都是短時期的，其能源消耗主要是在運行期間，因此，工程的能源消耗總量可以只考慮運行期間的年能耗總量。折合為標準煤消耗總量（單位為t）。b.分析計算工程的經濟效益及財務收入。分析計算方法可采用建設項目國民經濟評價中的經濟效益及財務效益計算方法進行（計算結果單位為萬元）。c.計算能耗指標。根據以上計算結果，分別計算單位經濟效益和單位財務收入的能源消耗指標（單位為t/萬元）。

5 結語

當前人們越來越重視對環境的保護，生態理念逐漸融入到各行各業中去。在水利工程建設中節能設計是一個全新的論題，隨著節能技術的快速發展，受到了越來越廣泛的重視。這就需要在節能設計中，結合水利工程的實際情況與特征，嚴格按照國家技術規范和標準，堅持完成水利工程的設計評估，有針對性地確定工程的節能措施。加大水利工程環節的節能控制，合理分析工程的節能效果，以水利工程設計更加科學化為前提，完善水利工程設計內容。

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