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论述水利建设工程节能设计的方法

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：魏庚贾亚平徐辉

[导读] 摘要：在中国水利建设的发展具有非常重要的意义，它对老百姓的生活起到了非常大的作用。

        陕西省水利电力勘测设计研究院陕西西安 710001
        摘要：在中国水利建设的发展具有非常重要的意义，它对老百姓的生活起到了非常大的作用。我们在日常生活中需要水利工程来发电给我们提供电力，解决我们许多的问题。除此之外，还带动了畜牧业和农业等其他行业的发展，为这些行业提供了便利。尤其在近些年来，我们国家投入了大量的人力物力去支持环保工作，所以节能技术就会受到国家热烈的欢迎，国家不仅会支持该技术前进，还会进行不断地改革创新去将该技术发展到其他行业，所以节能环保技术应用到水利建设工程中就成了我们特别需要研究的问题。基于此，本文就水利建设工程节能设计的方法进行详细探究。
        关键词：水利建设；水利工程；节能设计；节能方法
        1 引言
        我国对水资源的需求量很大，各行各业的发展离不开水资源的支撑。因此，可再生水资源是人们用水的主要渠道。在水资源管理中，要合理配置和利用水资源，保证水资源的利用率。因此，在水利工程中应用节能技术，保证未来水资源的利用势在必行。在水利工程之中，选用节能的供电装置进行使用，优化水利供电的方案。将节能技术应用于水利工程建设的各个阶段，以保证资源的节约和水资源的合理配置。
        2 研究意义
        依据水利工程的实际情况来看，是帮助人民群众生产生活的重要工程，其对自然河流的影响主要集中在两个方面：首先，对自然河流的渠道化，水利工程会将原版的河流走向，改造成为直线型的人工河流。其次，河流会因水利工程的影响变得非连续化，针对水利工程的使用具象情况来看，会将原有流动的河流变为静止态的人工湖，使得流水的边界、水深和流速等都会造成不同程度上的影响。不可否认，水利工程的出现，极大程度上满足了人民群众的生产作业需求，但对原有的自然界体系和循环造成了负面影响。目前来看，部分无节能技术使用的水利工程，不可避免地引发了河流退化，严重影响了周边的自然体系。因此，现代化的水利工程实施过程中，不仅要注重经济效益，更要将节能环保、可持续化发展摆在重要位置[1]。
        3 水利建设工程的节能设计
        3.1 使用新型节能材料
        将节能环保技术应用在水利工程建设中，需要重视对新型材料的合理使用。泵闸是水利工程中具有重要作用的设备，需要保证其设置工作的科学性与合理性。在泵站设计的环节中，需要设计人员全面考虑工程所在地区的天气变化和气候变化、地势分布、雨水量以及在工程建设过程中可能出现的问题，做好准备工作。利用节能环保技术优化施工方案，有效节约材料，提高各类型资源的适应效率。在工程建设中，要积极使用新材料，最大限度上提高材料使用的合理性和效率，降低其消耗量。需要结合具体的工程建设情况，尤其是需要重视施工进度、材料周转情况以及库存等基本情况，制定科学的新型材料采购方案，避免采购过多以及供应不及时等问题；同时，做好周转材料的维护以及保养等工作，避免材料由于保存不合理而出现质量问题。此外，还需要做好工程建设的预算工作，对材料的使用进行规划，限额领料，控制好材料的实际消耗，制定可回收使用材料清单，提供废弃材料的使用；在工程临时设施的建设中，需要加强可拆卸、可循环材料的使用，可有效减少材料的浪费，并且能够降低施工成本。
        3.2 水利工程供电节能
        3.2.1 线路布设
        切实注重线路布设的优化，尽可能地降低电能损耗。低压配电室需要尽可能地与负荷中心靠近，将电缆馈线长度减少，馈线电缆需要结合运行的经济密度来确定，以尽可能减少电能损耗。而变压器采用高效和损耗较低的变压器，从而降低运行的电能损耗，并切实利用太阳能做好室内外的照明设计，采用太阳能进行照明，所选灯具也满足太阳能运用的需要，以达到绿色照明的目的。

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        3.2.2 水泵自动控制
        在农田水利灌溉系统中，为实现对其的自动控制，在设计过程中需要利用变频器的 PID 调节功能，并在变频器系统内部程序中通过运行 PID 运算，从而达到自动控制的目的。水泵转速会随着压力和流量的变化而变化，所以需要利用变频器来控制水泵转速，从而对系统进行差异化控制，借助变频器参数来设定管网压力，实现系统自行运转。而在此基础上，为预防电机振荡问题的出现，在设计过程中，需要合理设定变频器 PID，以确保系统运行更加稳定，延长设备使用寿命。
        3.2.3 变频调速
        造成水泵高能耗的原因包括供水需求频繁变化、供水管道与水泵不匹配、供水管道网络设计不合理以及供水回路中出现渗漏问题等[2]。在目前的水利工程水泵节能改造中，加强水泵维护、采用多级水泵供水、选择合适水泵型号等方法都能有效实现水泵节能，在所有的节能技术中，变频调速技术在节能方面具有明显优势。变频调速技术具有高精度、高效率及大范围调速等优点，同时，应用变频调速技术时电机可以实现软启动，减少电流冲击对电网造成伤害的同时，降低机械冲击对机电设备造成的伤害，增加机电设备寿命，是目前在供电工程中广泛使用的节能技术。水泵变频调速调节指的是在不改变管网曲线的情况下，通过改变水泵的转速实现流量调节，在满足供水流量需求的同时，保证水泵在高效率区工作，达到节能目的。
        3.3 农业水利基础设施节能
        为达到水资源可持续利用，灌区工程积极推进以灌区续建配套和节水改造为重点的农田水利基础设施建设。加强农业基础设施建设，积极做好土地整治工作，加强以水浇地、坡改梯和中低产田改造为主的高稳产农田建设；改革灌区管理体制，改造灌溉设施和技术，提高灌溉水的有效利用率；因地制宜地分别推广发展渠道防渗、管道输水、喷灌、滴灌等工程节水措施；在山区因地制宜建设集雨工程，缓解水资源供需矛盾。此外，在农民承受能力的前提下，加强水价改革力度，建立完善的价格形成机制，促进农业节水工作的顺利推进;加强用水定额管理，根据地方标准确定各主要农作物的用水定额，确定灌溉水量，实行总量控制，积极研究和推广节水灌溉制度。
        3.4 强化资源和能源的利用率
        社会的发展、新技术的研发归根结底是为了社会、为了人们，其中我们研究新型节能环保技术就是为了给社会服务、给人民谋利益。能够通过保护环境，节约资源让人类更加长久的生存在这个地球上，最大程度上实现人类社会的可持续发展。所以研究目标往往以能源和资源为主，主要是想要提高能源、资源的有效利用率，从而能够做到节约能源、资源，并进一步保护环境的终极目的。
        3.5 信息化监控技术
        智能监测系统集成应用到水利工程设计中，实时监测水资源的实际情况，防洪防涝监督设施可采集水利工程的相关数据。同时，可以在网络平台上对水利工程进行有效控制，进而帮助水利工程节约资金成本。例如，在水利工程调度设计中引入调水监测技术，主要是对集水渠水位进行测量，并在雨量筒中获取降雨量相关信息，然后将实时信息上传到通信网络平台上的监控中心，最后对水利工程现场进行适当控制，降低能耗[3]。
        5 结束语
        综上所述，节能理念是我国倡导的可持续发展的重要理念。节能技术在水利工程建设中的应用，将大大降低水资源配置能耗，降低企业运营成本，实现高效节能的发展模式。因此，水利工程的合理性和节能技术对水利工程的发展起着重要的作用。
        参考文献：
        [1] 严伟平.水利工程设计中节能技术的运用[J].现代物业(中旬刊),2019(2):91.
        [2] 李廷.关于水利工程设计中节能技术的应用[J].科学技术创新,2018(20):101-102.
        [3] 冯志强.中小型水利工程设计中节能技术分析[J].黑龙江水利科技,2018,46(1):56-58.