水利工程設計中節(jié)能技術的應用

明開宇

（黑龍江省齊齊哈爾市嫩江巡查管護總站，黑龍江 齊齊哈爾161000）

在有效的開展水利工程設計研究過程，應該結合具體工程實際，有針對性的開展實踐研究，從而才能進一步提高水利工程設計水平。在設計過程應該重視引入節(jié)能技術方案，要重視開展節(jié)能設計研究，以此才能保證水利工程建設效率。通過實踐研究，本文總結了具體的節(jié)能設計對策。

1 水利工程節(jié)能設計的意義

依據(jù)水利工程的實際情況來看，是幫助人民群眾生產(chǎn)生活的重要工程，其對自然河流的影響主要集中在兩個方面：首先，對自然河流的渠道化，水利工程會將原版的河流走向，改造成為直線型的人工河流。其次，河流會因水利工程的影響變得非連續(xù)化，針對水利工程的使用具象情況來看，會將原有流動的河流變?yōu)殪o止態(tài)的人工湖，使得流水的邊界、水深和流速等都會造成不同程度上的影響。不可否認，水利工程的出現(xiàn)，極大程度上滿足了人民群眾的生產(chǎn)作業(yè)需求，但對原有的自然界體系和循環(huán)造成了負面影響。目前來看，部分無節(jié)能技術使用的水利工程，不可避免地引發(fā)了河流退化，嚴重影響了周邊的自然體系。因此，現(xiàn)代化的水利工程實施過程中，不僅要注重經(jīng)濟效益，更要將節(jié)能環(huán)保、可持續(xù)化發(fā)展擺在重要位置。

2 水利工程設計中節(jié)能技術的應用策略

2.1 水利工程規(guī)劃與工程總布置節(jié)能設計要點

2.1.1 工程規(guī)劃設計要點

在當下水利工程設計階段，就需要切實以節(jié)能減耗的角度所出發(fā)，使得工程方案更為具象和系統(tǒng)化。在如今施工作業(yè)的時候，要盡量選擇降低用電、用油的總量，優(yōu)化土石方的開挖量與回填量，達到土石挖填平衡的目的。要選擇合適的開采場地，減少土石方無意義的運輸，節(jié)省時間并減少汽車尾氣等排放，要盡量滿足國家防洪的需求下，進一步地綜合加強水能的利用，力求以最小的經(jīng)濟成本換取最大的經(jīng)濟效益。在用水路線的設計上，要盡量甄別地水頭損失的線路，使得引水方式得到最佳的優(yōu)化。

2.1.2 工程總布置節(jié)能設計要點

針對水利工程的樞紐設置，需要利用好當下建筑環(huán)境的地形，達到建筑物緊密相連，與居民生活區(qū)有一定的距離。在軸線的設計上需要出具多個具體的方案進行比對，找出其中原材料使用最少的內容，減少混凝土為代表的原材料使用，充分考慮水頭損失以及管道損失等問題，合理選擇最優(yōu)方案。要利用好包括斜坡等路線的布置，使得整個環(huán)境的優(yōu)勢被發(fā)揮，要避免高挖空、高填地段的手法，要盡量形成原有的地形差，達到水源自流的目的，達到水源、能量的高效率利用目的。

2.2 水利工程建筑節(jié)能設計要點分析

從水利工程的構成來看，會根據(jù)工程要點進行大壩選擇，從而選擇最優(yōu)的布置方案，減少能源及材料的消耗，達到節(jié)能減排的要求。在壩型選擇上，要盡量靠向節(jié)能型，同樣造價上選擇節(jié)能效果較好的款型。為了更好落實節(jié)能技術的使用，在當下水利工程的壩型選擇上，就需要充分以如下幾個要點進行選擇與對比，包括材料、施工方法、條件、造價等，使得混凝土結構的抗壓強度達到最佳水平，減少壩體本身的厚度，即可達到混凝土用量減少的目的。要選擇較高的取水高程，使得水源能夠在重力作用下，自上而下地流下，達到良好的斷面比較形式，減少出現(xiàn)水頭損失以及工程量。

2.2.1 岸坡防護生態(tài)結構

在水利工程的節(jié)能施工下，岸坡防護生態(tài)結構是一類在水陸交接區(qū)域的建筑物，在地理位置的制約下，會的水利工程及周邊的生態(tài)系統(tǒng)起到關鍵的維護作用。結合以往的經(jīng)驗來看，會有大量的水生、陸生生物在水利工程周邊繁衍，而為了更好達到節(jié)能建筑的措施，就必須充分依托岸坡防護生態(tài)結構達到共生關系。需要注意的是，針對岸坡防護生態(tài)結構除了需要保障工程安全以外，更需要有容納不同景觀的能力。節(jié)能設計中還需要明確如下幾個要點：并非所有的區(qū)域都需要結構予以保護，僅對其重點區(qū)域做好防護即可。例如，在填土作業(yè)完成后的岸坡工作。針對工作人員在防護控制線的設計上，需要保證兩岸的走勢互相一致，以求降低對河道的占用。

2.2.2 堤壩建筑技術設計

堤壩是水利工程中不可或缺的重要一環(huán)，在節(jié)能技術的使用過程中壩體也是重要的關鍵環(huán)節(jié)，在材料選擇、技術方法以及政府監(jiān)測上有著眾多的限制，在堤壩的建筑上，傳統(tǒng)意義上沒有有關于節(jié)能設計的內容，為了確保水利工程總體上的設計水平，就需要加強協(xié)調關系的建設。首先，壩體設計中就需要引入專門的建筑概念，做好專門的技術分析。目前最為常見的問題即為壩體修建過程中會造成泥沙堆積，使得河流的走勢出現(xiàn)嚴重影響，牽連到農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)以及生態(tài)動物。因此，在節(jié)能設計上，要預先考慮到泥沙的轉運處理，將其延伸到項目之前進行，將問題的“事后調整”轉移至“事前規(guī)劃”。

2.3 水利工程供電節(jié)能設計

2.3.1 采用就地補償

目前絕大多數(shù)的水利工程尤其是農(nóng)村進行的小型水利工程，由于地理條件的限制，其水泵的電機使用大多小功率的設備，而會與供電公司存在切實差距，對此加強功率補償尤為關鍵，其常見措施是集中補償。水利工程中需要進行功率補償?shù)碾妱訖C占90%以上，負荷也比較固定，設計中主要采用就地補償技術，電動機就地并聯(lián)補償電容柜，選用防爆型電容器，并串聯(lián)電抗器以限制電流沖擊。

2.3.2 合理配置變壓器

由于水利工程中的電動機用電量相對較大，因此需要配置專門的降壓變壓器。其排水泵只在緊急條件下驅動，盡管其使用頻率不高，但水利工程的每天供電環(huán)節(jié)缺失不可缺少的重要環(huán)節(jié)。部分時候需要配備專門的變壓器設置，盡管工程投資要求提升，但在節(jié)能效果上相對較好，能源節(jié)約的效果也較為明顯。

2.4 施工節(jié)能設計要點分析

2.4.1 主體工程施工節(jié)能設計要點

施工設備選擇宜遵守下列原則：適應工程所在地的施工條件，符合設計要求；設備性能機動、靈活、高效、能耗低；設備配套選擇應有利于設備的調動，減少資源浪費；設備通用性強，能在工程項目中持續(xù)使用。應結合施工總布置及施工總進度做好整個工程的土石方平衡，以減少棄渣二次倒運。在進行混凝土的人工骨料選擇上，則需要充分建設在巖塊粒度的設計，明確要易于運輸、便于破碎的特點。同時，要考慮運輸設備的使用，盡可能選擇低碳、環(huán)保的設備，以求達到料場平衡、節(jié)能減排的綠色施工目的。

2.4.2 施工交通節(jié)能設計

針對水利工程這樣規(guī)模較大的工程來說，其施工交通也會耗費較大量的能源，而節(jié)能建筑設計中也需要將施工交通的環(huán)節(jié)考慮其中。針對對外的交通運輸，需要充分以場內交通進行銜接和聯(lián)動，在運輸距離的把控上要盡量短，并減少無意義的中轉環(huán)節(jié)。在條件允許的情況下，可使用更為節(jié)能的水運路線。在場內交通則需要以公路運輸?shù)姆绞綖橹?，重車下坡、輕車上坡是最為主要的原則。要做好對道路的養(yǎng)護工作，減少安全隱患的同時，達到節(jié)能目的。

總之，通過在水利工程設計過程中引入節(jié)能設計理念，利于全面提高水利工程建設質量，能夠為水利工程建設工作開展奠定良好基礎。作為相關設計人員，更應該全面掌握節(jié)能設計策略，從而才能不斷提高水利工程設計水平。