水利水电工程施工与节能环保技术的应用研究

前言

水利水电工程作为国家最重要的基础设施之一，在推动我国社会经济发展的同时也起到了维护生态环境的作用，其中水利水电工程可以通过水资源的有效调配，保证灌溉、工农业生产和城市生活等领域的合理用水需要；另一方面，通过开发水能的方式来减小人类社会对于化石能源的使用规模，可以降低温室气体的排放量，这对于应对全球气候变暖同样有着非常重要的作用意义。但是伴随着水利水电工程的快速发展，节能环保技术方面的应用和推广工作逐渐加强。对于传统的水利水电工程项目而言，在施工建设当中会伴随着大量的资源浪费以及环境问题产生，这一系列问题的存在会导致水利工程的可持续发展受到影响，因此，在水利水电工程施工中，进行节能和环保技术的研究，有利于提高工程施工效果，减少工程施工对环境带来的不利影响，实现经济效益与社会效益共同发展。

1 水利水电工程施工节能环保技术的重要性

1.1 促进可持续发展

除了满足人们的用水和能源需求之外，水利水电工程建设运行过程还面临着环境污染等众多问题。使用节能环保技术可在很大程度上减轻水利工程的施工建造过程中造成的资源浪费以及对周边环境的影响，并且达到增长与环保齐头并进的效果。可持续发展指的是在不影响自然资源的前提下保证人类社会长期稳定的生存与发展；引入节水、节能设备及环保材料等绿色施工技术以保障水利工程的建设和生态环境相符，最大可能地保护水资源和生态环境，让大自然获得休养生息的机会，实现人类与大自然和睦共处的目标。

1.2 降低能耗和排放

由于存在大量的施工以及涉及大体量的运输等，一般的水利水电工程建设需耗费大量的资源和能源，并导致对环境产生巨大的破坏。要有效节约资源、减少能耗、降低废气排放，可以多采用一些节能性的措施，包括使用能效高且能耗少的建筑设备、利用可再生能源提供动力以及运用节能性的施工方式，使工程施工期间能耗更低、废气排放更少。另外，做好施工环节的能耗及排放管控也是整个水利工程所面临的重要环境问题之一，要想从根本上实现绿色施工的目的，必须重视施工阶段中的能源控制以及清洁化施工方法的应用。

1.3 提高工程质量和安全性

实施节能环保技术的主要目的在于节约资源、节省能源，同时还能提高工程整体的质量及安全系数。用环保材料以及采取新工艺等方式可使建筑更耐久， 并能降低后期维养费用以及防止水污染。环保节能的新技术一般会将施工工艺进行改善，在降低工作效率的同时也能提高 工安全性，并且降低了人工和设备的风险。在施工过程中采用节能环保措施可以确保工程质量，保障人员安全可靠，还可以保证后期的水资源和电力供应。

1.4 促进技术创新与发展

通过在水利水电工程施工中应用节能环保技术，有效地促进了水利水电工程施工领域的技术进步；针对环保、节能的需求，施工单位需要不断地进行新技术、新材料和新工艺的研发；一方面能极大地提高水利水电工程施工的水平。另一方面也能极大地加快有关产业的技术升级，智能化施工设备以及数字化管理系统等先进技术的应用。

2 水利水电工程施工过程中的节能措施

2.1 施工设备的能效管理

施工设备是水利水电工程施工的主要耗能对象，提高施工设备的能效管理水平至关重要。从施工设备入手，一是要购置高质量的施工设备，在设备采购时应尽量选购国标和地标以上标准或相关国际标准的施工设备，并且要选购能效等级较高的施工设备，这样就可以尽可能的降低能耗；二是加强对施工设备的检查和维修，保证施工设备处于最优状态进行工作，不可以因为设备老化或者出现问题从而造成能源浪费；三是应用设备监控系统，对施工设备能耗情况进行实时监控，发现能耗异常的情况，并及时做出相应的应对措施，如利用智能传感器和数据分析的方法对施工设备运行情况和能耗数据等进行全面分析，并针对存在的问题提出节能方案，同时，应合理调配施工设备，在实际工作中避免闲置和重复使用现象，从而充分利用施工设备资源，保证施工设备的运用效益最大化。

2.2 施工工艺的优化与选择

施工工艺也非常重要，首先要选择节能型施工工艺。例如，在混凝土浇筑时使用预拌混凝土取代现场搅拌，节约能耗；尽可能压缩工期，以最短的时间完成施工过程，合理搭配施工工艺，精心组织施工流程，提高施工效率；加强施工技术的更新研发工作，在施工过程中不断推陈出新，在一定程度上也可以减少能耗。此外，由于所选的施工技术具有先进性，因此不仅使施工质量有更大的保证，而且在一定程度上也降低了施工能耗。利用信息化手段，将建筑施工的各种资源集中在一个信息平台上，借助于信息技术支持，基于 BIM 的施工管理模式大大提高了施工的过程控制和进度管控水平，进而保证了建筑工程在施工过程中的安全质量、安全及有效控制造价与节省大量能源。施工工艺还可以从节约材料消耗、提高材料利用率的角度来进行节能，比如使用干法施工以及模块化的施工方式，都可以起到减少施工过程材料消耗，同时降低材料废弃量的作用。

2.3 施工现场的资源利用与节约

合理地使用和节约施工现场各种各样的资源，能够很好地控制施工阶段的能耗。对于水资源而言，可以充分利用施工现场水的回收利用体系，对于一些可以再次使用的废水，如洗砂机沉降池出来的水，处理后可以用于施工及清洁等处使用；在用电上，要做好施工用电规划及用电计划，多采用太阳能电等绿色电能，减少传统能源的耗费；施工现场的照明设备使用节能灯，根据现场的实际需要调节照明强度大小，尽量避免不必要的电能浪费；在材料方面坚持“先用后买”，不用过于追求购买或采购，尽量避免大批量购买材料或者过度堆存材料，这样既能减少成本又能让材料物尽其用。要严格管控施工现场材料的进出货量，避免材料过多的存放造成堆积浪费，要合理分配施工现场的工作场地，确保资源能有效运用。

3 节能环保技术在水利水电工程中的应用

3.1 植被恢复与生态保护

植被恢复是在水利水电工程建设中一项十分重要的环保措施，在较大的施工面，施工过程中会存在大量的裸土及植被的破坏问题，在施工结束后要尽快做好植被恢复。以本地适生树种为主开展植被恢复工作，提高生态系统的自我恢复能力，控制水土流失，增加生物多样性。施工时结合工程特点采用多样的植被恢复方法，除考虑所选植物的适地性外，还需考虑植物自身的生长习性和根系情况等。建立生态恢复示范区观测植被恢复效果，并依据实际情况调整生态恢复方案，使生态恢复有效。同时，结合河流治理措施保持水体生态，修复水生植物群落，进而实现对生态环境的持续改善。

3.2 污水处理技术与水资源管理

污水处理技术是水利水电工程中的一项重要环保技术，其施工时产生的污水和污水的处理，关系着水资源的管理、水体污染防治，用先进的污水处理技术(比如膜生物反应器、活性污泥法等)能大大提高污水处理效果、减少对环境的影响。另外，在水利水电工程中污水还包括现场生活污水、生产污水以及可能对周边水体有影响的农业污水、工业污水等，要通过建设完善的各种污水处理设施将污染物质过滤掉再排放，达到保护河流湖泊的目的。

3.3 噪声与振动控制技术

对于水利水电工程施工来说，虽然会产生大量的噪声、振动等污染源，但由于采取了一些措施加以控制，能够尽量降低其对周围环境及附近居民 影响程度。 振动控制技 /- 主要有：采用低噪声设备、设置隔声屏障、设置减振基础等。在施工场 民休息的时间段内进行高噪声施工也属于减少噪声影响的途径。通过在 振垫、弹性基础等技术手段可以有效的减少振动对于周边建筑以及生态环境的影响。 对于水电 行阶段开展定期的监测工作保证噪声、振动的强度值时刻都处于环保指标内，能为水电站提供良好运行条件并维持其良好的运行状态。

4 水利水电工程施工中新材料与新工艺的应用

4.1 绿色建筑材料的选择

绿色建材是在生产和使用的过程中，能提高资源的综合利用效率，避免或减少能源资源的过度消耗，且对环境负荷低、污染小的材料。在水利水电工程中，使用绿色建材有利于降低工程对环境造成的危害，也体现了水利工程本身的可持续发展要求。一般而言，常用的绿色建材包括高强高性能混凝土、再生混凝土、生态砖等，它们都有一定的强度和耐久性，使用过程对能量消耗较少，例如：由于具有良好的力学性能和耐久性，用高性能混凝土代替普通混凝土能够大幅度降低工程建设的成本和环境的影响。二是以生态材料(如：天然石料、木材等)为材料进行水利水电工程建设，可大大降低水利水电工程人工合成材料用量，且对周边生态环境的影响较弱；三是采用再生材料(如：废轮胎、废渣等)，充分利用资源，并降低环境污染；四是在选择材料的时候还需考虑全寿命评估(即：生产—运输—使用—废弃)环节带来的影响，然后进行全面考虑，采取更环保的材料助力于工程实现绿色转型升级。

4.2 新型水利水电设备的应用

伴随着水利水电新型设备的研发与应用，在水利水电工程建设过程中应用高效的、节能的新型水利水电设备将会大幅度地提高水利水电工程的工作效率，在保障水利水电工程安全性的基础上，利用智能监控等系统实现发电效率的提升，并节约工程运行成本。此外，在现代水轮机设计的过程中十分重视水流利用，在各种新型水轮机当中有很多是在流道设计上进行改进与完善，从而减少了能量的损耗。利用智能化系统及时对水流状况及设备运行情况进行监测，并把监测数据及时上传至智慧管理平台作为智能调控的依据，做到将水用足、用好，充分发挥系统的调控作用。而针对一些适合建桥的特定地形地貌，则可以利用水力与风力联合并网发电的方式增加发电量并减小对环境的影响。

4.3 施工新工艺的节能效果

使用新工艺可以大大提高施工效率以及节约能耗，像现代施工中出现的 BIM(建筑信息模型)技术就很好的实现了施工过程中所需要的各个方面的资源得到很好的配置和利用，避免了施工所带来的巨大能量消耗；像现在被用的较多的预制构件就比传统现浇方式提高了更多的工作效率，同时也减少施工现场的工作量，同时将更多的作业面转移到预制工厂的流水线上完成，还能大大提升施工构件的精准度，避免构件施工产生的大量的废料，而通过事前进行模块化的设计，在工厂进行加工制作，然后运输到现场来进行拼装组合，这样就能大大提高施工进度，同时也能使现场施工的能耗大量减少。而且在水利水电工程中采用新的环保的施工工艺（比如低噪排放、振动控制等）能减少对周围环境的不良影响。

结语

节能环保技术应用于水利水电工程， 是实现水利水电工程可持续发展的必然要求，合理地做好各种水资源治理和保护工作，根据需要运用植 于尽量减小工程建设及运行对生态环境造成不利影响，实现水利水 需要选择使用绿色环保材料、利用新型水利水电设施和采用 础上助力水利水电工程更好开展生态效益工作，因此，未来在水利水电 加大节能环保等技术的研究，根据具体的建设情况灵活地采取措施进行环保，促使水利水电工程更好地实现绿色发展。

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