節(jié)能技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

魏小蛟

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的穩(wěn)定增長(zhǎng)，國(guó)家基本建設(shè)工作正在有序的進(jìn)行之中，建設(shè)水利工程的意義是為了將水資源進(jìn)行合理配置，例如為農(nóng)田提供水資源的調(diào)配，從而提升農(nóng)作物的產(chǎn)量就是水利工程中的一種。國(guó)家大力倡導(dǎo)節(jié)能工程的推行，旨在于保證資源的充足性。在水利工程設(shè)計(jì)中推行節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用是時(shí)代發(fā)展下的創(chuàng)新成果。本文將對(duì)于節(jié)能技術(shù)在水利工程設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行探析，在水利工程中使用節(jié)能的設(shè)備，從而提升水利工程的設(shè)計(jì)水準(zhǔn)。

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

引言

水利工程是國(guó)家重要的基礎(chǔ)設(shè)施，水利工程主要功能是防洪減災(zāi)、防洪抗旱及供水調(diào)水等，為人們的生活提供強(qiáng)有力的基本保障。近幾年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，水利工程也獲得了更加寬闊的發(fā)展空間，很多節(jié)能技術(shù)，已在水利工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用，不僅有效優(yōu)化了水利工程的基本功能，而且實(shí)現(xiàn)了各種能源的高效利用，有利促進(jìn)了我國(guó)水利工程事業(yè)的健康發(fā)展。

1節(jié)能設(shè)計(jì)在水利工程中的作用

1.1自排能力得到明顯提升

水系布置、水閘結(jié)構(gòu)是影響水利工程自排能力的重要因素，在節(jié)能設(shè)計(jì)融入其中后，設(shè)計(jì)者能將水系周邊環(huán)境充分考慮進(jìn)去，對(duì)水系結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，從而加快水流速度。并綜合經(jīng)濟(jì)因素，對(duì)節(jié)制閘空寬、河道斷面進(jìn)行合理選擇，這樣泵站數(shù)量就會(huì)明顯減少，在汛期到來(lái)時(shí)，節(jié)制閘能在自動(dòng)化系統(tǒng)的控制下，有序完成閘門開啟、關(guān)閉過(guò)程，從而增加河道排量。

1.2結(jié)合水泵站合理布置節(jié)制閘

通常水利工程只需在相應(yīng)位置布置節(jié)制閘即可，讓其進(jìn)行流水自排。只有在汛期水自排不能滿足排澇需求時(shí)，才會(huì)將泵站、節(jié)制閘結(jié)合起來(lái)設(shè)計(jì)，兩者相距合理范圍，泵站內(nèi)相關(guān)裝置在動(dòng)力自動(dòng)驅(qū)使下，強(qiáng)制打開節(jié)制閘排澇。兩者輔助工作，強(qiáng)排時(shí)間變短。

1.3明顯改善生態(tài)環(huán)境

為減少工程設(shè)施過(guò)多占用河道，且將綠化思想融入工程建設(shè)，近年來(lái)河道防汛墻高度不斷加高，并在河道兩邊種植綠植，或者設(shè)計(jì)水上景觀。防汛墻的加高，使得水利工程工作效率提升，綠植設(shè)計(jì)既增加河道蓄水能力，又對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)。

2節(jié)能技術(shù)應(yīng)用于水利工程設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)

2.1強(qiáng)化自排能力

水利工程中的自排能力，往往決定于水閘以及河道的水系安排與結(jié)構(gòu)特征?，F(xiàn)階段，水利工程設(shè)計(jì)單位，對(duì)水利工程節(jié)能技術(shù)的經(jīng)濟(jì)、實(shí)用及安全等方面的性能均進(jìn)行了綜合考慮，在進(jìn)行自排設(shè)施設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)河道斷面及水閘孔寬度作出了合理的選擇，在滿足排澇防洪及調(diào)水等需要的前提下，泵站建設(shè)數(shù)量得到有效控制。

2.2合理布設(shè)綠化帶

在設(shè)計(jì)防汛堤防工程時(shí)，常在優(yōu)化工程結(jié)構(gòu)上做文章，好處是最大限度地降低河道占地面積。近幾年來(lái)，隨著城市綠化的不斷發(fā)展和對(duì)綠色生態(tài)文化建設(shè)的保護(hù)力度逐漸加強(qiáng)，河道綠化帶的合理布設(shè)，不僅起到了綠化和美觀的作用，而且提高了防洪能力，實(shí)現(xiàn)了節(jié)約能源的效果。

2.3電動(dòng)機(jī)與水泵連接方式的合理選擇

通常情況下，電動(dòng)機(jī)與水泵多采取齒連與直連方式，齒連可使電動(dòng)機(jī)效率得到有效提高，但由于齒輪變速的增添會(huì)導(dǎo)致能耗大，并且會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的噪聲;直連將電動(dòng)機(jī)直接與水泵進(jìn)行連接，此法需要電動(dòng)機(jī)與水泵保持一致轉(zhuǎn)速，但不會(huì)導(dǎo)致大量能耗，噪聲較低。根據(jù)設(shè)施運(yùn)行工況，選擇合理的連接方式，能有效降低能源。

3節(jié)能技術(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)措施

3.1優(yōu)選電機(jī)功率

水利工程的動(dòng)力設(shè)備多為電動(dòng)機(jī)，且容量很大，因此，必須對(duì)其技術(shù)及經(jīng)濟(jì)等方面因素進(jìn)行綜合考慮。容量在250kW以下情況下，需要使用高壓電動(dòng)機(jī)。以前電動(dòng)機(jī)采用的電壓多為6kV級(jí)別，因此，水利工程的變壓器往往會(huì)設(shè)置在6一10kV之間。為了能盡可能滿足大中型電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)需要，變壓器容量常比電動(dòng)機(jī)總?cè)萘看蠛芏?。近幾年?lái)，隨著我國(guó)電網(wǎng)容量的改善和發(fā)展，電壓10kV電動(dòng)機(jī)逐漸應(yīng)用于水利行業(yè)，這樣，不僅僅可有效減少供電所耗費(fèi)的人力物力，而且可實(shí)現(xiàn)水利工程簡(jiǎn)化運(yùn)行管理，同時(shí)，降低了變壓器所產(chǎn)生的耗能。

3.2優(yōu)化變壓器配置

通常，泵站都是通過(guò)變壓器實(shí)現(xiàn)用電供給的，然而僅僅通過(guò)總變壓器實(shí)現(xiàn)供電顯然是不合理的，因此在進(jìn)行泵站供電設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)通過(guò)外加臨時(shí)變壓器實(shí)現(xiàn)泵站供電，這樣雖然會(huì)增加少量水利工程資金投人，但降低和避免了大功率電動(dòng)機(jī)在使用時(shí)，對(duì)配置變壓器造成的嚴(yán)重沖擊，使得供電可靠性獲得了顯著提高和保證，除此之外，還可有效節(jié)約能源。

3.3通過(guò)信息手段實(shí)現(xiàn)科學(xué)調(diào)度

水利工程科學(xué)運(yùn)行的前提是合理調(diào)度，如果能結(jié)合天氣及氣候變化及時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程的合理調(diào)度，便可有效實(shí)現(xiàn)水利工程調(diào)水及防洪防澇等能力的顯著提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)排水時(shí)間的有效減少和能源的顯著節(jié)約。然而這一復(fù)雜系統(tǒng)工程，如果僅靠人工進(jìn)行調(diào)節(jié)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，需要通過(guò)對(duì)信息技術(shù)的利用，實(shí)現(xiàn)水資源監(jiān)控及防洪系統(tǒng)監(jiān)理，通過(guò)大數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)獲取信息及集約控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)水利工程的及時(shí)控制和統(tǒng)一調(diào)度，有效實(shí)現(xiàn)水利工程的應(yīng)變能力，能有效優(yōu)化工程運(yùn)行結(jié)構(gòu)，降低經(jīng)營(yíng)成本。

3.4科學(xué)配置泵站用電參數(shù)

第一，提高泵站的工作效率。泵站在實(shí)際運(yùn)行期間水流需要從進(jìn)水口流到出水口。此時(shí)可對(duì)閘門、通道等尺寸進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，確保水流輸送階段不會(huì)出現(xiàn)大量的能源損耗。比如可采用肘型流道或豎井貫流式流道的方式，降低流道中的水流損耗。第二，調(diào)整泵站中水泵裝置與電動(dòng)機(jī)之間的連接模式。常見的連接模式包括直連式與齒連式。齒連式具有高效率、大功率等優(yōu)勢(shì)，且易于操作，將其應(yīng)用于水利工程中能夠提高水泵運(yùn)行質(zhì)量，但它的能耗率卻比直連式連接模式高0.2左右。同時(shí)，它在運(yùn)行時(shí)還會(huì)發(fā)生較大的噪音，導(dǎo)致周邊民眾深受噪音污染的侵害。相比之下，直連式連接模式對(duì)周邊環(huán)境的破壞力較小，進(jìn)而從節(jié)能角度上應(yīng)積極推廣直連式連接模式，保證水泵與電動(dòng)機(jī)處理均衡搭配狀態(tài)，促使水泵在科學(xué)的參數(shù)配置下能夠?qū)崿F(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)而降低電能損耗。第三，在水利工程設(shè)計(jì)中可利用精準(zhǔn)計(jì)算孔寬、斷面等參數(shù)保證水泵處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而在自排功能下實(shí)現(xiàn)有效調(diào)水抗?jié)车哪康摹５谒?，在水利工程泵站建設(shè)時(shí)也應(yīng)融入節(jié)能理念，可在泵站下方加設(shè)水閘，由此在排水操作中能夠縮短排水時(shí)間，進(jìn)而減小電能損耗。

3.5采用節(jié)能型的用電設(shè)備進(jìn)行工作

節(jié)能技術(shù)在水利工程中的具體應(yīng)用技術(shù)體現(xiàn)在很多方面，使用節(jié)能型的用電設(shè)備就是其中的一種節(jié)能方式。并且可以體現(xiàn)出較強(qiáng)的節(jié)能特點(diǎn)。節(jié)約能源的用量。在推動(dòng)節(jié)能技術(shù)廣泛應(yīng)用的時(shí)候，應(yīng)該將節(jié)能型的用電設(shè)備進(jìn)行普及設(shè)計(jì)，在能用到的部位全部采用節(jié)能型的。與此同時(shí)，水利工程中的泵站是主要能量輸出的地方，我們應(yīng)該對(duì)其系統(tǒng)在進(jìn)行科學(xué)調(diào)配，使各組件運(yùn)轉(zhuǎn)的最佳方式是最為理想的節(jié)能狀態(tài)。使水利工程的各泵站運(yùn)轉(zhuǎn)是在節(jié)能施工的基礎(chǔ)上，從而為人民更好的提供水資源的配置服務(wù)。

結(jié)束語(yǔ)

隨著科技的進(jìn)步，無(wú)人機(jī)航攝裝備水平也不斷地提高，在飛行時(shí)間、荷載量、飛行姿態(tài)穩(wěn)定性等方面都將逐步得到提升，同時(shí)后處理軟件針對(duì)無(wú)人機(jī)影像在算法和工藝流程上必將有較大進(jìn)步，無(wú)人機(jī)遙感的劣勢(shì)將逐漸減弱，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)進(jìn)一步拓展，從而滿足各類小面積工程測(cè)繪的需求。

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