水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

明開宇

（黑龍江省齊齊哈爾市嫩江巡查管護(hù)總站，黑龍江 齊齊哈爾161000）

在有效的開展水利工程設(shè)計(jì)研究過程，應(yīng)該結(jié)合具體工程實(shí)際，有針對(duì)性的開展實(shí)踐研究，從而才能進(jìn)一步提高水利工程設(shè)計(jì)水平。在設(shè)計(jì)過程應(yīng)該重視引入節(jié)能技術(shù)方案，要重視開展節(jié)能設(shè)計(jì)研究，以此才能保證水利工程建設(shè)效率。通過實(shí)踐研究，本文總結(jié)了具體的節(jié)能設(shè)計(jì)對(duì)策。

1 水利工程節(jié)能設(shè)計(jì)的意義

依據(jù)水利工程的實(shí)際情況來看，是幫助人民群眾生產(chǎn)生活的重要工程，其對(duì)自然河流的影響主要集中在兩個(gè)方面：首先，對(duì)自然河流的渠道化，水利工程會(huì)將原版的河流走向，改造成為直線型的人工河流。其次，河流會(huì)因水利工程的影響變得非連續(xù)化，針對(duì)水利工程的使用具象情況來看，會(huì)將原有流動(dòng)的河流變?yōu)殪o止態(tài)的人工湖，使得流水的邊界、水深和流速等都會(huì)造成不同程度上的影響。不可否認(rèn)，水利工程的出現(xiàn)，極大程度上滿足了人民群眾的生產(chǎn)作業(yè)需求，但對(duì)原有的自然界體系和循環(huán)造成了負(fù)面影響。目前來看，部分無節(jié)能技術(shù)使用的水利工程，不可避免地引發(fā)了河流退化，嚴(yán)重影響了周邊的自然體系。因此，現(xiàn)代化的水利工程實(shí)施過程中，不僅要注重經(jīng)濟(jì)效益，更要將節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)化發(fā)展擺在重要位置。

2 水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用策略

2.1 水利工程規(guī)劃與工程總布置節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1.1 工程規(guī)劃設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在當(dāng)下水利工程設(shè)計(jì)階段，就需要切實(shí)以節(jié)能減耗的角度所出發(fā)，使得工程方案更為具象和系統(tǒng)化。在如今施工作業(yè)的時(shí)候，要盡量選擇降低用電、用油的總量，優(yōu)化土石方的開挖量與回填量，達(dá)到土石挖填平衡的目的。要選擇合適的開采場(chǎng)地，減少土石方無意義的運(yùn)輸，節(jié)省時(shí)間并減少汽車尾氣等排放，要盡量滿足國(guó)家防洪的需求下，進(jìn)一步地綜合加強(qiáng)水能的利用，力求以最小的經(jīng)濟(jì)成本換取最大的經(jīng)濟(jì)效益。在用水路線的設(shè)計(jì)上，要盡量甄別地水頭損失的線路，使得引水方式得到最佳的優(yōu)化。

2.1.2 工程總布置節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

針對(duì)水利工程的樞紐設(shè)置，需要利用好當(dāng)下建筑環(huán)境的地形，達(dá)到建筑物緊密相連，與居民生活區(qū)有一定的距離。在軸線的設(shè)計(jì)上需要出具多個(gè)具體的方案進(jìn)行比對(duì)，找出其中原材料使用最少的內(nèi)容，減少混凝土為代表的原材料使用，充分考慮水頭損失以及管道損失等問題，合理選擇最優(yōu)方案。要利用好包括斜坡等路線的布置，使得整個(gè)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)被發(fā)揮，要避免高挖空、高填地段的手法，要盡量形成原有的地形差，達(dá)到水源自流的目的，達(dá)到水源、能量的高效率利用目的。

2.2 水利工程建筑節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

從水利工程的構(gòu)成來看，會(huì)根據(jù)工程要點(diǎn)進(jìn)行大壩選擇，從而選擇最優(yōu)的布置方案，減少能源及材料的消耗，達(dá)到節(jié)能減排的要求。在壩型選擇上，要盡量靠向節(jié)能型，同樣造價(jià)上選擇節(jié)能效果較好的款型。為了更好落實(shí)節(jié)能技術(shù)的使用，在當(dāng)下水利工程的壩型選擇上，就需要充分以如下幾個(gè)要點(diǎn)進(jìn)行選擇與對(duì)比，包括材料、施工方法、條件、造價(jià)等，使得混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度達(dá)到最佳水平，減少壩體本身的厚度，即可達(dá)到混凝土用量減少的目的。要選擇較高的取水高程，使得水源能夠在重力作用下，自上而下地流下，達(dá)到良好的斷面比較形式，減少出現(xiàn)水頭損失以及工程量。

2.2.1 岸坡防護(hù)生態(tài)結(jié)構(gòu)

在水利工程的節(jié)能施工下，岸坡防護(hù)生態(tài)結(jié)構(gòu)是一類在水陸交接區(qū)域的建筑物，在地理位置的制約下，會(huì)的水利工程及周邊的生態(tài)系統(tǒng)起到關(guān)鍵的維護(hù)作用。結(jié)合以往的經(jīng)驗(yàn)來看，會(huì)有大量的水生、陸生生物在水利工程周邊繁衍，而為了更好達(dá)到節(jié)能建筑的措施，就必須充分依托岸坡防護(hù)生態(tài)結(jié)構(gòu)達(dá)到共生關(guān)系。需要注意的是，針對(duì)岸坡防護(hù)生態(tài)結(jié)構(gòu)除了需要保障工程安全以外，更需要有容納不同景觀的能力。節(jié)能設(shè)計(jì)中還需要明確如下幾個(gè)要點(diǎn)：并非所有的區(qū)域都需要結(jié)構(gòu)予以保護(hù)，僅對(duì)其重點(diǎn)區(qū)域做好防護(hù)即可。例如，在填土作業(yè)完成后的岸坡工作。針對(duì)工作人員在防護(hù)控制線的設(shè)計(jì)上，需要保證兩岸的走勢(shì)互相一致，以求降低對(duì)河道的占用。

2.2.2 堤壩建筑技術(shù)設(shè)計(jì)

堤壩是水利工程中不可或缺的重要一環(huán)，在節(jié)能技術(shù)的使用過程中壩體也是重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在材料選擇、技術(shù)方法以及政府監(jiān)測(cè)上有著眾多的限制，在堤壩的建筑上，傳統(tǒng)意義上沒有有關(guān)于節(jié)能設(shè)計(jì)的內(nèi)容，為了確保水利工程總體上的設(shè)計(jì)水平，就需要加強(qiáng)協(xié)調(diào)關(guān)系的建設(shè)。首先，壩體設(shè)計(jì)中就需要引入專門的建筑概念，做好專門的技術(shù)分析。目前最為常見的問題即為壩體修建過程中會(huì)造成泥沙堆積，使得河流的走勢(shì)出現(xiàn)嚴(yán)重影響，牽連到農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)以及生態(tài)動(dòng)物。因此，在節(jié)能設(shè)計(jì)上，要預(yù)先考慮到泥沙的轉(zhuǎn)運(yùn)處理，將其延伸到項(xiàng)目之前進(jìn)行，將問題的“事后調(diào)整”轉(zhuǎn)移至“事前規(guī)劃”。

2.3 水利工程供電節(jié)能設(shè)計(jì)

2.3.1 采用就地補(bǔ)償

目前絕大多數(shù)的水利工程尤其是農(nóng)村進(jìn)行的小型水利工程，由于地理?xiàng)l件的限制，其水泵的電機(jī)使用大多小功率的設(shè)備，而會(huì)與供電公司存在切實(shí)差距，對(duì)此加強(qiáng)功率補(bǔ)償尤為關(guān)鍵，其常見措施是集中補(bǔ)償。水利工程中需要進(jìn)行功率補(bǔ)償?shù)碾妱?dòng)機(jī)占90%以上，負(fù)荷也比較固定，設(shè)計(jì)中主要采用就地補(bǔ)償技術(shù)，電動(dòng)機(jī)就地并聯(lián)補(bǔ)償電容柜，選用防爆型電容器，并串聯(lián)電抗器以限制電流沖擊。

2.3.2 合理配置變壓器

由于水利工程中的電動(dòng)機(jī)用電量相對(duì)較大，因此需要配置專門的降壓變壓器。其排水泵只在緊急條件下驅(qū)動(dòng)，盡管其使用頻率不高，但水利工程的每天供電環(huán)節(jié)缺失不可缺少的重要環(huán)節(jié)。部分時(shí)候需要配備專門的變壓器設(shè)置，盡管工程投資要求提升，但在節(jié)能效果上相對(duì)較好，能源節(jié)約的效果也較為明顯。

2.4 施工節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

2.4.1 主體工程施工節(jié)能設(shè)計(jì)要點(diǎn)

施工設(shè)備選擇宜遵守下列原則：適應(yīng)工程所在地的施工條件，符合設(shè)計(jì)要求；設(shè)備性能機(jī)動(dòng)、靈活、高效、能耗低；設(shè)備配套選擇應(yīng)有利于設(shè)備的調(diào)動(dòng)，減少資源浪費(fèi)；設(shè)備通用性強(qiáng)，能在工程項(xiàng)目中持續(xù)使用。應(yīng)結(jié)合施工總布置及施工總進(jìn)度做好整個(gè)工程的土石方平衡，以減少棄渣二次倒運(yùn)。在進(jìn)行混凝土的人工骨料選擇上，則需要充分建設(shè)在巖塊粒度的設(shè)計(jì)，明確要易于運(yùn)輸、便于破碎的特點(diǎn)。同時(shí)，要考慮運(yùn)輸設(shè)備的使用，盡可能選擇低碳、環(huán)保的設(shè)備，以求達(dá)到料場(chǎng)平衡、節(jié)能減排的綠色施工目的。

2.4.2 施工交通節(jié)能設(shè)計(jì)

針對(duì)水利工程這樣規(guī)模較大的工程來說，其施工交通也會(huì)耗費(fèi)較大量的能源，而節(jié)能建筑設(shè)計(jì)中也需要將施工交通的環(huán)節(jié)考慮其中。針對(duì)對(duì)外的交通運(yùn)輸，需要充分以場(chǎng)內(nèi)交通進(jìn)行銜接和聯(lián)動(dòng)，在運(yùn)輸距離的把控上要盡量短，并減少無意義的中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)。在條件允許的情況下，可使用更為節(jié)能的水運(yùn)路線。在場(chǎng)內(nèi)交通則需要以公路運(yùn)輸?shù)姆绞綖橹鳎剀囅缕隆⑤p車上坡是最為主要的原則。要做好對(duì)道路的養(yǎng)護(hù)工作，減少安全隱患的同時(shí)，達(dá)到節(jié)能目的。

總之，通過在水利工程設(shè)計(jì)過程中引入節(jié)能設(shè)計(jì)理念，利于全面提高水利工程建設(shè)質(zhì)量，能夠?yàn)樗こ探ㄔO(shè)工作開展奠定良好基礎(chǔ)。作為相關(guān)設(shè)計(jì)人員，更應(yīng)該全面掌握節(jié)能設(shè)計(jì)策略，從而才能不斷提高水利工程設(shè)計(jì)水平。