陶亮
塔城地区水利水电勘察设计院 新疆塔城 834700
摘要：农业水利工程是高效节能灌溉的重要载体，在农业水利工程设计时，需要切实注重节能技术的应用，以提升农业水利工程的节能灌溉效果。水利工程在农业灌溉中发挥着重要作用，利用节能技术可以将水利工程效益发挥到最大化。基于此，基于节能灌溉的视角，梳理了节能变频调速水泵在灌溉调节中的设计要点，并在此基础上，优化线路布局和合理设计灌区，实现利用率最大化，达到节能的目的。此外，针对农业水利工程节能设计实践提出相关注意事项，以达到良好的节能功效。
关键词：节能技术；节能灌溉；农业水利工程；节能设计
引言
水利工程作为我国重要的民生建设，密切关系到国民的日常生活，因此为了深入构建和优化节约型的社会，相关部门要在水利工程设计中积极落实节能技术，在降低资源投入的同时，使水利工程充分发挥自身除害兴利的目的，为国民创造良好的居住环境，提升我国群众生活水平。
一、节能技术在水利工程设计中应用的特点
现阶段，节能技术在水利工程设计中应用的特点主要体现在以下几个方面：
1）对环境影响大，由于水利工程建设过程也是人类对环境改造的过程，在水利工程设计应用节能技术，能够进一步发挥水利工程的积极作用，降低负面影响；2）高效，节能技术的应用可以在保证水利工程设计效果的同时，降低水利工程建设、运行过程中的能耗，因此节能技术在水利工程设计中的应用具有高效的特点；3）可持续化，在水利工程设计中，节能技术的应用进一步促进了我国水利建设的可持续发展，对于我国社会发展具有重要的意义。
综上所述，节能技术在水利工程设计中应用主要有对环境影响大、高效、可持续化等特点。
二、农业水利工程灌溉水泵设计中节能变频调速技术的应用
1.灌溉水泵节能变频调速设计原理
在农业水利工程工程设计中，变频调速技术的应用能够有效降低水利灌溉的能源消耗以及水资源消耗。因此在农业水利工程的节能设计中需要将节能变频调速技术的应用重视起来，在设计的过程中需要充分考虑到变频调速技术本身的特性以及农业水利工程灌溉的需求，来提升工程整体的节能水平。而想要保证技术应用的科学性以及有效性，就需要对变频调速技术的基本原理有着清晰的认识。灌溉系统节能的关键在于，能够根据实际的情况对水流量进行精确的控制，通过控制水泵的转速以及阀门的开合来实现这一目的。在变频调速技术的支持下，当检测到实际的压力要低于标准压力，变频器就会提升水泵的输出功率，此时，水泵的转速会加快，从而提升灌溉管网系统的水压，保证灌溉的效果；当检测到实际的压力大于标准压力，变频器则会降低水泵输出功率，此时水泵的转速降低，水利管网的整体压力也会下降，从而保证管网系统处于正常的压力下，通过变频调速技术的应用，一方面可以保证水利输出的稳定性，另一方面能够降低水利灌溉的能源消耗。
2.变频器的设计要点
在设计中加强变频器的应用，主要是为了更好地调节水泵转速，以满足多样化的农业用水需求。利用变频器能对管网实现恒压变速，且在系统启动中，电动机频率首先设置为0，再逐渐上升到标准频率，使得电机启动电流与电网冲击有效降低，使得电网运行更加稳定，加上变频器能达到恒压供水，结合水泵压力变化情况，对系统的流速和流量进行及时的调节，使得系统运行变得更加自动化，有效降低农业生产人力成本。再加上变频器有着较高的精度，利用其能对农田水利管网中的水泵转速进行优化调节，可以结合管网压力变化情况针对性地进行精确调节，使得水资源利用率得到提升。
3.农业水利工程灌溉水泵自动控制技术的设计
现代化的农田水利灌溉系统，需要具有一定的自动控制功能，以实现对灌溉策略的及时调整。因此在设计的过程中，需要充分发挥变频器的PID调节功能，保证能够在变频器系统内部稳定的运行PID运算，提升系统的自动控制水平。节能灌溉系统的关键在于水泵的转速能够根据流量以及压力情况进行灵活的调整，从而实现对灌溉系统的精确控制。在设计的过程中需要对变频的参数进行合理的设定，保证系统调控策略的科学性合理性。同时，在设计的过程中还需要充分的考虑到电机的震荡问题，解决这一问题需要对变频器PID进行合理手段设定，从而保证电机运行的稳定性，同时也延长系统的使用寿命。
4.变频器设计的要点
在节能灌溉系统中，变频器的应用是关键，变频器起到调节水泵转速作用，能够根据不同压力以及流量需求对功率进行合理的控制。能够实现系统的恒压变速。在设计的过程中需要对变频器的频率上升曲线进行合理的控制，系统启动时，电动机的频率为零，然后再逐步平稳的上升到标准频率，通过这样的设计能够有效的降低对电网的冲击，同时对电动机起到保护的作用，加上变频器能达到恒压供水，结合水泵压力变化情况，对系统的流速和流量进行及时的调节，使得系统运行变得更加自动化，有效降低农业生产人力成本。
三、农业水利工程高效节水灌溉系统的节能配套措施
1.田间系统设计要点
在进行田间管网布置设计的过程中，需要充分的考虑到，农田、农林以及道路的分布，根据具体的环境条件来进行管网的布置。一般来说，梳状单向布置为常见的布置形式，该布置形式主要是以地势为依据，输水干管、输水支管和毛管从高到低依次排布，能够有效保证灌溉的效果。在泵房设计中，需要以水泵为核心进行设计，泵房一般采取彩钢板房的形式，成本较低，且易于搭建。在泵房设计中需要重点关注阀门和管道以及过滤器和施肥箱等设施的设计。在设计的过程中需要突出实用性，避免过于复杂的设计。在设计时需要充分考虑到日后对水泵的维修保养，要易于拆装。在管网布设中，首先需要对管网进行选材，一般采用UPVC材质的管道，这种管道强度较高，且耐腐蚀，有较长的使用寿命。管道需进行地下埋设，埋设的深度需控制在80cm左右，配置好三通，保证供水的稳定性。同时还需要保证与泵房以及过滤器之间连接的稳定性。
2.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。
结束语
综上所述，从现代农业发展的角度上来看，农业水利工程建设不仅需要考虑到对农业生产效益，同时还需要考虑到环境效益以及经济效益，这就需要农业水利工程在设计的过程中，注重节能技术的应用，通过节能技术的大量应用能够有效的降低农业生产中的能源消耗以及水资源消耗，在为农业生产提供重要保障的同时，降低农业生产的成本。
参考文献
[1]章效平.节能技术在农业水利工程设计中的应用[J].南方农业，2020，14(18)：177-178.
[2]沈雪峰，沈伟.节能技术在水利工程设计中的应用[J].山东工业技术，2015(10)：72.
[3]陈玲，韩盈盈.节能技术在水利工程设计中的应用[J].河南科技，2014(18)：21-22.