簡析新型節能技術在水利工程中的應用

張晨君 施穎

【摘要】為了響應我國的節能環保政策方針，為了促進水利事業的發展，我們開始將節能環保新技術應用在水利工程建設中，從而在降低其建設成本的基礎上提高其質量及社會經濟效益。本文就新型節能環保技術在水利建設中的應用進行分析，以供參考。

【關鍵詞】節能技術；水利工程；應用

引言

在水利工程中開始應用各種各樣的新型的技術，而節能技術也是當前非常先進的技術，在水利工程中的工程設計中得到廣泛的應用。

一、水利工程中的節能分析

1.1 水利工程的自排能力。目前，水利工程已經依據自身的實際情況創建了健全的防洪排澇措施，水系安排也得到了進一步的優化。在比較節能技術的實用性、經濟性以及安全性之后，合理地選擇適當的水閘閘孔寬度和河道斷面。這樣不僅可以減少泵站的建設量，還可以充分利用閘后和閘前之間存在的水位差距來開關閘門，然后經過水利工程的自排來滿足調水和防洪排澇需要。

1.2 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。

1.3 合理規劃，綜合考慮區域排水模式。在設計區域排水水系時，排水系統一般都分一級排水和二級排水，先將整個區域分成幾塊，每一塊需要排出的水集中到一級泵站，啟動一級泵站的水泵將水排至二級排水河道里，再由二級排水河道里的出口泵閘將水排到區域外。在排水系統設計時，優化水系的布置和合理選擇二級排水水位，利用地面和河道水位的高差，使一級排水就近直接排入二級排水河道，可取消或減少一級排水泵站，這種排水模式會使二級排水泵站動力和運行時間有所增加，由于二級排水的河道有蓄水的功能。

因此二級排水泵站增加的動力遠小于區域內一級排水泵站動力總和，節能效果顯著。

1.4 信息技術在調水能力中的應用。水利工程是利用水勢能的轉變，進行機械能和電能的利用。但是在自然環境中，水的流動性是沒有變化規律的，并會隨著天氣變化發生不同，而在防洪和調水的過程中由于排水量的不同，就會影響水利工程的運作時間。因此，在節能的設計中，可以針對天氣和水文情況進行合理的調度使用，那么在水資源的監控中，要通過計算機信息系統的使用，對復雜的水文環境利用集散控制的方式統一調度， 根據實際的水流量適時的控制排水和儲水能力，縮減排水的時間，實現快速的水利工程運作，進而實現了節能的技術應用。

二、關于水利工程項目的節能措施

2.1 水庫選址設計優化。第一，區域內必須有一個可供儲水的盆地或洼地，這種地形的等高線呈口袋型，“ 袋大”腹地寬闊，庫容量大；第二，大壩應建在等高線近于閉合地段以及峽谷最窄處， 以減少工程量，節省投資，確保大壩安全；第三，要保證水庫地勢處于較高處，這樣能有效減少閘門的應用，為工程排水系統的修建提供便利。

2.2 工程布置節能措施。1）水庫水頭的利用。對于以水庫樞紐為主的水利工程，供水及水力發電工程均直接由水庫取水，主要節能手段是充分利用水庫水頭，以降低泵站揚程、增加發電水頭。水庫供水發電洞高程按照滿足水庫最低運行水位的引水要求確定；水泵、水輪機機組安裝高程根據水庫調度運行要求確定的各供水對象最低引水位確定。直接由水庫取水的泵站水泵機組及電站水輪機機組盡可能采用壓力進水，機組選型按照滿足水庫最高運行水位的要求確定，以保證水庫高水位運行時的供水及發電能夠利用水庫水頭、降低運行時的電能消耗。2）在供給水線路中的節能利用。在水利工程中供水線路應盡量根據地形來設計，一般在地勢較高的地點，提高水供應中勢能的儲存。并采用重力流自壓輸水方式，利用水的重力特性減少供水輸水中外界能量的施加。在輸水管道中，應注重管道的封閉性，避免水分的滲漏。減少平面和彎道的設計，減少輸送過程中勢能的消耗。

2.3 建筑物設計節能措施。1）建筑墻體、屋面和門窗節能技術。包括采用高效保溫材料復合的外墻和屋面、外墻外保溫技術，限制并逐步淘汰內保溫技術；采用各類新型屋面節能技術、節能窗技術，控制窗墻面積比，窗戶的傳熱系數和遮陽系數等。2）采暖和空調節能技術。包括根據工程所在的自然條件和基礎設施條件， 研究采用集中供熱技術、優化配置冷熱源技術、空氣熱回收技術、太陽能技術等先進節能技術的合理性和可行性，減少采暖、制冷方面的能源消耗。3）采光和通風節能技術。包括根據建筑物的布局情況，研究泵站、水電站廠房利用自然光技術、自然通風技術的可行性，減少采光通風方面的能源消耗。

2.4 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。

2.5 施工節能措施。施工期間的能源消耗主要是各類施工機具、運輸車輛的電能、燃油消耗，特別是在土石壩施工中，壩體填筑所需的運輸、碾壓機具的燃油消耗是施工期間的主要能源消耗，在施工組織設計中，應根據壩址區、料場區的地形、交通條件，采用施工網絡技術優化施工運輸、碾壓工序，以減少施工期的燃油消耗。

2.6 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。

三、結束語

隨著我國能源的不斷減少，資源浪費的問題也逐漸嚴重，因此，我國相關部門必須要將水利工程節能提到工作日程上來，這也是現階段必須要踐行的工作之一。

參考文獻：

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[2]徐曙光.淺議信息技術及新型科技在水利工程設計中的應用[J].中國水運（下半月）.2015（09）