卜建
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摘要：农业水利工程节能成效的高低,主要取决于是否进行了高效的节能设计,因此,设计人员需要切实注重工程实践的分析,并采取针对性的节能设计方案,从而更好地促进水利工程在农业灌溉中作用的发挥,需要在设计中切实注重节能技术的优化,达到节水节能灌溉的目的。
关键词：水利工程设计；节能技术；应用
水利工程建设应用到了节能技术，将会大大的降低水资源分配上的能源消耗，也会降低企业运行的成本，实现高效、节能的发展模式。水利工程节能上主要的体现方面有用电的设备、泵站的运行系统调配以及自动化技术的引进等等，诸多技术的共同作用将对于我国水利工程的发展起到了一定的促进作用，因此，水利工程设计的合理性、科学性以及节能性十分重要。
1水利工程节能设计的意义
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。
2水利工程设计中节能技术的应用策略
2.1工程总布置节能设计要点
针对水利工程的枢纽设置，需要利用好当下建筑环境的地形，达到建筑物紧密相连，与居民生活区有一定的距离。在轴线的设计上需要出具多个具体的方案进行比对，找出其中原材料使用最少的内容，减少混凝土为代表的原材料使用，充分考虑水头损失以及管道损失等问题，合理选择最优方案。要利用好包括斜坡等路线的布置，使得整个环境的优势被发挥，要避免高挖空、高填地段的手法，要尽量形成原有的地形差，达到水源自流的目的，达到水源、能量的高效率利用目的。
2.2通过变频调速技术实现水泵节能
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。在目前的供水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。
2.3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。
2.4岸坡防护生态结构
在水利工程的节能施工下，岸坡防护生态结构是一类在水陆交接区域的建筑物，在地理位置的制约下，会的水利工程及周边的生态系统起到关键的维护作用。结合以往的经验来看，会有大量的水生、陆生生物在水利工程周边繁衍，而为了更好达到节能建筑的措施，就必须充分依托岸坡防护生态结构达到共生关系。需要注意的是，针对岸坡防护生态结构除了需要保障工程安全以外，更需要有容纳不同景观的能力。节能设计中还需要明确如下几个要点：并非所有的区域都需要结构予以保护，仅对其重点区域做好防护即可。
例如，在填土作业完成后的岸坡工作。针对工作人员在防护控制线的设计上，需要保证两岸的走势互相一致，以求降低对河道的占用。
2.5施工交通节能设计
针对水利工程这样规模较大的工程来说，其施工交通也会耗费较大量的能源，而节能建筑设计中也需要将施工交通的环节考虑其中。针对对外的交通运输，需要充分以场内交通进行衔接和联动，在运输距离的把控上要尽量短，并减少无意义的中转环节。在条件允许的情况下，可使用更为节能的水运路线。在场内交通则需要以公路运输的方式为主，重车下坡、轻车上坡是最为主要的原则。要做好对道路的养护工作，减少安全隐患的同时，达到节能目的。
2.6通过其他技术实现水泵节能
除了变频调节节能技术以外，还可以通过对水泵的合理设计实现水泵节能，在进行供水工程设计时，设计人员要根据实际用水需求变化特点、最高用水需求量以及水压等，结合实际经验，选择水泵类型，确保水泵一直在高效率区运转，实现节能降耗。在必要时，还可以使用智能监控软件对水泵进行智能化控制，在供水需求较小时减少水泵工作台数，优化水泵整体运行状态，降低水泵的不必要能耗。除此之外，还必须对水泵进行定期维护和保养，对水泵的轴承温度、润滑油、密封填料等进行检查，确保水泵不会出现渗漏等现象，降低水泵的额外损耗，提升水泵节能效果。
2.7田间系统设计要点
1)在田间管网布置设计时,需要紧密结合工程所在地的农田、农林以及道路分布等,根据地形条件实施管网布设。以常见的梳状单向布置为例,根据地势对输水干管和分干管以及支管和毛管做好输配水管网设计,按照高效节水灌溉的需求,使得其泵房和管网细节内容得到优化。
2)在泵房设计中,主要是结合泵房为核心进行设计,在泵房设计时,主要是采用彩钢板房,并做好阀门和管道以及过滤器和施肥箱等设施的设计,在设计中要秉承简单整洁的原则,便于后续对各种设备的加装以及日后的维修操作,并尽可能地将机组设为一列式的样式。
3)在管网布设过程中,在布设干管时,采用UPVC材质管道,并将在地下埋设和布设,管道的深度需要大于80cm,并配置三通,从而给干管供水;还要与泵房、过滤器之间做好衔接,利用干管确保不同农田田块得到良好的协作灌溉。
2.8滴灌系统设计要点
在农业水利工程高效节水灌溉设计时,除了做好田间系统设计外,还要精心设计滴灌系统。在设计过程中,首先需要做好滴灌水头与滴头的选择,做好偏差分配,认真计算干管和支管的相关水利参数。在滴头选择和分配偏差时,通常采取管上有压的补偿式滴头,这样不仅能有效地调节农田水的灌溉压力,而且还能对水流量进行补偿,水头偏差宽度为10cm,滴灌系统中,支管和毛管的设计也十分重要,也是灌水小区的重要组成部分,可以把压力补偿式的滴头和水头偏差向毛管部分分配,且毛管的水头偏差为10cm。
在计算支管和干管的水力时,需分开进行。其中,干管的水力主要是按照滴灌水头损失公式来计算;而在计算支管流量时,由于支管属于分干管上所开启的一条节水灌溉路线,全部支管的流量综合就是干管流量,需要根据干管的设计流量确定支管的滴灌运行方案,并结合经济流速制作管径并对支管管段压力进行校核,从而对干管管径尺寸进行确定。
结论
总之，通过在水利工程设计过程中引入节能设计理念，利于全面提高水利工程建设质量，能够为水利工程建设工作开展奠定良好基础。作为相关设计人员，更应该全面掌握节能设计策略，从而才能不断提高水利工程设计水平。
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