試析水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

王馮材

摘 要：近年來(lái)，水利工程在我國(guó)得到了很大的發(fā)展，水利工程是綜合性較強(qiáng)的項(xiàng)目，雖然給人們生活帶來(lái)了方便，但是對(duì)自然環(huán)境的損害也不容忽視。因此，綜合考慮生態(tài)因素，在水利工程建設(shè)中重視水利工程的節(jié)能應(yīng)用是非常有必要的。隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水資源緊缺問(wèn)題變得越來(lái)越明顯，水利工程的節(jié)能設(shè)計(jì)受到了高度重視，依靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)降低水資源的能耗是非常關(guān)鍵的。

關(guān)鍵詞：水利工程設(shè)計(jì)；節(jié)能技術(shù)；應(yīng)用

1 引言

在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的前提下，人們對(duì)周圍環(huán)境造成了巨大的破壞，因此，在進(jìn)行水利工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要采用節(jié)能設(shè)計(jì)技術(shù)，避免在水利工程建設(shè)對(duì)周圍的自然環(huán)境造成破壞。但是在實(shí)際水利工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，受到多方面因素的影響，導(dǎo)致水利工程及鞥呢設(shè)計(jì)存在問(wèn)題，無(wú)法為當(dāng)?shù)厮こ探ㄔO(shè)提供重要的參考依據(jù)。因此，本文就針對(duì)水利設(shè)計(jì)工程中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用展開論述。

2 關(guān)于節(jié)能設(shè)計(jì)的編制依據(jù)

2.1 有關(guān)法律、法規(guī)

現(xiàn)有的水利工程節(jié)能指標(biāo)法律有《中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法》、《中國(guó)節(jié)能技術(shù)政策大綱》等。在其內(nèi)容中詳細(xì)標(biāo)注開展水利工程設(shè)計(jì)應(yīng)考慮節(jié)能環(huán)保，并對(duì)具體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行界定，隨著法律制度的完善，節(jié)能問(wèn)題得到了國(guó)家管理部門的高度重視。具體管理制度如下：2007年修訂的有關(guān)于節(jié)能法律中，將資源節(jié)約放在首要位置，并以此作為發(fā)展理念。節(jié)能需要在設(shè)計(jì)方案中做出創(chuàng)新，大量引用先進(jìn)技術(shù)，在管理制度中明確規(guī)定了獎(jiǎng)罰方案。已經(jīng)投入使用中的水利工程節(jié)能指標(biāo)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，也要進(jìn)行改進(jìn)處理，并根據(jù)工程不同使用方向?qū)υO(shè)計(jì)方案做出制約。耗能指標(biāo)在計(jì)算時(shí)會(huì)考慮工程實(shí)際規(guī)模以及使用頻率，發(fā)電用途會(huì)涉及到煤炭消耗，此時(shí)應(yīng)將設(shè)計(jì)重點(diǎn)放在提高有效利用率方面。管理部門會(huì)將文件下發(fā)至建設(shè)單位，并在竣工階段進(jìn)行驗(yàn)收，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的工程才可投入使用。制度的嚴(yán)謹(jǐn)性使消耗量與排放量得到控制。

2.2 工程設(shè)計(jì)方案

設(shè)計(jì)方案是工程建設(shè)的重要依據(jù)，探討時(shí)要結(jié)合場(chǎng)地情況來(lái)進(jìn)行，同時(shí)也要借鑒其他項(xiàng)目設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。在方案中要體現(xiàn)出全面性，分別考慮建設(shè)節(jié)能與使用節(jié)能，還要加入后期維護(hù)造成的損耗。施工階段會(huì)使用到電能與燃油，具體消耗量與設(shè)計(jì)方案相關(guān)，對(duì)其進(jìn)行控制可降低建設(shè)成本，使用階段更節(jié)能環(huán)保。

3 水利工程設(shè)計(jì)中節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用

3.1 優(yōu)化水利工程選址設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)修建水庫(kù)方案時(shí)，選址是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，要充分的考慮庫(kù)址、壩址及建成后是否需要移民等各種因素。因此，在不考慮地質(zhì)因素的情況下，不要忽視以下3點(diǎn)：在水利工程區(qū)域內(nèi)一定要有可供儲(chǔ)水的盆地或洼地，用來(lái)儲(chǔ)水。這種地形的等高線呈口袋型，水容量比較大。選擇在峽谷較窄處興建大壩，不但能夠確保大壩的安全，還能夠有效減少工程量，節(jié)省建設(shè)投資。水庫(kù)應(yīng)建在地勢(shì)較高的位置，減少閘門的應(yīng)用，提升排水系統(tǒng)修建的效率。此外，生態(tài)水利工程在建址時(shí)，不要忽視對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響，盡量減少建設(shè)以后運(yùn)行時(shí)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成的不利影響。

3.2 合理的布設(shè)泵閘

僅僅是憑借著水利工程的自排能力是不可能滿足水利工程的防洪排澇以及調(diào)水需求的，而要想達(dá)到這一效果，就需要設(shè)置和水利工程自排能力相符合的泵站。在進(jìn)行泵站的設(shè)計(jì)時(shí)，一般會(huì)把泵和閘結(jié)合起來(lái)進(jìn)行合理的布設(shè)，就是說(shuō)在泵站的下方或泵站周邊設(shè)置和它相符合的水閘，需要注意的是，一定要以水閘的自排作用為核心。此外，倘若出現(xiàn)惡劣天氣和較大的水位差，就要馬上采用強(qiáng)排措施，因?yàn)檫@樣做不僅可以在很大程度上縮短排水時(shí)間，還可以避免不必要的浪費(fèi)。

3.3 使用綠化景觀來(lái)增強(qiáng)河道的蓄洪能力，合理規(guī)劃區(qū)域排水模式

為了減少占地面積，在水利工程防汛墻的設(shè)計(jì)中，可以采用直立式結(jié)構(gòu)形式。在兩側(cè)布置一定寬度的綠化帶，使現(xiàn)代河道的修建不但能夠提高河道的蓄洪能力，還能滿足對(duì)生態(tài)景觀的要求。在設(shè)計(jì)區(qū)域排水系統(tǒng)時(shí)，可將整個(gè)區(qū)域分成若干區(qū)域，采取有效的措施，將每個(gè)區(qū)域排出的水集中到一級(jí)泵站，再排到二級(jí)排水河道里，最后將水排到區(qū)域外，達(dá)到節(jié)能的效果。

3.4 機(jī)電及金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)節(jié)能措施

水利工程中的水泵機(jī)組以及各類閘門啟閉設(shè)備的電能消耗是工程運(yùn)行期間的主要能源消耗。根據(jù)節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃的要求，新增主要耗能設(shè)備能源效率將達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平，在各類設(shè)備選型設(shè)計(jì)中，應(yīng)按照有關(guān)政策要求，選擇運(yùn)行效率高、節(jié)能效果好的設(shè)備；同時(shí)，對(duì)于運(yùn)行工況變化較大的泵站，應(yīng)配備必要的調(diào)節(jié)和控制設(shè)備，以保證運(yùn)行期間水泵機(jī)組能在高效區(qū)運(yùn)行。

3.5 實(shí)行就地補(bǔ)償技術(shù)，合理的進(jìn)行調(diào)度

受地理環(huán)境的因素，一般選擇低揚(yáng)程、大流量的水泵，電動(dòng)機(jī)功率比較低，要將功率因素提高可以采用無(wú)功功率的補(bǔ)償。因此，在泵站設(shè)計(jì)時(shí)可以采用就地補(bǔ)償技術(shù)，將多個(gè)電動(dòng)機(jī)并聯(lián)補(bǔ)償電容柜。滿足科學(xué)調(diào)度的需求，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化運(yùn)行結(jié)構(gòu)的需求。

3.6 工程運(yùn)行節(jié)能管理

在優(yōu)化水利工程的節(jié)能設(shè)計(jì)中，若想實(shí)現(xiàn)節(jié)能的高效率實(shí)施，就要嚴(yán)格要求工程中的運(yùn)行管理。監(jiān)督工作人員進(jìn)行科學(xué)的調(diào)度安排，根據(jù)水利工程的工作內(nèi)容、運(yùn)行方式、天氣變化和設(shè)備的使用性能等，合理化進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的調(diào)用，盡量減少水泵機(jī)組的開關(guān)機(jī)次數(shù)，避免瞬間耗電量過(guò)大造成的能量損失。并根據(jù)水庫(kù)中水流的速度進(jìn)行運(yùn)行機(jī)組的使用，控制水泵機(jī)組在高效區(qū)運(yùn)行，根據(jù)天氣與水文數(shù)據(jù)信息合理安排運(yùn)行時(shí)間，減少水利工程中水量和電量的消耗。

3.7 建筑物設(shè)計(jì)節(jié)能

我國(guó)建筑物節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)體系正在逐漸完善，在水電站廠房、泵站廠房等應(yīng)用建筑物設(shè)計(jì)節(jié)能技術(shù)。在工程建設(shè)中可以采用高效保溫材料復(fù)合的外墻，結(jié)合實(shí)際情況，采用各類新型屋面節(jié)能技術(shù)，有效控制窗墻面積比。研究采用集中供熱技術(shù)、太陽(yáng)能技術(shù)的合理性和可行性，減少能源消耗。水電站廠房可以利用自然通風(fēng)技術(shù)，減少采通風(fēng)方面的能源消耗。

4 關(guān)于項(xiàng)目節(jié)能效果的分析

項(xiàng)目節(jié)能效果的分析首先要確定項(xiàng)目的能耗指標(biāo)。從國(guó)家有關(guān)政策和規(guī)劃指標(biāo)來(lái)看，通常都采用單位GDP所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤數(shù)量進(jìn)行衡量。對(duì)于水利工程來(lái)說(shuō)，能源消耗的目的是向不同用水戶供水，從而產(chǎn)生供水工程的供水效益以及財(cái)務(wù)收入。因此，項(xiàng)目的節(jié)能效果分析一般可采用以下方法進(jìn)行。a.確定工程的能源消耗總量。由于水利工程施工期間的能源消耗一般都是短時(shí)期的，其能源消耗主要是在運(yùn)行期間，因此，工程的能源消耗總量可以只考慮運(yùn)行期間的年能耗總量。折合為標(biāo)準(zhǔn)煤消耗總量（單位為t）。b.分析計(jì)算工程的經(jīng)濟(jì)效益及財(cái)務(wù)收入。分析計(jì)算方法可采用建設(shè)項(xiàng)目國(guó)民經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)中的經(jīng)濟(jì)效益及財(cái)務(wù)效益計(jì)算方法進(jìn)行（計(jì)算結(jié)果單位為萬(wàn)元）。c.計(jì)算能耗指標(biāo)。根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，分別計(jì)算單位經(jīng)濟(jì)效益和單位財(cái)務(wù)收入的能源消耗指標(biāo)（單位為t/萬(wàn)元）。

5 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前人們?cè)絹?lái)越重視對(duì)環(huán)境的保護(hù)，生態(tài)理念逐漸融入到各行各業(yè)中去。在水利工程建設(shè)中節(jié)能設(shè)計(jì)是一個(gè)全新的論題，隨著節(jié)能技術(shù)的快速發(fā)展，受到了越來(lái)越廣泛的重視。這就需要在節(jié)能設(shè)計(jì)中，結(jié)合水利工程的實(shí)際情況與特征，嚴(yán)格按照國(guó)家技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持完成水利工程的設(shè)計(jì)評(píng)估，有針對(duì)性地確定工程的節(jié)能措施。加大水利工程環(huán)節(jié)的節(jié)能控制，合理分析工程的節(jié)能效果，以水利工程設(shè)計(jì)更加科學(xué)化為前提，完善水利工程設(shè)計(jì)內(nèi)容。

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