节能技术在水利工程设计中的应用

魏小蛟

摘要：随着我国经济建设的稳定增长，国家基本建设工作正在有序的进行之中，建设水利工程的意义是为了将水资源进行合理配置，例如为农田提供水资源的调配，从而提升农作物的产量就是水利工程中的一种。国家大力倡导节能工程的推行，旨在于保证资源的充足性。在水利工程设计中推行节能技术的应用是时代发展下的创新成果。本文将对于节能技术在水利工程设计中的具体应用进行探析，在水利工程中使用节能的设备，从而提升水利工程的设计水准。

关键词：节能技术;水利工程;工程设计;技术应用

引言

水利工程是国家重要的基础设施，水利工程主要功能是防洪减灾、防洪抗旱及供水调水等，为人们的生活提供强有力的基本保障。近几年来，随着社会经济水平的不断提高，水利工程也获得了更加宽阔的发展空间，很多节能技术，已在水利工程建设中得到了广泛应用，不仅有效优化了水利工程的基本功能，而且实现了各种能源的高效利用，有利促进了我国水利工程事业的健康发展。

1节能设计在水利工程中的作用

1.1自排能力得到明显提升

水系布置、水闸结构是影响水利工程自排能力的重要因素，在节能设计融入其中后，设计者能将水系周边环境充分考虑进去，对水系结构进行优化，从而加快水流速度。并综合经济因素，对节制闸空宽、河道断面进行合理选择，这样泵站数量就会明显减少，在汛期到来时，节制闸能在自动化系统的控制下，有序完成闸门开启、关闭过程，从而增加河道排量。

1.2结合水泵站合理布置节制闸

通常水利工程只需在相应位置布置节制闸即可，让其进行流水自排。只有在汛期水自排不能满足排涝需求时，才会将泵站、节制闸结合起来设计，两者相距合理范围，泵站内相关装置在动力自动驱使下，强制打开节制闸排涝。两者辅助工作，强排时间变短。

1.3明显改善生态环境

为减少工程设施过多占用河道，且将绿化思想融入工程建设，近年来河道防汛墙高度不断加高，并在河道两边种植绿植，或者设计水上景观。防汛墙的加高，使得水利工程工作效率提升，绿植设计既增加河道蓄水能力，又对生态环境进行修复。

2节能技术应用于水利工程设计的优势

2.1强化自排能力

水利工程中的自排能力，往往决定于水闸以及河道的水系安排与结构特征。现阶段，水利工程设计单位，对水利工程节能技术的经济、实用及安全等方面的性能均进行了综合考虑，在进行自排设施设计时，对河道断面及水闸孔宽度作出了合理的选择，在满足排涝防洪及调水等需要的前提下，泵站建设数量得到有效控制。

2.2合理布设绿化带

在设计防汛堤防工程时，常在优化工程结构上做文章，好处是最大限度地降低河道占地面积。近几年来，随着城市绿化的不断发展和对绿色生态文化建设的保护力度逐渐加强，河道绿化带的合理布设，不仅起到了绿化和美观的作用，而且提高了防洪能力，实现了节约能源的效果。

2.3电动机与水泵连接方式的合理选择

通常情况下，电动机与水泵多采取齿连与直连方式，齿连可使电动机效率得到有效提高，但由于齿轮变速的增添会导致能耗大，并且会产生较为严重的噪声;直连将电动机直接与水泵进行连接，此法需要电动机与水泵保持一致转速，但不会导致大量能耗，噪声较低。根据设施运行工况，选择合理的连接方式，能有效降低能源。

3节能技术优化设计措施

3.1优选电机功率

水利工程的动力设备多为电动机，且容量很大，因此，必须对其技术及经济等方面因素进行综合考虑。容量在250kW以下情况下，需要使用高压电动机。以前电动机采用的电压多为6kV级别，因此，水利工程的变压器往往会设置在6一10kV之间。为了能尽可能满足大中型电动机启动需要，变压器容量常比电动机总容量大很多。近几年来，随着我国电网容量的改善和发展，电压10kV电动机逐渐应用于水利行业，这样，不仅仅可有效减少供电所耗费的人力物力，而且可实现水利工程简化运行管理，同时，降低了变压器所产生的耗能。

3.2优化变压器配置

通常，泵站都是通过变压器实现用电供给的，然而仅仅通过总变压器实现供电显然是不合理的，因此在进行泵站供电设计时，会通过外加临时变压器实现泵站供电，这样虽然会增加少量水利工程资金投人，但降低和避免了大功率电动机在使用时，对配置变压器造成的严重冲击，使得供电可靠性获得了显著提高和保证，除此之外，还可有效节约能源。

3.3通过信息手段实现科学调度

水利工程科学运行的前提是合理调度，如果能结合天气及气候变化及时实现对水利工程的合理调度，便可有效实现水利工程调水及防洪防涝等能力的显著提高，进而实现排水时间的有效减少和能源的显著节约。然而这一复杂系统工程，如果仅靠人工进行调节是远远不够的，需要通过对信息技术的利用，实现水资源监控及防洪系统监理，通过大数据、计算机网络获取信息及集约控制，实现对水利工程的及时控制和统一调度，有效实现水利工程的应变能力，能有效优化工程运行结构，降低经营成本。

3.4科学配置泵站用电参数

第一，提高泵站的工作效率。泵站在实际运行期间水流需要从进水口流到出水口。此时可对闸门、通道等尺寸进行合理设计，确保水流输送阶段不会出现大量的能源损耗。比如可采用肘型流道或竖井贯流式流道的方式，降低流道中的水流损耗。第二，调整泵站中水泵装置与电动机之间的连接模式。常见的连接模式包括直连式与齿连式。齿连式具有高效率、大功率等优势，且易于操作，将其应用于水利工程中能够提高水泵运行质量，但它的能耗率却比直连式连接模式高0.2左右。同时，它在运行时还会发生较大的噪音，导致周边民众深受噪音污染的侵害。相比之下，直连式连接模式对周边环境的破坏力较小，进而从节能角度上应积极推广直连式连接模式，保证水泵与电动机处理均衡搭配状态，促使水泵在科学的参数配置下能够实现高效运转，进而降低电能损耗。第三，在水利工程设计中可利用精准计算孔宽、断面等参数保证水泵处于最佳运行状态，进而在自排功能下实现有效调水抗涝的目的。第四，在水利工程泵站建设时也应融入节能理念，可在泵站下方加设水闸，由此在排水操作中能够缩短排水时间，进而减小电能损耗。

3.5采用节能型的用电设备进行工作

节能技术在水利工程中的具体应用技术体现在很多方面，使用节能型的用电设备就是其中的一种节能方式。并且可以體现出较强的节能特点。节约能源的用量。在推动节能技术广泛应用的时候，应该将节能型的用电设备进行普及设计，在能用到的部位全部采用节能型的。与此同时，水利工程中的泵站是主要能量输出的地方，我们应该对其系统在进行科学调配，使各组件运转的最佳方式是最为理想的节能状态。使水利工程的各泵站运转是在节能施工的基础上，从而为人民更好的提供水资源的配置服务。

结束语

随着科技的进步，无人机航摄装备水平也不断地提高，在飞行时间、荷载量、飞行姿态稳定性等方面都将逐步得到提升，同时后处理软件针对无人机影像在算法和工艺流程上必将有较大进步，无人机遥感的劣势将逐渐减弱，其应用领域将会进一步拓展，从而满足各类小面积工程测绘的需求。

参考文献

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