淺析水電工程中設計方案思考及其工程應用

摘要：隨著科學技術的進步，城鎮(zhèn)化和農業(yè)經營體制改革的需要，我國的水利水電工程建設事業(yè)出現繁榮景象。本文對水電工程設計方案進入了較為系統(tǒng)的分析，并制定最佳的設計方案，最后基于工程投資、環(huán)境影響等方案對比進行了闡述。

關鍵詞：設計方案；工程應用

前言：隨著技術的發(fā)展、工程難度的提高以及國家對前期工作要求的提高，對水工設計方案的論證提出了越來越高的要求。因此，除了有較完善的水利水電規(guī)劃外，還要在規(guī)劃的基礎上對工程設計的可行性方案進行對比優(yōu)化，選出最佳設計，以實現水利工程建設投資效益最大化。本文通過總結多年設計和審查工作的經驗，對水利水電工程設計方案進行了簡析，并對方案的對比及其應用于工程中的價值進行了論述。

一、水利水電工程特點

水利水電工程相比其它的建設行業(yè)具有工期長、施工環(huán)境困難、工作場所差等特點。其技術的要求高，工程的安全性要特別的重視，同時工程的投資也高。在進行工程設計的同時也要把工程的經濟效益考慮到位。在工程建設的前期，就要進行大量的論證對比工作，從而確定設計方案的合理性和可行性。

二、工程設計方案的制定

制定可行性的水利水電是前期工作中非常重要和關鍵的工作，要對設計方案進行合理的，全面地了解工程場址、主要建筑物型式和各水工建筑物布置方案等問題。由于國家對水利水電工作要求在提高，工程建設的質量要求和技術要求也在提高。作為前期的水工設計方案的論證工作必須仔細和嚴謹。

1. 方案的擬定與設計。要做好對工程開發(fā)的任務、規(guī)模，結合建筑物布置、地形地質條件、施工條件、環(huán)境影響等因素進行綜合分析，從而擬定兩個或多個參與對比的方案。結合工程的建設要求對擬定方案的工程和建設的條件進行分析，同時還要考慮經濟的效益問題，估算好各方案的投資、工期等，優(yōu)化方案的設計。

2.方案的比較與選擇。綜合考慮設計方案的比選因素，通過對各方案進行各方面的對比分析，總結各方案的優(yōu)點及缺點。對設計方案進行比較后，經綜合的分析，制定出最佳的設計方案。

三、設計方案的對比工作

在進行方案對比的考慮時，方案的設計和比較要建立在文件的要求之上，科學和客觀的分析對各方案的利弊。在對方案進行擬定時，要參考設計或建設單位的建設意見，根據具體情況選擇較優(yōu)的方案。

1.關于方案對比的步驟

一般概括為方案的擬定、設計、比較和選擇四個步驟，方案的擬定是根據工程開發(fā)的任務、規(guī)模，結合地形地質條件、建筑物布置、施工條件、環(huán)境影響等因素，經過分析，擬定兩個或多個參與比選的方案。方案的設計是對各參選方案進行一定深度的設計，分析各方案的建設條件及工程對社會和環(huán)境的影響，估算各方案的投資、工期等，為方案的比較提供依據方案的比較是結合比選因素，對各方案進行全面的比較，得出各方案的優(yōu)劣。方案的選擇是在方案比較后，經綜合分析，推薦最優(yōu)方案。

2.關于方案設計

設計應有針對性、充分的依據和一定的深度三個方面。

設計的針對性是指設計不能生搬硬套和千篇一律，對水工設計來說，是指建筑物的型式、布置和工程處理措施等應根據設計條件的變化而有所不同。設計應有充分的依據是指方案的設計應經過充分的分析和論證。首先是建筑物設置和工程措施的采取應通過必要性論證，以解決為什么要做的問題，如設置調壓井時，應先對為什么要設調壓井進行論證。其次是建筑物的布置和尺寸的確定等應有科學的依據。為使依據充分，布置應符合各種標準和規(guī)范，體型和尺寸應通過計算或模型試驗驗證缺少既定規(guī)范或計算依據時應通過工程類比或借鑒同類工程的經驗確定。在前期工作的各個階段，設計深度有較大差別，越往后期深度越深。掌握的原則有兩條，首先是應滿足各階段對設計深度的要求，其次是對同一階段的不同方案，其設計深度應相同。方案比選結果的可信度與設計深度有較大關系。設計深度越深，比較結果的可信度更高。隨著對前期工作要求的提高，在項目建議書階段，要求基本選定壩址和基本壩型，對設計深度有了更的要求。

3.關于方案對比的重要性

方案的擬定是根據工程開發(fā)的任務、規(guī)模，結合地形地質條件、建筑物布置、施工條件、環(huán)境影響等因素，經過分析，擬定兩個或多個參與對比的方案，分析各方案的建設條件及工程對社會和環(huán)境的影響，估算各方案的投資、工期等，為方案的比較提供依據。隨著技術的發(fā)展、工程難度的提高以及國家對前期工作要求的提高，在工程實施前，進行大量的前期論證和研究工作，論證設計方案的可行性和合理性，已成了水利水電前期工作中非常重要和關鍵的工作。

4.關于方案對比的原則

4.1方案比選應實事求是

方案比選的首要原則是方案的設計和比較應實事求是，對各方案的利弊應進行科學和客觀地分析。擬定方案時，不能憑設計或建設單位的意愿而故意舍棄可能較優(yōu)的方案。方案設計時，對各方案應一視同仁，不能故意壓減或做大某一方案投資方案比較時，不能由于偏好哪個方案，而重點分析和夸大其有利因素，而故意突顯該方案的優(yōu)點。

4.2各參選方案應具可比性

各參選方案須滿足相同的規(guī)劃指標，各方案應在相同的前提條件下進行比較。如壩址比選時，各方案的庫水位或庫容等指標應相同。參選各方案均應可行且互有優(yōu)劣，如經初步分析，其中某方案在技術上不可行或與其它方案比較在各方面都處于劣勢，則此方案可不參與比選。

當然，如經分析，只有一方案可行或該方案在各方面都明顯優(yōu)于其他方案，也可以直接推薦該方案，而不一定進行詳細的方案比選。各參選方案的設計深度應盡可能相同，如深度差別較大，則由于受到深度較淺方案的不確定性影響而使比選結果不可靠。各方案的設計應盡可能優(yōu)化，即各方案本身的設計應較優(yōu)，否則被淘汰的可能是實際上較優(yōu)的方案。

4.3方案的比較應綜合全面

方案設計完成后，應結合比選因素對各方案進行全面綜合的比較。比較前應列出影響方案比選的各種可能因素。比較時應針對各比選因素按順序進行詳細的分析和對比。進行工程量和投資比較時應計入影響投資比較的所有項目。方案比較應抓住關鍵因素，比較前應分析哪些因素為關鍵因素和控制因素，哪些是次要因素，如果各方案各有優(yōu)劣且難以抉擇時，對關鍵因素應進行重點分析和對比方案比較的結果應明晰，針對各對比點應明確的結論，在報告編制中應將比較結果列表。

四、環(huán)境影響

一個設計方案，在規(guī)劃和設計材料中必須有“環(huán)境影響評估”與“庫區(qū)和下游準備工作” 的有關內容。水利水電工程，不論其規(guī)模大小和建筑物組成如何，都在某種程度上影響著周圍所有客體的環(huán)境：大氣，地表水，地質環(huán)境，包括植物和生物的生態(tài)系統(tǒng)，包括水質和水生物在內的水生態(tài)系統(tǒng)，社會環(huán)境等。環(huán)境影響評估包括四個方面：一是研究工程建設地區(qū)的環(huán)境狀況：二是闡明工程建設對環(huán)境的影響因素：三是在工程建筑影響下對周圍環(huán)境狀況進行預測：四是論證自然保護措施和補償辦法。在水工設計時，環(huán)境影響評估各階段的每一一步驟都有其特殊性，這種特殊性與工程地區(qū)的天然條件和經濟狀況密切相關。

結語

總之，在研究水利水電工程水工設計方案時，要秉著科學和實事求事的態(tài)度，遵循方案對比原則，對方案設計、工程投資、環(huán)境影響等因素進行綜合評價分析，從中選出最優(yōu)方案，實現水利工程建設投資效益最大化，更好地保障并促進流域的協調、可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]張峰.淺談水工設計的幾個問題 2008

[2]邱紅.淺談水利工程可行性研究撒告設計方案的比 2005