水利水电工程设计中的节能技术探究

朱兰军

摘要：我国是一个人口大国，对能源的需求量不断增加。现阶段，能源是基础的民生问题之一，人口持续增长对于能源需求越来越大，水利水电工程能够有效的解决我国巨大的能源需求量。在水利水电工程的设计中应当注重水利水电工程设计中的节能技术研究，以达到降低能源损耗目的。本文就从水利水电工程的排水功能节能方面和电气工程节能方面，对如何良好开展节能技术工作进行简要研究。

关键词：水利工程;节能技术;应用

引言

通过将节能技术引入水利工程设计过程迎合了时代发展，能够进一步保证水利工程建设质量，作为相关设计人员，要提高对于节能技术的应用能力，从而才能不断提高水利工程设计水平。

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工程规划设计要点

水利工程设计团队在方案模拟时，要从节能角度出发，不断优化布置方案，提高设计图纸的可行性。按照不同建筑的组织结构和设备使用要求，施工期间可以提前对现场用电和用油情况进行布局，通过优化设计方案给出合理的布局方式，减少总体的工程量。在进行土石开挖和回填的过程中，可以按照方案提前做好布局。有效利用开采出来的土石料，可以进一步控制成本，同时免去了土石搬运和存储等过程遇到的问题。为了提高水利工程的防洪效果，设计师提前了解不同时间防汛数据，综合目前的水体流量状况，制定最佳的高效节能设计方案。在恰当的位置合理进行水体的引入和灌溉，增强了水体的利用效率，节约成本。

2.2合理进行规划设计，综合考虑区域排水模式

水利水电工程的区域排水模式分为一级排水和二级排水两种排水水系。传统设计上是由一级泵站将水进行调配，然后排向二级排水水道，再由二级排水向其他区域进行排放。为了在排水过程中有效节约能源，在进行科学的区域规划排水模式设计时，需要合理设计二级排水的水位，二级排水水道具备优越的蓄水能力，可以利用地面和水道水位的高度差，使一级排水直接排入二级排水道，这种排水模式虽然大幅度提升了二级排水泵站的负荷，但是大幅度降低了一级排水泵站的数量。这样看来，虽然提升了二级泵站的排水能耗，但总体来说对能耗的使用其实是呈降低趋势，其动力损耗远远低于一级泵站的能源损耗，起到了节能的目的。

2.3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觀的能力。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。

2.4合理选择照明设备

照明设备的节能设计要在满足正常工作的前提下，满足相关的规章制度。不同场地对光源的需求是不同的，为了达到降低电力能源消耗，节约能源的目的，要根据不同场地选择不同光源。在水利水电工程电器节能设计中应当积极选择自然光源作为首选光源，利用自然光引入水利水电工程的照明系统，提升对自然光的使用，来降低其他辅助室内照明设备的使用效率，从而减少对能源的损耗。将自然光源充分的利用，将大量的自然光源与一部分室内光源相结合，在满足项目需要的同时又做到了减少电能损耗。在水利水电工程的照明过程中，对不同的场合要灵活选择不同的照明设备，必须要在遵循现场安全规定的前提下，再合理选择的节能照明设备。

2.5采用就地补偿

水利工程有特殊的地理环境限制，某些水利工程区域有较大的水体流速，所以可以充分利用低转速异步电动机获取电能，但这种方式获得的电量有限，与实际需求的电力要求有明显差距，为了避免对水利工程造成影响，需要向供电部门提出补偿，以配合完成水利工程施工。通常情况下，需要进行补偿的电动机约90%左右，在补偿过程中可以提供稳定的电流，根据不同区域的安全保障规定，采取必要的防爆、防触电连接方式，降低电流冲击产生的风险问题。

2.6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。

2.7主体工程施工节能设计要点

施工团队选择设备时需要注意以下问题：施工地点的施工条件和现场环境是否满足施工要求;施工设备是否可以在现场灵活的搬运，设备安装完毕是否可以灵活、高效、低能耗运转;不能设备之间要合理进行资源分配，降低资源损耗;设备总体运行能力较强，可持续完成连续工作任务。施工团队还需要指派专人完成总进度的监督和管理，同时降低施工期间存在的原料损耗过多问题。某些工人在进行混凝土开挖时，需要按照设计要求严格控制岩块粒度，确保可以使用现有设备完成搬运。

2.8采用节能变压器

变压器水利工程输电变电系统中对能源的损耗占据比较高的一个设备，一般的水利水电工程变压器耗能损耗占总能源的一成左右。减少变压器的能源损耗对降低整个水利水电消耗具有显著影响。在变压器的耗能因素中，明显体现在空载损耗和负载损耗是两个比较方面。空载损耗的主要影响因素是由变压器铁芯材质以及其内部结构决定的，而负载损耗主要影响因素是由线圈材质、导体横截面大小决定的。为了减少空载损耗和负载损耗对能源的损耗，在在水利水电工程的节能设计中，应当积极采用节能变压器。节能变压器具有能源消耗低、质量轻、污染小、抗压效果明显等优良特性，采用更加节能的新材料作为变压器的重要内部原件，大幅度降低了空载情况下对能源的消耗。

结语

总之，在实践研究过程，要重视结合水利工程建设实际，科学的进行设计分析，从而才能不断提高设计效率。希望结合以上阐述，能够提高水利工程节能设计水平。

参考文献

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