“雙碳”背景下水利工程的發(fā)展趨勢與研究進展

 

　　除了水力發(fā)電可以減少碳排放，在水利設(shè)施建設(shè)方面也有巨大的減碳空間。水利建設(shè)施工是其生命周期的開端，黃躍群等學(xué)者指出水利基礎(chǔ)設(shè)施碳排放的80%以上來自于工程建設(shè)階段。ZHANG等通過對大型水電站建設(shè)過程碳排放的計算，同樣得出碳排放的主要來源來自于工程建設(shè)階段的結(jié)論，這對我們探索水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)環(huán)節(jié)的碳排放減少具有極為明顯的啟示。在水利基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計環(huán)節(jié)內(nèi)，團隊?wèi)?yīng)該對水利工程的建設(shè)原料需求量進行合理計算，避免過度采購，造成砂石廢棄難以處理。對水利工程建設(shè)時所需的水泥、鋼筋，砂石骨料等必要資源，采用略有盈余的采購方針，避免大購特購，積極選取安全可靠的新材料，在河道修繕工程中實現(xiàn)挖掘原料的現(xiàn)場利用，就地采砂用砂，從而大大降低建材生產(chǎn)與運輸?shù)冗^程中的碳排放，助力碳達峰碳中和目標(biāo)的實現(xiàn)。

 

　　目前，國內(nèi)對水利水電工程混凝土原材料的要求由原來的強度為主轉(zhuǎn)向為綠色耐久，并獲得了較大的進展。施工中盡可能加大對廢棄物的利用，將有助于降低對能源的消耗，LV等采用新型綠色材料，將壩體建設(shè)中的砂石骨料代替為鐵礦石尾礦骨料并檢測，發(fā)現(xiàn)利用鐵礦石尾礦骨料制備的混凝土不僅具有更好的耐久性，而且減少了二氧化碳的排放量。陳改新等將低熱水泥應(yīng)用于水工結(jié)構(gòu)中，使得結(jié)構(gòu)內(nèi)部形成了一層致密的水化硅酸鈣凝膠，有效的提升了壩體的強度。同樣的，NIE等通過使用大量的膠凝材料，大大減少了鋁硫酸鈣水泥生產(chǎn)中的二氧化碳排放量。JAN等利用廢磚粉制備的堿性硅酸鹽與波特蘭水泥相比，可節(jié)省高達45%的能源消耗和72%的溫室氣體排放，對水泥行業(yè)的減碳工作大有啟示。在水壩的建設(shè)中，李家正等提出采用高延性水泥基復(fù)合材料代替普通水泥，這種做法有效的抑制了裂縫寬度，提高壩體結(jié)構(gòu)的耐久度。在鋼筋的連接構(gòu)造方面，黃煒等提出對構(gòu)造鋼筋采用盒式連接結(jié)構(gòu)，這種連接結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮了試件中的填充體、中部肋格、邊肋柱的承力作用，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，盒式連接結(jié)構(gòu)的鋼筋相比于普通的連接構(gòu)造屈服荷載和峰值荷載分別提升2%和5%，在大型水工工程中，可顯著減少鋼筋的使用量；還可以在工程區(qū)附近的就地取材，最大限度降低膠凝材料的用量，同時可減少水泥生產(chǎn)中碳排放，既節(jié)約了建材，又節(jié)約了能源。一些減碳固碳綠色材料應(yīng)用于工程建設(shè)更可以固碳減碳，王崢等總結(jié)了目前已經(jīng)經(jīng)過實際驗證并且可以進行量產(chǎn)和大規(guī)模應(yīng)用的減碳固碳材料及其生產(chǎn)技術(shù)，包括混凝土固碳技術(shù)、混凝土添加劑技術(shù)、鎂質(zhì)水泥以及混凝土新型膠凝材技術(shù)，將這些技術(shù)運用在水利施工過程中可以有效地降低碳排放量。通過避免在施工過程中對周邊環(huán)境排放污染物，不僅可以減少對周邊生態(tài)環(huán)境的破壞，還能降低因污染治理而產(chǎn)生的碳排放。曹文潔依托新疆阿爾塔什水電站工程，借鑒國內(nèi)建設(shè)工程廢水回收再利用的經(jīng)驗，提出了混凝土拌合系統(tǒng)處理工藝、砂石篩分站廢水處理工藝、含油廢水處理工藝以及隧洞施工廢水處理工藝等措施，能達到滿足工程需求、生態(tài)環(huán)保的目的。 本+文+內(nèi)/容/來/自:中-國-碳-排-放（交—易^網(wǎng)-tan pai fang . com