关于水利工程节能设计中几个问题的探讨

关于水利工程节能设计中几个问题的探讨

杨凡荣

青海云河水利水电设计咨询有限公司青海西宁810001

【摘要】改革开放以来，随着我国科技的不断进步和经济的快速发展，建立节能型的社会，是水利建设工程设计者必须要面对和考虑的工程课题。各种新型的、先进的技术逐渐在水利工程的建设中得到广泛应用，节能技术是目前尤为新型、先进的技术，其在水利工程的工程设计中自然得到广泛的应用。而本文主要分析了水利工程中的节能设计，进而介绍了节能技术在水利工程设计中的应用。

【关键词】水利；工程；节能；设计

随着我国社会经济的快速发展，我国的能源紧缺问题变得越来越突出，因此依托先进的科学技术降低各项生产的能耗，是社会实现可持续发展的重要要求之一。水利工程作为促进我国国民经济发展的重要组成部分，无论是建设规模还是建设数量都得到了很大的提升，因此水利工程设计体现“节能”宗旨是十分必要的。此外，还应对供电方案进行节能设计，包括供电的方式的设计以及供电设备的选择等。为了使水利工程节能设计更加直观化，本文结合实际的工程案例进行分析。

一、水利工程设计的目标

很多建筑设计师主张将水利站建筑的整个设计风格与自然互相联系起来不断美化整体的设计效果。因为水利站建筑地处旷野,视野开阔,一座未作美化设计建筑物突兀在优美的自然环境中,给人以最为特殊的感觉。这就需要设计者在能够满足建筑物使用需要，为提高人们的生活质量以及满足心理观赏需要创造有利条件。由于水利建筑很多都是距离城市较远的，这就需要设计者注重自然环境因素，在设计初期对水利建筑物的平面效果做出合理的设计，实现建筑物与自然的完整结合。作为水利行业的设计师，应该将设计角度拓宽到整个社会发展中，以一个最新的设计角度来把握设计方向，综合各种设计风格的精髓，创造出更为吸引人的水利建筑作品。

二、水利工程设计中的节能分析

2.1水利工程的自排能力

目前，水利工程已经依据自身的实际情况创建了健全的防洪排涝措施，水系安排也得到了进一步的优化。在比较节能技术的实用性、经济性以及安全性之后，合理地选择适当的水闸闸孔宽度和河道断面。这样不仅可以减少泵站的建设量，还可以充分利用闸后和闸前之间存在的水位差距来开关闸门，然后经过水利工程的自排来满足调水和防洪排涝需要。

2.2合理规划，综合考虑区域排水模式

在设计区域排水水系时，排水系统一般都分一级排水和二级排水，先将整个区域分成几块，每一块需要排出的水集中到一级泵站，启动一级泵站的水泵将水排至二级排水河道里，再由二级排水河道里的出口泵闸将水排到区域外。在排水系统设计时，优化水系的布置和合理选择二级排水水位，利用地面和河道水位的高差，使一级排水就近直接排入二级排水河道，可取消或减少一级排水泵站，这种排水模式会使二级排水泵站动力和运行时间有所增加，由于二级排水的河道有蓄水的功能，因此二级排水泵站增加的动力远小于区域内一级排水泵站动力总和，节能效果显著。

2.3采用信息技术来进行科学、合理的调度

目前，随着我国经济的发展，为满足社会发展的需要，我国已经建立了许多水利工程。倘若能够及时地依据天气情况而对水利工程进行合理、科学的调度，就能够在很大程度上提升水利工程的防洪和调水能力，从而达到缩减排水时间和节能的目的。

三、水利工程的节能措施

3.1强化水利工程的自排能力

通常情况下，河道、水闸的结构特征和水系安排决定了水利工程的自排能力。目前，水利工程已经依据自身的实际情况创建了健全的防洪防涝措施，水系安排也得到了进一步的优化。在比较节能技术的实用性、经济性以及安全性之后，合理地选择适当的水闸孔宽度和河道断面。这样不仅可以减少泵站的建设量，还可以充分利用闸后和闸前之间存在的水位差距来开关闸门，然后经过水利工程的自排来满足调水和排涝防洪需要。

3.2合理配置变压器

根据以往大量的水利工程实例表明，采用的电动机都会消耗大量的电能，因此需要通过降压变压器维护正常运作。一般情况下，只有在比较紧急的条件下，才会启动排水泵站，换而言之，排水泵站使用的频率虽然较少，而水利工程站每天都需要消耗电能。因此，为水利工程设计供电方案的时候，建议增设站用变压器，这一举措虽然会增加工程建设投资，但对于保障供电的稳定有积极的作用，而且在一定程度上可以节省电能消耗，是一项长远的发展措施。

3.3采用信息技术来进行科学、合理的调度

目前，随着我国经济的发展，为满足社会发展的需要，我国已经建立了许多水利工程。倘若能够及时地依据天气情况而对水利工程进行合理、科学的调度，就能够在很大程度上提升水利工程的防洪和调水能力，从而达到缩减排水时间和节能的目的。但是，这一工程是非常复杂的，倘若仅仅是依赖人工调节是很难实现的。因此，就需要借助信息技术，即通过建立防洪和水资源监控系统，采用集散控制的方式，应用计算机网络技术来进行统一的调度并给予及时的控制，从而提高水利工程的反应速度，并达到优化工程运行结构、缩减经营成本的目的。

3.4施工节能措施

施工期间的能源消耗主要是各类施工机具、运输车辆的电能、燃油消耗，特别是在土石坝施工中，坝体填筑所需的运输、碾压机具的燃油消耗是施工期间的主要能源消耗，在施工组织设计中，应根据坝址区、料场区的地形、交通条件，采用施工网络技术优化施工运输、碾压工序，以减少施工期的燃油消耗

3.5建设绿化景观。以往的设计只考虑到减少水利工程的占地面积，多采用直立式结构，时代的发展提升了人们对环境的要求，水利工程的设计理念也相应发生变化，开始在水系河道两侧建设一定比例的绿化生态走廊，这样绿化景观不仅提高了河道蓄洪能力，也满足了人们对生态景观的要求。

3.6采用就地补偿。其实很多地理条件以及环境因素都会使水利工程受到不同程度的影响，所以可以选择大型异步电动机进行作业。虽然难以满足供电公司的要求。但是在这种情况下，往往可以采用“集中补偿”进行功率补偿。调查表明，在水利工程中，需要予以功率补偿的电动机大约有85%以上。所以，本文建议在设计中采取就地补偿技术，使电动机就地并联补偿电容柜，然后选择防爆型电容器，并串联电抗器以限制电流冲击。

3.7工程运行节能管理

水利工程运行期间的节能一方面要靠优化设计方案作为保障，另一方面则要通过合理的运行管理措施来实现。运行期间应根据工程任务和设计方案、工程调度运用方式、生产设备组成及其性能特点等，确定工程的节能、降耗运用措施和原则，主要包括：在供水调度中应根据用水量的变化情况，充分利用供水线路上调节工程的作用，合理确定水泵机组的开机数量、运行时间，并确保水泵机组在高效区运行，以减少不必要的电量消耗和水量消耗；水电站运行应根据水库的下泄流量，选择合理的运行机组，尽可能利用下泄水量发电。

四、结束语

综上所述，节能技术在水利工程设计中得到了较为广泛的应用，这就使得水利工程的建设符合我国目前经济建设发展的方向，也满足我国经济建设发展的需求，同时使我国水利工程建设朝着更为节能更为高效的方向前进。

参考文献

[1]李元奇.探讨水利工程节能设计中的若干问题[J].黑龙江水利科技,2014,（02）.

参考文献：

[2]刘爱军，关于水利工程节能设计中几个问题的探讨[J]中国农村水利水电，2010（01）

[3]刘后虎，水利工程设计中存在的问题及改进措施[J]中国高新技术企业，2010（13）