肖鵬

摘要：水利工程建設作為一項關乎國計民生的重要工程，在現(xiàn)代水利工程建設過程中，需要運用節(jié)能設計理念，通過節(jié)能設計來確保水利工程運行的經濟性，確保其實現(xiàn)最大化的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：水利工程；節(jié)能設計；選址；功能節(jié)能；電氣節(jié)能

近年來我國水利工程建設項目增多，在水利工程建設過程中，水利工程設計是最為重要的階段，其設計質量直接關系到水利工程建設的效果及在具體應用時效益的發(fā)揮。因此在當前水利工程設計工作中，需要與節(jié)約型社會的構建目標相符，運用節(jié)能設計理念，基于社會發(fā)展的新需求，應用節(jié)能設計方法，確保水利工程能夠發(fā)揮出最大化的經濟效益和社會效益。

1選址設計優(yōu)化

在水利工程修建時，具體設計過程中需要對庫址進行綜合考慮，在不考慮地質條件的基礎上，需要確保區(qū)域內具備能夠儲水的盆地或是洼地，即地形的等高線呈口袋型，腹地較為寬闊，庫容量較大。在等高線近于閉合地段或是峽谷最窄處設置大壩，這樣可以有效的減少工程量，實現(xiàn)投資的節(jié)約，保證大壩的安全。另外，水利工程地勢要保證處于最高處，這樣可以減少閘門的應用，便于修建工程排水系統(tǒng)。

2水利工程功能的節(jié)能

2.1 最大限度提高水利工程的自排能力

通過科學布置水系，充分的利用水閘和河道的結構特征來提高水利工程的自排能力。在具體防洪排澇體系結建設過程中，通過優(yōu)化布置水系，確保選擇適宜的水閘孔寬和河道斷面，這樣可以少建泵站，可以利用閘前后的水位差來啟閉閘門，利用水利工程自排能力來實現(xiàn)排澇和調水。

2.2 泵閘結合的布置

水利工程單純依靠自排骨無法滿足排澇要求時，則需要修建泵站，在具體設計通常會通過布置具體的泵閘相結合，水閘通常會設置在泵站附近或是泵站下部修建口，水閘以自排為主，在水位差較大及災害天氣下才進行強排，這樣可以有效的降低強排時間，實現(xiàn)能源的節(jié)約。

2.3 合理規(guī)劃，綜合考慮區(qū)域排水模式

在具體進行區(qū)域排水水系設計時，可以將排水系統(tǒng)分為一級排水和二級排水。即可以將區(qū)域進行劃分，通過將每一塊排出的水集中到一級泵站，對一級泵站的水泵進行啟動，將水排至二級排水河道內，再由河道內的出口泵閘將水排出。在設計排水系統(tǒng)時，需要對水系布置進行優(yōu)化，并合理選擇二級排水水位，充分的利用地面和河道水位的高差，這樣一級排水能夠就近排入到二級排水河道中，這樣可以減少一級排水泵站，雖然二級排水泵站動力和運行時間增加，但其消耗的動力遠小于一級排水泵站的動力消耗，因此達到較好的節(jié)能效果。

2.4 利用景觀綠化和人工水面，增加河道蓄洪能力

以往在設計水利工程中的防汛墻時，為了減少占地面積，一般都采用直立式結構所示。隨著時代的進步，人們對環(huán)境的要求越來越高，河道的修建和改造，都要求在河道的兩側布置一定寬度的綠化帶。這樣布置既增加了河道的蓄洪能力，減少強排時間，又滿足了生態(tài)景觀的要求，據初步計算這種布置方式約可減少能源消耗16%。

2.5 應用信息技術，進行合理科學地調度

在當前大量的水利工程中，通過運用住處技術可以根據氣象和地理條件來對水系內的水利工程進行有效調度，全面提高防汛能力和調水能力，達到節(jié)能的目的。在當前水利工程信息化調度控制中樞，通過建立防汛和水資源管理實時監(jiān)控系統(tǒng)，運用集散控制和網絡技術可以實時控制和統(tǒng)一調度全部水利設施，實現(xiàn)運行結構的優(yōu)化，降低運行成本。

3 電氣節(jié)能技術

3.1供電方案的節(jié)能

在供電方案節(jié)能設計時，宜優(yōu)先選用 10kV 主水泵電動機直接聯(lián)網運行的供電方案。通常情況下水利泵站的主水泵電動機容量都比較大，從經濟和技術綜合考慮，容量大于250kW 電動機應選用高壓電動機。為滿足大型電動機啟動時的壓降的要求，降壓變壓器的容量都大于電動機的容量之和。由于 10kV 電動機直接聯(lián)網運行時，電機啟動對電力系統(tǒng)的沖擊比較大，供電部門對 10kV 電動機直接聯(lián)網運行持非常慎重的態(tài)度。在取得了供電部門的支持后，在泵站設計中，對 350kW～630kW 電動機，優(yōu)先選用 10kV 電動機直接聯(lián)網運行的供電方案，既節(jié)約了供電貼費、降壓變壓器、高壓配電設備等大量工程費用，又簡化了運行管理，避免了降壓變壓器的能源損耗。

3.2采用就地補償新技術

由于受制于地理環(huán)境的影響，通常情況下都會選擇低揚程和大流量的水泵，并采用低轉速大型異步電動機與其配套，但這種電動機功率因素不高，按供電公司要求需要進行無功功率補償，以此來提高功率因數。一般情況下會采用集中補償，在高壓側補償則采有人工投切的方法。由于泵站中大部分水泵電動機都需要進行無功補償，因此設計泵站時宜采用就地補償新技術，可以對每臺電動機就地并聯(lián)一臺就地補償電容柜，選擇防爆型電容器，串聯(lián)一組電抗器，這樣可以對合閘時的電流沖擊起到一定的限制作用。

3.3選擇電壓等級

電壓等級的合理配置同樣能夠起到較好的節(jié)能效果，一方面是處理好高壓和低壓配電的電壓等級選擇，另一方面就是在進行供電電壓的確定時，需要綜合性的考慮多方面的影響因素來進行，包括用電設備的性質、設計的前景規(guī)劃、電網的發(fā)展計劃以及供電回路的數量等。

3.4供配電系統(tǒng)的設計

一是盡可能的減少配電的級別，這樣能夠有效的提高供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性；二是要要結合實際的用電狀況來對供配電的狀況進行確定，盡可能的保證變壓器處于負荷的中心位置，這樣就能夠最大程度的降低供電半徑，從而實現(xiàn)電力節(jié)能，提高供電的質量。

3.5提高自然功率因數

自然功率因數就是在沒有配備無功補償裝置的供配電系統(tǒng)中有功功率與無功功率的比值。用電設備根據其性質可以分為直流、電感和電容三大類，而在實際的應用中通常這三種性質的電器都會同時存在，這時候系統(tǒng)中就會因為感性和容性電器的存在而產生一部分無功功率，我們所需要做的就是通過系統(tǒng)自身超前的無功引入將其抵消掉。從這樣一種狀況中我們就可以看到，提高功率因數的好處就在于能夠在保證負荷有功功率不發(fā)生任何變化的情況下降低無功功率來實現(xiàn)線損降低的目的。在實際的設計過程中，實現(xiàn)功率因數降低的方式有兩種：一是直接采用功率因數較高的同步電動機，二是采用電容器來實現(xiàn)補償。

3.6照明節(jié)能

通過照明節(jié)能也能夠實現(xiàn)電氣節(jié)能。通常情況下照明節(jié)能設計時采用的方式有兩種，即利用高效光源和利用自然光，因此在擴大構筑物的門窗，建筑物或是構筑物要選擇一個較好的朝向，以此來實現(xiàn)對自然光的充分運用。

4結束語

在水利工程設計中，節(jié)能設計作為一個全新的話題，在實際設計時，需要與水利工程的特點相結合，并嚴格按照國家相關的技術標準和規(guī)范進行設計，積極采取有效的節(jié)能措施，確保達到良好的節(jié)能效果，實現(xiàn)水利工程的經濟、穩(wěn)定運行。

參考文獻：

[1]萬晉軍.節(jié)能技術在水利工程設計中的應用[J].西部探礦工程，2013，（11）.

[2]劉愛軍.關于水利工程節(jié)能設計中幾個問題的探討[J].中國農村水利水電，2010（01）.

[3]鄒禮兵，傅心鐸，殷振東.水利工程設計節(jié)能的應用[J].科技資訊，2012（03）.