農(nóng)業(yè)水利工程設計節(jié)能技術的應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了農(nóng)業(yè)水利工程設計節(jié)能技術的應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：農(nóng)田水利工程是國家基礎設施建設中重要的組成部分，隨著國家日益重視“三農(nóng)”問題，農(nóng)田水利工程的重要性也在不斷凸顯。從當前社會的發(fā)展趨勢來看，節(jié)能技術在農(nóng)田水利工程設計中的應用十分關鍵，一方面能夠有效降低農(nóng)田水利工程的能源成本，提升農(nóng)田水利工程的經(jīng)濟效益；另一方面通過使用節(jié)能變頻調(diào)速水泵保證灌溉的效果，保證農(nóng)田水利工程功能性的正常發(fā)揮。這對提升我國農(nóng)田水利工程的建設水平，促進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展具有重要意義?；诖?，本文對節(jié)能技術在農(nóng)業(yè)水利工程設計中的應用進行分析，希望提升節(jié)能技術在農(nóng)業(yè)水利工程中的應用水平。

關鍵詞：節(jié)能技術；農(nóng)業(yè)水利工程設計；應用

隨著我國加大農(nóng)業(yè)農(nóng)村的建設，農(nóng)業(yè)水利工程的建設成為基礎設施中的重點。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的特殊性，決定了對氣候水源有著比較高要求，而農(nóng)業(yè)水利工程是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要保障。當前，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已經(jīng)成為社會經(jīng)濟發(fā)展的重要指導思想，對于農(nóng)業(yè)水利工程設計來說，需要在設計方案中將節(jié)能技術進行有效的應用，以保證農(nóng)業(yè)水利工程能夠在較低的能源消耗水平下，正常發(fā)揮其功能，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的能源消耗以及其他資源消耗，提升農(nóng)業(yè)水利工程建設的經(jīng)濟效率，促進我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，同時提升農(nóng)業(yè)領域的可持續(xù)發(fā)展能力以及發(fā)展?jié)摿Α?/p>

1農(nóng)業(yè)水利工程灌溉水泵設計中節(jié)能變頻調(diào)速技術的應用

1.1灌溉水泵節(jié)能變頻調(diào)速設計原理

在農(nóng)業(yè)水利工程工程設計中，變頻調(diào)速技術的應用能夠有效降低水利灌溉的能源消耗以及水資源消耗。因此在農(nóng)業(yè)水利工程的節(jié)能設計中需要將節(jié)能變頻調(diào)速技術的應用重視起來，在設計的過程中需要充分考慮到變頻調(diào)速技術本身的特性以及農(nóng)業(yè)水利工程灌溉的需求，來提升工程整體的節(jié)能水平。而想要保證技術應用的科學性以及有效性，就需要對變頻調(diào)速技術的基本原理有著清晰的認識。灌溉系統(tǒng)節(jié)能的關鍵在于，能夠根據(jù)實際的情況對水流量進行精確的控制，通過控制水泵的轉(zhuǎn)速以及閥門的開合來實現(xiàn)這一目的。在變頻調(diào)速技術的支持下，當檢測到實際的壓力要低于標準壓力，變頻器就會提升水泵的輸出功率，此時，水泵的轉(zhuǎn)速會加快，從而提升灌溉管網(wǎng)系統(tǒng)的水壓，保證灌溉的效果；當檢測到實際的壓力大于標準壓力，變頻器則會降低水泵輸出功率，此時水泵的轉(zhuǎn)速降低，水利管網(wǎng)的整體壓力也會下降，從而保證管網(wǎng)系統(tǒng)處于正常的壓力下，通過變頻調(diào)速技術的應用，一方面可以保證水利輸出的穩(wěn)定性，另一方面能夠降低水利灌溉的能源消耗[1]。

1.2結(jié)合管道壓力監(jiān)測技術的輔助變頻器的應用

在節(jié)能灌溉系統(tǒng)中，需要對灌溉的流量進行實時的監(jiān)控，才能保證灌溉調(diào)控策略的科學性、合理性。想要實現(xiàn)這一點需要對水利管道的壓力進行實時監(jiān)測，并利用相關的技術將管道的壓力信號轉(zhuǎn)化為電信號，將相關的壓力信息傳輸?shù)娇刂破髦?，變頻器能夠根據(jù)相關的電模擬量，對主回路中的交流電頻率進行控制。保證水泵的功率始終處于合理的區(qū)間內(nèi)，降低灌溉的能源消耗。

1.3農(nóng)業(yè)水利工程灌溉水泵自動控制技術的設計

現(xiàn)代化的農(nóng)田水利灌溉系統(tǒng)，需要具有一定的自動控制功能，以實現(xiàn)對灌溉策略的及時調(diào)整。因此在設計的過程中，需要充分發(fā)揮變頻器的PID調(diào)節(jié)功能，保證能夠在變頻器系統(tǒng)內(nèi)部穩(wěn)定的運行PID運算，提升系統(tǒng)的自動控制水平。節(jié)能灌溉系統(tǒng)的關鍵在于水泵的轉(zhuǎn)速能夠根據(jù)流量以及壓力情況進行靈活的調(diào)整，從而實現(xiàn)對灌溉系統(tǒng)的精確控制。在設計的過程中需要對變頻的參數(shù)進行合理的設定，保證系統(tǒng)調(diào)控策略的科學性合理性。同時，在設計的過程中還需要充分的考慮到電機的震蕩問題，解決這一問題需要對變頻器PID進行合理手段設定，從而保證電機運行的穩(wěn)定性，同時也延長系統(tǒng)的使用壽命[2]。

1.4變頻器設計的要點

在節(jié)能灌溉系統(tǒng)中，變頻器的應用是關鍵，變頻器起到調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速作用，能夠根據(jù)不同壓力以及流量需求對功率進行合理的控制。能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的恒壓變速。在設計的過程中需要對變頻器的頻率上升曲線進行合理的控制，系統(tǒng)啟動時，電動機的頻率為零，然后再逐步平穩(wěn)的上升到標準頻率，通過這樣的設計能夠有效的降低對電網(wǎng)的沖擊，同時對電動機起到保護的作用，加上變頻器能達到恒壓供水，結(jié)合水泵壓力變化情況，對系統(tǒng)的流速和流量進行及時的調(diào)節(jié)，使得系統(tǒng)運行變得更加自動化，有效降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人力成本。

2農(nóng)業(yè)水利工程高效節(jié)水灌溉系統(tǒng)的節(jié)能配套措施

在農(nóng)業(yè)水利工程設計中節(jié)能技術的應用需要具有整體性，設計的過程中僅僅應用變頻調(diào)速技術，無法充分發(fā)揮系統(tǒng)的節(jié)能潛力，還需要對配套設施的節(jié)能設計進行完善，尤其是要加強對田間排灌系統(tǒng)的設計，保證田間管網(wǎng)布置的合理性，同時對泵房設計進行優(yōu)化，加強滴灌技術的應用，保證工程整體具有較強的節(jié)能性能。

2.1田間系統(tǒng)設計要點

在進行田間管網(wǎng)布置設計的過程中，需要充分的考慮到，農(nóng)田、農(nóng)林以及道路的分布，根據(jù)具體的環(huán)境條件來進行管網(wǎng)的布置。一般來說，梳狀單向布置為常見的布置形式，該布置形式主要是以地勢為依據(jù)，輸水干管、輸水支管和毛管從高到低依次排布，能夠有效保證灌溉的效果。在泵房設計中，需要以水泵為核心進行設計，泵房一般采取彩鋼板房的形式，成本較低，且易于搭建。在泵房設計中需要重點關注閥門和管道以及過濾器和施肥箱等設施的設計。在設計的過程中需要突出實用性，避免過于復雜的設計。在設計時需要充分考慮到日后對水泵的維修保養(yǎng)，要易于拆裝。在管網(wǎng)布設中，首先需要對管網(wǎng)進行選材，一般采用UPVC材質(zhì)的管道，這種管道強度較高，且耐腐蝕，有較長的使用壽命。管道需進行地下埋設，埋設的深度需控制在80cm左右，配置好三通，保證供水的穩(wěn)定性。同時還需要保證與泵房以及過濾器之間連接的穩(wěn)定性[2]。

2.2滴灌系統(tǒng)設計要點

滴灌系統(tǒng)是一種較為先進的灌溉系統(tǒng)，在降低水資源以及能源消耗的同時，還能提升灌溉效果。因此在農(nóng)業(yè)水利工程的設計中滴灌技術的應用也是重點。在設計中首先需要根據(jù)灌溉需求來進行滴灌水頭以及滴頭的選擇，做好對標準差的控制。同時還需要對干管支管的水利參數(shù)進行準確計算。從實際的應用上來看，管上有壓的補償式滴頭具有較大的應用優(yōu)勢，該滴頭不僅能夠?qū)喔鹊膲毫M行有效的調(diào)整，同時還具有水流量補償?shù)墓δ?。在滴灌系統(tǒng)中，支管以及毛管的設計也會對滴灌的效果產(chǎn)生很大的影響，可以把壓力補償式的滴頭和水頭偏差向毛管部分分配，且毛管的水頭偏差為10cm。此外，還需要對支管以及干管的水力進行計算，為了保證計算的準確性，二者需要分開來計算，以滴灌水頭損失公式來計算干管的水力。而支管的水力計算則相對復雜，由于支管是干管延伸出的管路，因此需要根據(jù)干管的設計流量確定支管的滴灌運行方案，并結(jié)合經(jīng)濟流速制作管徑并對支管管段壓力進行校核[3]。

3農(nóng)業(yè)水利工程節(jié)能設計的注意事項

3.1注重泵型選擇

在進行水泵選擇時，需要考慮到多方面的因素。不僅需要考慮到水泵的綜合性能以及經(jīng)濟性，同時還需要考慮到實際的灌溉需求，因此在進行水泵的選擇時，需要農(nóng)業(yè)水利工程設計需求進行細致的分析，綜合考慮實際的應用場景，加深對不同型號水泵的了解，從而科學合理選擇水泵的型號，實現(xiàn)對能源消耗的有效控制，在保證灌溉效果的同時，延長水泵的使用壽命。另外在水泵選擇時，還需要考慮到泵站的設計，根據(jù)設計工況進行選型，保證安裝的質(zhì)量，并根據(jù)實際的使用情況來對水泵的參數(shù)進行優(yōu)化[4]。

3.2合理劃分灌區(qū)

在農(nóng)業(yè)水利工程設計中，對灌區(qū)的劃分也會影響到能源的消耗以及水資源的消耗，因此需要對灌區(qū)進行合理的劃分，并對管路的布設進行優(yōu)化。在對泵站進行選址時，需要考慮到灌區(qū)的特點。規(guī)模和功能以及特點與運用要求等，結(jié)合灌區(qū)整體規(guī)劃與水系規(guī)劃，綜合考慮多方面因素來布置。在對管網(wǎng)進行布設時，需要對管網(wǎng)整體長度進行有效地控制，盡量減少管道的長度，在滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的同時，降低灌溉系統(tǒng)的整體能源消耗，并結(jié)合滴灌模式，降低對水資源的消耗[5]。

4總結(jié)

在當前的發(fā)展階段下，農(nóng)業(yè)領域正在經(jīng)歷快速的發(fā)展，在這個過程中，農(nóng)業(yè)水利工程的建設十分關鍵，能夠為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供重要的保障。目前來看，國家為了促進農(nóng)業(yè)農(nóng)村的發(fā)展，正在加快農(nóng)業(yè)水利工程的建設。從現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的角度上來看，農(nóng)業(yè)水利工程建設不僅需要考慮到對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益，同時還需要考慮到環(huán)境效益以及經(jīng)濟效益，這就需要農(nóng)業(yè)水利工程在設計的過程中，注重節(jié)能技術的應用，通過節(jié)能技術的大量應用能夠有效的降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的能源消耗以及水資源消耗，在為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供重要保障的同時，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的成本。這對促進我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展能力以及潛力具有重要的意義，因此在農(nóng)業(yè)水利工程的設計中需要將節(jié)能技術的應用重視起來，并在實踐中不斷提升節(jié)能技術的應用水平。

參考文獻：

[1]章效平.節(jié)能技術在農(nóng)業(yè)水利工程設計中的應用[J].南方農(nóng)業(yè)，2020，14(18)：177-178.

[2]沈雪峰，沈偉.節(jié)能技術在水利工程設計中的應用[J].山東工業(yè)技術，2015(10)：72.

[3]陳玲，韓盈盈.節(jié)能技術在水利工程設計中的應用[J].河南科技，2014(18)：21-22.

[4]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，2006(11)：242-243.

[5]游磊.水利工程節(jié)水灌溉規(guī)劃與設計中的問題及相應解決措施[J].南方農(nóng)機，2019，50(23)：275.

作者：許敏 單位：太原學院建筑工程系