節能技術在水利工程設計中的應用

魏小蛟

摘要：隨著我國經濟建設的穩定增長，國家基本建設工作正在有序的進行之中，建設水利工程的意義是為了將水資源進行合理配置，例如為農田提供水資源的調配，從而提升農作物的產量就是水利工程中的一種。國家大力倡導節能工程的推行，旨在于保證資源的充足性。在水利工程設計中推行節能技術的應用是時代發展下的創新成果。本文將對于節能技術在水利工程設計中的具體應用進行探析，在水利工程中使用節能的設備，從而提升水利工程的設計水準。

關鍵詞：節能技術;水利工程;工程設計;技術應用

引言

水利工程是國家重要的基礎設施，水利工程主要功能是防洪減災、防洪抗旱及供水調水等，為人們的生活提供強有力的基本保障。近幾年來，隨著社會經濟水平的不斷提高，水利工程也獲得了更加寬闊的發展空間，很多節能技術，已在水利工程建設中得到了廣泛應用，不僅有效優化了水利工程的基本功能，而且實現了各種能源的高效利用，有利促進了我國水利工程事業的健康發展。

1節能設計在水利工程中的作用

1.1自排能力得到明顯提升

水系布置、水閘結構是影響水利工程自排能力的重要因素，在節能設計融入其中后，設計者能將水系周邊環境充分考慮進去，對水系結構進行優化，從而加快水流速度。并綜合經濟因素，對節制閘空寬、河道斷面進行合理選擇，這樣泵站數量就會明顯減少，在汛期到來時，節制閘能在自動化系統的控制下，有序完成閘門開啟、關閉過程，從而增加河道排量。

1.2結合水泵站合理布置節制閘

通常水利工程只需在相應位置布置節制閘即可，讓其進行流水自排。只有在汛期水自排不能滿足排澇需求時，才會將泵站、節制閘結合起來設計，兩者相距合理范圍，泵站內相關裝置在動力自動驅使下，強制打開節制閘排澇。兩者輔助工作，強排時間變短。

1.3明顯改善生態環境

為減少工程設施過多占用河道，且將綠化思想融入工程建設，近年來河道防汛墻高度不斷加高，并在河道兩邊種植綠植，或者設計水上景觀。防汛墻的加高，使得水利工程工作效率提升，綠植設計既增加河道蓄水能力，又對生態環境進行修復。

2節能技術應用于水利工程設計的優勢

2.1強化自排能力

水利工程中的自排能力，往往決定于水閘以及河道的水系安排與結構特征。現階段，水利工程設計單位，對水利工程節能技術的經濟、實用及安全等方面的性能均進行了綜合考慮，在進行自排設施設計時，對河道斷面及水閘孔寬度作出了合理的選擇，在滿足排澇防洪及調水等需要的前提下，泵站建設數量得到有效控制。

2.2合理布設綠化帶

在設計防汛堤防工程時，常在優化工程結構上做文章，好處是最大限度地降低河道占地面積。近幾年來，隨著城市綠化的不斷發展和對綠色生態文化建設的保護力度逐漸加強，河道綠化帶的合理布設，不僅起到了綠化和美觀的作用，而且提高了防洪能力，實現了節約能源的效果。

2.3電動機與水泵連接方式的合理選擇

通常情況下，電動機與水泵多采取齒連與直連方式，齒連可使電動機效率得到有效提高，但由于齒輪變速的增添會導致能耗大，并且會產生較為嚴重的噪聲;直連將電動機直接與水泵進行連接，此法需要電動機與水泵保持一致轉速，但不會導致大量能耗，噪聲較低。根據設施運行工況，選擇合理的連接方式，能有效降低能源。

3節能技術優化設計措施

3.1優選電機功率

水利工程的動力設備多為電動機，且容量很大，因此，必須對其技術及經濟等方面因素進行綜合考慮。容量在250kW以下情況下，需要使用高壓電動機。以前電動機采用的電壓多為6kV級別，因此，水利工程的變壓器往往會設置在6一10kV之間。為了能盡可能滿足大中型電動機啟動需要，變壓器容量常比電動機總容量大很多。近幾年來，隨著我國電網容量的改善和發展，電壓10kV電動機逐漸應用于水利行業，這樣，不僅僅可有效減少供電所耗費的人力物力，而且可實現水利工程簡化運行管理，同時，降低了變壓器所產生的耗能。

3.2優化變壓器配置

通常，泵站都是通過變壓器實現用電供給的，然而僅僅通過總變壓器實現供電顯然是不合理的，因此在進行泵站供電設計時，會通過外加臨時變壓器實現泵站供電，這樣雖然會增加少量水利工程資金投人，但降低和避免了大功率電動機在使用時，對配置變壓器造成的嚴重沖擊，使得供電可靠性獲得了顯著提高和保證，除此之外，還可有效節約能源。

3.3通過信息手段實現科學調度

水利工程科學運行的前提是合理調度，如果能結合天氣及氣候變化及時實現對水利工程的合理調度，便可有效實現水利工程調水及防洪防澇等能力的顯著提高，進而實現排水時間的有效減少和能源的顯著節約。然而這一復雜系統工程，如果僅靠人工進行調節是遠遠不夠的，需要通過對信息技術的利用，實現水資源監控及防洪系統監理，通過大數據、計算機網絡獲取信息及集約控制，實現對水利工程的及時控制和統一調度，有效實現水利工程的應變能力，能有效優化工程運行結構，降低經營成本。

3.4科學配置泵站用電參數

第一，提高泵站的工作效率。泵站在實際運行期間水流需要從進水口流到出水口。此時可對閘門、通道等尺寸進行合理設計，確保水流輸送階段不會出現大量的能源損耗。比如可采用肘型流道或豎井貫流式流道的方式，降低流道中的水流損耗。第二，調整泵站中水泵裝置與電動機之間的連接模式。常見的連接模式包括直連式與齒連式。齒連式具有高效率、大功率等優勢，且易于操作，將其應用于水利工程中能夠提高水泵運行質量，但它的能耗率卻比直連式連接模式高0.2左右。同時，它在運行時還會發生較大的噪音，導致周邊民眾深受噪音污染的侵害。相比之下，直連式連接模式對周邊環境的破壞力較小，進而從節能角度上應積極推廣直連式連接模式，保證水泵與電動機處理均衡搭配狀態，促使水泵在科學的參數配置下能夠實現高效運轉，進而降低電能損耗。第三，在水利工程設計中可利用精準計算孔寬、斷面等參數保證水泵處于最佳運行狀態，進而在自排功能下實現有效調水抗澇的目的。第四，在水利工程泵站建設時也應融入節能理念，可在泵站下方加設水閘，由此在排水操作中能夠縮短排水時間，進而減小電能損耗。

3.5采用節能型的用電設備進行工作

節能技術在水利工程中的具體應用技術體現在很多方面，使用節能型的用電設備就是其中的一種節能方式。并且可以體現出較強的節能特點。節約能源的用量。在推動節能技術廣泛應用的時候，應該將節能型的用電設備進行普及設計，在能用到的部位全部采用節能型的。與此同時，水利工程中的泵站是主要能量輸出的地方，我們應該對其系統在進行科學調配，使各組件運轉的最佳方式是最為理想的節能狀態。使水利工程的各泵站運轉是在節能施工的基礎上，從而為人民更好的提供水資源的配置服務。

結束語

隨著科技的進步，無人機航攝裝備水平也不斷地提高，在飛行時間、荷載量、飛行姿態穩定性等方面都將逐步得到提升，同時后處理軟件針對無人機影像在算法和工藝流程上必將有較大進步，無人機遙感的劣勢將逐漸減弱，其應用領域將會進一步拓展，從而滿足各類小面積工程測繪的需求。

參考文獻

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