水工设计中方案比较的探讨

水工设计中方案比较的探讨

徐大海樊璐璐

成都鸿策工程咨询有限公司四川610072

摘要：水利水电工程对于国民经济的正常发展发挥着重要作用，是社会经济发展的重要推动力量。水利水电工程的设计需要考虑到诸多方面的影响，水文、地质、环境保护、水土保持，甚至社会影响等，都是必须认真调查研究的影响因素。

关键词：水利水电；水工设计；因素；措施

引言

水利水电工程技术难度较大、投资一般较高、对工程的经济性和安全性的要求很高，因此在工程建设前需要进行充分的论证分析和方案比较，以保证设计出最优化的方案。水利水电工程的设计方案确定主要有四步骤：设计方案拟定、方案具体设计、方案间的比较与分析及方案选择。设计方案对比必须遵循相关的原则，如同等精度比较、综合各因素分析、控制变量比较等。确定原则后，再确定设计方案对比因素，如水文条件、地形地质的条件、施工条件、枢纽布置条件、工程征地移民、动能成果差异、水保环保条件、经济评价分析等因素，同时也可以包括运行管理的条件、工程可靠性、社会稳定影响等因素。

一、方案比较重要性

确定方案需要以下步骤：拟定、设计、比较、选择。方案拟定是以工程的规模、任务为基础结合实际的工程环境分析拟定出的两个以上的对比方案。方案设计则是根据上述拟定的方案进行设计，对各个方案的动能指标、枢纽布置条件、施工条件等方面进行分析，计算出投资和经济指标，为下一步的方案比较提供依据。方案比较则是综合考虑各方因素将所有方案进行综合性的比较总结出各个方案的优势和劣势。方案选择则是对方案进行综合分析比较后选出的最适合的方案。

由于技术难度大、工程周期长、投资额度高，所以经济合理性也是水利水电工程的重点要求之一。因此在工程设计中应当进行充分的研究和论证保证设计方案的合理性以及可行性。随着现代水利工程的技术发展越来越迅速，工程难度越来越大，国家对水利水电工程设计的要求也越来越高。如何选择经济合理的设计方案的对于水利水电工程建设来说是至关重要的，如枢纽建筑物如何选址、枢纽建筑物形式如何确定、建筑物如何合理布置等都是水工设计的关键点、核心点。

二、方案比较的原则

1、同等精度比较

在水利水电工程设计的各个时期，无论是规划阶段，还是可行性研究阶段，都涉及到工程设计方案的比较。水工设计中常常有两个甚至多个方案进行比较，要使比较结论更具有说服力，同等精度比较是非常重要的。如在可研阶段，每个比较方案都要达到可研阶段设计深度的要求，在设计形式上，他们的精度也必须在同一个层面，这样，各个方案提出的工程量的精度是一致的，工程投资估算的误差是一致的，自然方案比较成功是具有足够的说服力的。

2、控制变量比较

在水利水电工程的设计过程中，需要进行方案比较的内容往往不是单一的，通常是多个方面多个层次的比较。总体布置方案、首部枢纽布置、引水枢纽布置、厂房位置选择等，都是需要进行方案比较的部分。控制变量法就是选取一个变量，其它部位按拟推荐的方案设计，这样就能比较出我们选取的变量部分的差异。如某个工程需要分别对首部枢纽、引水系统、厂房枢纽进行方案比较，我们常常先让引水枢纽和厂房枢纽保持相同，进行首部枢纽比较，得出首部枢纽比较结论，而后再采用相同方法分别比较出引水系统和厂房枢纽。过控制变量的方式进行的方案比较，比较结论优劣明显，方案选择更清晰明了。当然在某些工程设计中，其各个变量可能是相互关联的，并不能控制某一个变量来设计，这种情况下可以选择两个变量同时比较，得到合适的结论。

3、综合比较

在水工设计方案比较的过程中，制约每个方案的因素很多，需要对各个方案进行综合比较，从水文条件、地形地质的条件、施工条件、枢纽布置条件、工程征地移民、动能成果差异、水保环保条件、经济评价分析等各方面分别论述每个参与比较的方案的异同。同时也可以针对运行管理的条件、工程可靠性、社会稳定影响等因素进行比较。通过各个影响因素的比较，整理各个方案的优势方面和劣势方面，综合分析从而得出比较结论，比较的因素越多，越能区分出各个方案的差异，进行正确的方案选择。

4、经济性比较

水工设计要综合考虑资金的投入发挥应有的资金效应，水工设计方案比较最终都可以转换为工程经济指标的比较。结合工程布置型式，施工组织设计等方面的要求，对不同方案需要产生的工程投入进行计算和核对，根据装机规模、灌溉效益等方面需要，计算出项目的各个经济指标。在此基础上，从经济的角度上选取最具有经济性的设计方案，以取得预期的经济效益和社会效益。

三、提高水工设计可靠性措施

1、落实设计前的实地勘测工作

优秀的水利水电工程设计是建立在对实地全面勘测基础上的，凡是脱离实际、照搬照抄、随意选择的设计方案都会给水利工程建设带来极大的困难以及安全隐患。设计人员必须要在设计之前对现场的地质条件、水文条件、地形地貌、气候、交通等情况进行全面的调查和分析，确保资料收集的全面性。然后在对这些资料严格分析的基础上，设计水利水电工程施工方案，以保证设计方案与实际情况相符。

2、端正态度，明确责任分工

中小型水电站设计中的很多问题都是客观因素引起的，但与设计人员的工作态度和责任心联系密切。因此，首先应增强设计人员的事业心，端正设计的态度，明确设计的重要性和自身的职责。针对不同的项目，做好清晰的设计分工。在明确各自责任的基础上，根据专业制定各阶段的目标和质量方针，并将责任落实到每一个人。各设计者应严格按照相关法律法规及建设单位的要求进行设计。项目总工程师及负责人应协调好个专业设计之间的相关技术和衔接问题，并实时控制与管理设计策划和进度的实施，发现问题及时纠正。

3、保证设计方案的深度

因为在工程的不同阶段，其深度的数值都是不相同的，尤其是到了工程后期，其深度往往会变得越来越深。所以，对水工设计方案的深度进行掌握时可以依据两条或两条以上的原则，而且这些原则更是日后进行水工设计方案的设计工作时所需要遵循的原则；在进行水工设计方案时要保证工程的各个阶段能够满足其深度的需求，特别是针对于相同阶段的各个方案，这些方案之间的深度应该保持相同，而且水工设计方案在最后的比选结果中的使用度是与其方案的设计深度有着直接关联的；水工设计方案的确定直接影响着可行性研究阶段与初步设计阶段的展开工作，特别是期间还要保证水工设计的各项方案必须满足具有一定深度的同时并且相同，同时还要整这两项研究阶段尽量避免对方案选择的影响。

结语

水利工程建筑在使用上基本不会出现功能、寿命等大的问题，但由于建筑者没有充分的艺术培养，使用功能上虽说满足需求，但是筑美学和艺术的需要往往达不到，很多建筑让人们觉得毫无美观可言。因此，创造条件进行全面规划、合理布局、统筹兼顾、综合治理，实现"以人为本，工程建设与生态环境协调发展"的新发展战略，以适应当今社会对水利发展的要求，高质量地进行水利工程建筑设计已势在必行。

参考文献

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[2]张和平.水利水电工程中水工设计方案的思考与分析[J].江西建材，2013，（4）：197-198.

[3]韩东伟，李敬祥.水利工程设计中应注意的几个问题[J].河北水利，2011（11）：19-21.