水利水電工程水工設計方案對比研究

徐德輝

（江西省撫州市水電勘測設計院 撫州市 344000）

設計方案的比選包含了方案的擬定、設計、比較以及選取這四大步驟。對于方案的擬定，主要是針對于工程開發本身的規模、任務、施工條件以及周圍的環境因素等，來制定兩個或兩個以上的方案參與比選；方案的設計，則是指基于參選方案的建設條件、工程施工對于社會及環境的影響的分析，對參選方案進行有深度的分析；方案的比較是指結合比選設定的因素，對所擬定的方案進行全面的、多角度的比較后，選出適于施工的最佳水工設計方案。對于水利水電工程施工方案而言，從眾多的設計方案中快速、準確地選出適合工程施工的設計方案，可以為確定有關水利水電工程的場址、及建筑物等工作的布置奠定堅實基礎，提升整個施工的經濟性。因此，論證水工設計方案的合理性與可靠性就成為水利水電前期工作中的關鍵所在。

1 水工設計方案對比的原則分析

（1）實事求是原則。

由于水利水電工程自身的技術難度較大，而且工程的安全性也比較高，因此，對于工程自身的投資要求也相對而言比較高，在現有資金的條件下，如何保障工程的經濟型，就對工程設計提出了很高的要求。由此可見，水利水電工程自身的水工設計方案對比的首要原則就是遵從實事求是原則。實事求是原則不僅指對方案的設計與比較要實事求是，而且對于參選的方案中存在的利弊也要基于實事求是的原則進行客觀、科學的分析。不能僅憑建設單位的主觀意愿而放棄一些較優的方案，也不可以一味的夸大或掩蓋具有弊端的方案。方案設計階段，對于參與對比的方案應做到一視同仁，不能因為自身對某一方案偏好而夸大方案本身的有利因素，而故意凸顯該方案的優點。而應基于方案設計中地形地質條件、建筑物布置、施工條件、環境影響等因素，實事求是的對參與對比的方案進行客觀、公正的分析，為水利水電工程選擇最有效的、經濟的方案，以有利于該方案在施工中的有效實施，保證水利水電工程社會效益最大化以及對周圍環境的不利影響降至最低。

（2）全面性原則。

近些年來，伴隨著施工技術的發展、工程難度的提升，國家對于水利水電施工的前期工作如水電設計方案的論證提出了越來越嚴格的要求。因此，當水利水電方案設計完成后，基于全面性原則，應針對各比選因素按順序對參與對比的方案進行全面綜合的對比與分析。有關方案比較的結果應基于清楚、明晰的要求，針對各對比點應明確的結論，在編制報告中，將有關比較結果列表，有利于施工方案的選取。對可能影響施工的因素，在比較前列出影響方案對比的各種可能性因素，并將所列出的眾多因素細分為關鍵性、次要性的因素，在以重要因素為主、次要因素為輔的前提下，對計入影響投資對比的所有項目進行對比與分析。結合比選因素，對各方案進行全面的比較，得出各方案的優劣。當參與對比的方案之間各有優劣且難以抉擇時，就應基于關鍵性因素進行重點的對比。

（3）可比性原則。

可比性原則是指對參與對比的方案，應在相同的條件下、基于相同的選取指標進行相關的方案設計比較工作。因此，一是各參選方案均需要滿足相同的規劃指標，是在相同的前提條件下實行比較；二是各參選方案經過初步的分析，在技術上可行且互有優劣的進行比較，而對于技術上不可行或者某一方案在某一方面處于明顯的劣勢，則此方案不參與對比；三是對于參與對比的方案，其設計深度應在同一水平上，或者是盡可能的使其水平保持相同。若對比方案之間深度差別較大，就會因為設計方案深度較淺的原因，導致因自身的不確定性而影響到對比結果的可靠性；四是經過優化之后的對比方案的設計參與對比，即參與對比的方案本身具有較強的優勢，否則就會面臨被淘汰的危險。

2 水工設計方案對比的影響因素分析

（1）方案設計。

為了保證參與對比的方案設計能夠合理，不影響到方案的對比以及方案的選擇，在進行水工設計方案設計時，應密切關注以下幾點：首先，滿足設計方案的基本需求。滿足設計的基本需求是指一方面滿足工程運用的要求，能滿足工程的任務和規模，實現工程運用目標，同時還應該在技術能成立，并有一定的安全盈余，滿足工程設計安全運行的需求。其次，方案設計要具有針對性。對水工設計而言，設計具備針對性是指水工設計方案不能千篇一律，要因地制宜，突出新穎性特點，基于對水利水電工程周圍的建筑物形式、工程處理措施以及布置等設計條件，而作出相應的轉變。比如，基于水利水電場址的選取的不同，就會因為場址周圍的地質、地形條件以及環境的變化而設置不同的壩型與樞紐的布置。對于水電工程中的同類項目，也存在因地域不同、地方經濟發展水平等的差異，而產生設計的重點與可控制因素的差別。比如在經濟發達的地區，為保證工程的安全性或者是促使工程對環境影響降至最低，一般工程的投資放在方案設計中就不會居于最主要的位置。此外，水工設計方案的設計目的不同，也會產生不同的工程處理措施。比如，在建筑物基礎處理中，首先應了解建筑物基礎處理的目的是加固還是防滲，如果的防滲，那么下一步就是考慮控制建筑物基礎處理的重點是控制滲透量還是防止滲透破壞。再次，方案設計要基于充分的了解基礎上，具有一定的深度。設計深度越深，比較結果的可信度更高。設計方案必須基于對水利水電工程的足夠了解，體現設計方案的深度，滿足各階段施工對設計方案深度的要求。對于方案中同一階段的不同方案，與之相關的設計方案深度應盡可能的保持相同。由于要確定方案，在可行性研究階段、初步設計階段各比選方案應有較深且相同的深度。例如水庫樞紐工程，在項目建議書階段，有關壩址、壩型等方案只需初步選定，而有關設計的深度也僅需要以控制投資的精度來作為標準。但是，隨著對前期工作要求的提高，要選定壩址和基本壩型，在項目建議書階段就對設計深度有了更高的要求。設計方案是基于充分的證據而進行設計的。這一點是指，對于方案的設計，應經過充分的分析與論證，既要滿足施工的適用性要求，還應采用具有成熟、難度較小的施工技術等，來布置設計方案中的各種標準與規范，力求使工程技術風險降到最小，滿足環保的要求和考慮對社會的影響最小。與此同時，方案的設計應與其他專業相協調，考慮其他專業的要求，通過工程類比或借鑒同類工程的經驗確定。

（2）工程投資。

對于水利水電工程而言，水工設計方案是對水利水電整個工程實施的總構思，但是投資是水利水電工程貨幣化實施的表現。因而，從有關設計方案的相關工作可知，水工設計對于施工來講，是控制基本建設規模、約束水電工程造價、提高水利水電工程經濟效益的關鍵性因素。設計方案應充分考慮施工的可行性，通過對同類項目、裝置以及其他使用單位進行實地的咨詢，積極地聽取其他使用單位的建議，不斷地優化設計方案，保證設計方案在施工運作中的安全性與可操作性。與此同時，水工設計方案應有相關的組織人員，對設計方案進行全面、詳細、認真的會審。從經濟上對項目的運行成本、維修費以及核算項目的一次性投資進行統籌考慮，進而保證項目的全壽命費用最低。比如，對于海上工程，應充分的考慮到海上作業存在的浪高、潮急以及風大等惡劣自然條件，科學的編制設計方案中的投資預算。水利水電工程的合理性經濟性分析，最重要的就是遵循效益最大、風險最小的原則。通過細化工程投資估算，并將估算工作分解成多項結構，對有關工程建設的可行性進行經濟的、技術的評價與論證，進而對不同的開發方案進行對比分析，從中獲得最優的水工設計方案。

（3）環境影響。

設計水工方案時，在各階段，環境影響的每一步驟都具有一定的特殊性，這種特殊性與工程地區的經濟狀況以及周圍環境的天然條件密切相關。無論是水利水電工程的規模大小，還是建筑物的組成，均在一定程度上對水電工程周圍的環境產生影響，如大氣，地表水，地質環境等客體，以及植物和生物的生態系統、水生態系統產生或多或少的影響。因此，在一項水利水電工程的水工設計方案中，應將“環境影響評估”和“庫區下游準備工作”等相關內容包含在內，這樣才在政策上保證施工對周圍環境的影響降至最低。環境影響對于方案設計的影響主要表現在施工的建設投資階段。有關環境影響的評估主要分為以下四方面：一是對工程建設周圍環境狀況的研究與分析；二是對于環境影響因素的闡明與表述；三是對因為工程建設，對周圍環境狀況的預測與分析；四是對周圍自然保護措施以及補償辦法的論證。

3 結 語

綜上所述，進行水工設計方案的對比時，為保證方案設計的合理性，所進行的設計應盡量優化并有一定的設計深度，設計應具有充分的依據。與此同時，為了保證參與對比的方案最優，首先應遵循科學性、實事求是的原則，基于對比方案的可比性特點，全面綜合地對方案設計、工程投資、環境影響等因素進行綜合的、深入的比較與分析，以保證設計方案更加合理。

1 邱紅，王素芳，王茜.淺談水利工程可行性研究報告設計方案的比較[J].山東水利，2005 ,(5 ).

2 張英峰，張英義.淺淡水利設計的幾個問題[J].吉林水利，2008 ，(05 ).

3 付強，王曉莉.水利工程的目標規劃與方案比較[J].治淮，2007 ,(8 ).

4 朱永春，劉朝英，果海威.淺議水利工程設計中合理的投資控制[J].水利科技與經濟，2008 ,(7 ).

5 韓東偉，李敬祥.水利工程設計中應注意的幾個問題[J].河北水利，2005 ,(11 ).