“双碳”背景下水利工程的发展趋势与研究进展

 

　　除了水力发电可以减少碳排放，在水利设施建设方面也有巨大的减碳空间。水利建设施工是其生命周期的开端，黄跃群等学者指出水利基础设施碳排放的80%以上来自于工程建设阶段。ZHANG等通过对大型水电站建设过程碳排放的计算，同样得出碳排放的主要来源来自于工程建设阶段的结论，这对我们探索水利基础设施建设环节的碳排放减少具有极为明显的启示。在水利基础设施设计环节内，团队应该对水利工程的建设原料需求量进行合理计算，避免过度采购，造成砂石废弃难以处理。对水利工程建设时所需的水泥、钢筋，砂石骨料等必要资源，采用略有盈余的采购方针，避免大购特购，积极选取安全可靠的新材料，在河道修缮工程中实现挖掘原料的现场利用，就地采砂用砂，从而大大降低建材生产与运输等过程中的碳排放，助力碳达峰碳中和目标的实现。

 

　　目前，国内对水利水电工程混凝土原材料的要求由原来的强度为主转向为绿色耐久，并获得了较大的进展。施工中尽可能加大对废弃物的利用，将有助于降低对能源的消耗，LV等采用新型绿色材料，将坝体建设中的砂石骨料代替为铁矿石尾矿骨料并检测，发现利用铁矿石尾矿骨料制备的混凝土不仅具有更好的耐久性，而且减少了二氧化碳的排放量。陈改新等将低热水泥应用于水工结构中，使得结构内部形成了一层致密的水化硅酸钙凝胶，有效的提升了坝体的强度。同样的，NIE等通过使用大量的胶凝材料，大大减少了铝硫酸钙水泥生产中的二氧化碳排放量。JAN等利用废砖粉制备的碱性硅酸盐与波特兰水泥相比，可节省高达45%的能源消耗和72%的温室气体排放，对水泥行业的减碳工作大有启示。在水坝的建设中，李家正等提出采用高延性水泥基复合材料代替普通水泥，这种做法有效的抑制了裂缝宽度，提高坝体结构的耐久度。在钢筋的连接构造方面，黄炜等提出对构造钢筋采用盒式连接结构，这种连接结构充分发挥了试件中的填充体、中部肋格、边肋柱的承力作用，根据实验数据，盒式连接结构的钢筋相比于普通的连接构造屈服荷载和峰值荷载分别提升2%和5%，在大型水工工程中，可显著减少钢筋的使用量；还可以在工程区附近的就地取材，最大限度降低胶凝材料的用量，同时可减少水泥生产中碳排放，既节约了建材，又节约了能源。一些减碳固碳绿色材料应用于工程建设更可以固碳减碳，王峥等总结了目前已经经过实际验证并且可以进行量产和大规模应用的减碳固碳材料及其生产技术，包括混凝土固碳技术、混凝土添加剂技术、镁质水泥以及混凝土新型胶凝材技术，将这些技术运用在水利施工过程中可以有效地降低碳排放量。通过避免在施工过程中对周边环境排放污染物，不仅可以减少对周边生态环境的破坏，还能降低因污染治理而产生的碳排放。曹文洁依托新疆阿尔塔什水电站工程，借鉴国内建设工程废水回收再利用的经验，提出了混凝土拌合系统处理工艺、砂石筛分站废水处理工艺、含油废水处理工艺以及隧洞施工废水处理工艺等措施，能达到满足工程需求、生态环保的目的。 本+文+内/容/来/自:中-国-碳-排-放（交—易^网-tan pai fang . com