天津市水务工程建设管理中心 天津 300204
摘要：水利工程节能设计需要合理选择工程总体布置形式，优化布置方案，结合水利工程的特点，严格根据国家有关技术标准、规范，合理分析工程的节能效果，有针对性的制定工程的节能措施，从而提高水利工程的质量。本文对水利工程功能的节能要点与水利工程节能设计要点进行了探讨分析。
关键词：水利工程；节能设计；要点
1 概述
水利工程施工质量的好坏不仅影响到当地区域内的经济发展，更是直接关系到国家和每个人民生命和财产的安全。改革开放以来，随着我国科技的不断进步和经济的快速发展，人民生活水平的日益提高，对水资源的使用需求也在不断的增加，水利工程企业得到了很好的发展机会。而随着水利工程项目如雨后春笋般的增加，施工企业的工程设计成了一个备受关注和研究的问题。同时，各种新型的、先进的技术逐渐在水利工程的建设中得到广泛应用，节能技术是目前尤为新型、先进的技术，其在水利工程的工程设计中自然得到广泛的应用。
水利工程都关乎国计民生，也是我国工业、农业得以快速发展的重要保证。而建设水利工程最主要的目的就是防灾抗洪，灌溉田地，保障我国人民的基本生活。随着我国经济的发展，水利工程作为国家的基础设施受到了人们的重视，各个地区都建设了很多水利工程。但是，从目前的现状来看，水利工程的建设依然跟不上农村农业发展的步伐。因此，我们需要采取相关的方法来改善这一现状。在现代化社会的发展过程中，我国颁布了一系列的节能环保政策，而为了积极地响应这一政策，水利工程建设引入了各种各样的节能新技术，以推动我国水利事业的快速发展。
2 水利工程节能设计的应用研究
2.1提高自排能
水利工程主要是，在汛期对河道的积水进行排除，以起到防汛的作用，而平时主要是以改善河道水质为目的，进行调水等运作。在水利工程的运作中，通过自排和强排，完成这个目的。自排指的是：通过闸前、闸后的水位差距，进行自流排水，且不依靠任何动力。强排是指：启动水泵，强行将水抽出，以达到排水的目的。可见，强排对能源方面的消耗是比较大的。而水利工程的自排能力，也是防止洪涝灾害的能力，它取决于河道、水闸被设置的结构、以及水系被安排的情况。实践证明，水利工程对防汛抗灾，发挥了巨大的作用，同时也进一步优化了水系的安排。在优化自排能力时，对河道断面、水闸孔宽度等，进行合理选择。这既可以精简泵站的建设经费，从数量上降低了泵站的建设规模，也可在开关闸门时，将闸前、闸后的水位差充分利用起来，从而对调水和防止洪涝方面，充分发挥水利工程自排功能。
2.2利用泵闸结合进行合理布置
当水利工程的自排无法满足排涝的需要而去修建泵站时，应在修建设计中采取泵闸结合的布置，在泵站的周边修建水闸来使其排水，也只是需要在特殊情况如：水位差较大或特大灾害时才进行强排，这样可以大幅降低强排时间，节约能源。
2.3规划考虑区域排水模式
在设计区域排水系统时，一般将其分成为一级排水和二级排水。首先将整个区域分成若干区域，然后每个区域排出的水再集中到一级泵站，然后通过一级泵站将水排到二级排水河道里，再利用二级排水河道里的出口泵闸将水排到区域外。在排水系统布置的过程中，合理选择二级排水水位，要利用地面和河道水位的落差，使一级排水就近直接排入二级排水河道，就可以减少一级排水泵站，虽然这种排水模式会增加二级排水泵站运行时间，但是二级排水的河道有蓄水功能，而其增加的动力远小于区域内一级排水泵站动力总和，所以节能效果显著。
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2.4使用绿化景观来增强河道的蓄洪能力
在以往设计水利工程的防汛墙时，为了减少占地面积而基本采用直立式结构形式。随着科技进步，人们对环境越来越重视，要求也越来越高，现代河道的修建都要求在两侧布置一定宽度的绿化带。这样既能增加河道的蓄洪能力，减少强排时间，又满足了生态景观的要求，据资料计算统计，利用这种布置方式可以节约大概百分之十六的能源消耗。
2.5实行就地补偿技术
由于地理环境的因素，泵站的水泵大都是选用低扬程、大流量。而和水泵配套的大部分都是低转速的电动机，这种电动机功率比较低，就需要进行无功功率的补偿，将功率因素提高一倍以上。以往做法是采用集中补偿，靠人工投切在高压侧进行补偿。泵站中需要进行无功补偿的负荷水泵电动机大约占到百分之九十，而且负荷比较固定，因此在泵站设计时应该采用就地补偿技术，让每台电动机就地并联一台就地补偿电容柜。
2.6运用技术科学合理的进行调度
通过多年的建设发展中，我国已经建设了大量的水利工程，因此也需要根据气象来对这些水利工程进行高效调度，来达到提高防汛能力，减少强排时间的目地。这是复杂的系统工程问题，目前只依靠传统人工调度方式还无法解决这个难题，只有应用现代化的信息技术才能满足科学调度的需求。新建的防汛和水资源管理实时监控系统是新时期区域水利工程信息化调度控制的中枢，以现代集散控制和网络技术实现全部水利设施的实时控制、统一调度、集中管理，达到优化运行结构、降低运行成本的目的。
3 水利工程生态化设计措施
为了实现人与环境的和谐发展，在进行现代水利工程设计中，必须采取合理可行的生态化设计措施，具体可从以下几个方面着手：
3.1结合生态环境进行设计。由于现代水利工程中的水量相对较小，并且工程本身具有非常明显的季节性变化特征，这给水利工程的设计增大了难度。为了实现水质与水量的合理化配置，可在设计中充分运用工程学的理论与方法，并与环境科学相结合，借此来实现水利与自然生态环境的有机结合。例如，在水资源较为缺乏的地区建设水利工程时，应当在设计时以水量的高效利用和水质净化为目的，这样不但能够发挥出工程的作用，而且还能对自然生态环境起到一定程度的改善。
3.2设计规划应当满足水体生态系统恢复要求。在现代水利工程设计中，应当遵循因地制宜的原则，并在认真调查水文条件和环境分析的基础上对工程进行优化设计，尽可能使工程设计符合自然生态平衡规律的要求。同时要确保规划设计满足水体的生态系统循环，降低工程建设对水生态系统的破坏和影响，为生态水利的建设实施打好基础。
4 结语
综上所述，生态水利工程不仅是推动社会经济发展的基础工程建设，也是发挥生态水资源保护功能的生态系统构建工程。生态水利工程是一项复杂而又艰巨的生态系统再修复工作，因此，在规划设计阶段需要结合生态学、工程学基本原理，遵循生态因子的自然生存规律，准确把握生态水利工程设计原则和要点，将生态学和工程学理论践行到生态水利工程实施中，以推动生态水利工程更好地发挥社会效益、经济效益及生态效益。
参考文献
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论文作者:鲁潇航
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/5/15
标签：水利工程论文; 泵站论文; 河道论文; 水利论文; 生态论文; 节能论文; 目的论文; 《基层建设》2017年第35期论文;