新形势下水利工程设计的原则及发展趋势

新形势下水利工程设计的原则及发展趋势

李亚敏 1 罗方 2

1黄河勘测规划设计研究院有限公司 河南省郑州 市 450003

2开封黄河河务局第一机动抢险队 河南省开封市475000

摘要：水利工程的设计与建设能够造福人类生活，促进人类社会的发展和进步，但是在建设中存在一些问题，基于此，水利工程设计需要融入先进理念，提升工程效益，提升环境保护水平，达到可持续发展的要求。

关键词：水利工程；设计；原则；趋势

1水利工程设计现状

1.1水利工程设计的侧重点有待调整

我国传统的水利工程设计更侧重于对自然水资源的管理要求，使水利工程达到一定的标准，进而实现水利工程的社会效益和经济效益，这样的设计方法虽然也可以取得一定的效果，但是，在一定程度上忽视了水资源的承受能力，严重时还会导致水资源的过度开发，引起生态环境的恶化问题，最终出现供水紧张和水资源严重短缺的现象，这也是传统水利设计工作的不足。另外，也有部分地区在进行水利工程设计时，没有进行水资源的优化和利用，这也是导致我国水资源匮乏的重要因素，必须引起重视。

1.2设计人员的环境保护意识有待提高

现阶段，我国对生态环境的重视程度不断提高，并且通过技术创新和改革，在很大程度上改善了我国的生态环境问题。但是，就目前我国水利工程设计工作的基本现状来看，在生态环境保护过程中仍存在一些问题，原因在于很多水利工程设计人员的环境保护意识有待加强，进行水利工程设计工作时，还没有引入生态水利工程概念，或者引入的时间较短，尚没有形成完善的应用体系，导致相关人员对这方面的研究还不够深入，最终引发了水利工程设计工作对环境的破坏问题。

1.3实际成本超投资预算

一般地，水利工程项目的建设周期比较长，施工过程中宏观经济环境、金融体系和成本控制的重大变动，都会对工程建设的成本控制和项目预算产生极大影响。然而，水利工程整体造价中施工成本属于最容易失去控制的部分，也是存在最大控制空间和工程造价占比最大的环节。不合理的水利工程设计是导致实际施工成本严重超投资预算的重要原因，为保证水利项目的安全运行和建设质量，负责设计的单位和人员往往选择相对保守的设计参数，在建筑材料和施工工艺选择时过于依赖设计方案，缺乏效益与成本观念。此外，由于前期缺乏深入细致的准备工作，从而使得水利设计方案不够详尽、全面，无法为造价人员的成本估算提供精准的数据，导致准确核算与估算工程造价时存在较大难度。

2水利工程的基本设计原则

2.1工程安全性和经济性原则

由于水利工程多建设在河流周边地区，这就使得水利工程具备储水、灌溉、防洪、航运、供电、水土保持等功能。但是，任何水利工程的施工都需要在保持原有生态平衡的基础上进行，切不可过于追求经济效益而忽略对生态环境的保护。为达到水利工程的建设标准，在水利工程的设计中，需始终遵循工程安全性与经济性的原则，从工程学与生态学的角度来进行设计，并在设计中融入水利学、水质工程学等方面的知识，使水利工程具有更好的安全性与耐久性。水利工程的功能相对多样，在投入使用以后需保障水利工程能够抵御洪涝、暴雨的侵袭。为满足这一要求，在设计工作开始之前，专业人员需详细勘察工程现场的水流情况、地质地形、气候因素，确保水利工程泄洪通道设计相对合理，能够抵御水流冲击。水利工程建设施工的过程中，可能会对周边局部生态环境产生一定的破坏，因此，在设计过程中需坚持生态性原则，保障能够在生态破坏最小的前提下实现水利工程的功能。

2.2坚持与环境工程设计进行有机结合

近年来，水利工程事业逐步迎来了新的发展机遇，人们在水利工程项目的建设过程中，不再单一局限于对水利工程经济与社会效益的追求，反而更关注水利工程经济、社会与生态效益的统一。在现代化水利工程设计理念下，对水利工程生态系统的要求更高，设计人员在工程设计中需坚持与环境工程设计相结合，不断优化水利工程的总体设计，发挥水利工程在环境保护、水资源调节等方面的重要作用。

3新形势下水利工程设计的原则及发展趋势

3.1落实限额设计工作

在体现科学合理的落实原则和保证设计方案符合施工要求的基础上，为了确保工程造价不超过投资预算，水利施工单位必须开展限额设计工作，水利工程造价控制过程中限额设计工作方法发挥着关键性的控制与决定作用。为了确保限额工作程序的全面落实，施工单位可从提高资源利用率、节约施工成本的角度入手，坚持人员合理、技术恰当、实事求是、设备合适的准则落实各项工作，科学合理的分析投资综合与施工总量，该方法为实现施工限额设计的有效方法，也是控制施工质量和管理施工过程的重要手段。

3.2发展生态水利工程

生态水利工程设计方案确定之前，设计人员应该深入的了解水资源的使用情况，掌握经济与社会的发展状态，通过科学合理的施工技术，在充分保障生态环境免被损坏的条件之下，要遵循客观发展规律，能够充分的发挥出水利工程的综合效益。水利工程建设不仅需要达到人们使用的要求，还要和周边环境保持融合，能够达到防洪抗旱的消耗，提升供水效果，能够保护周边自然环境。

生态河道的设计内容主要包括河道的平面设计、断面设计、河床以及护岸类型设计等。设计人员在实际设计工作中，应采取以下措施：（1）需要确定总体设计思路，完成工程立项，然后进行调查研究，加强实地勘察；（2）勘察工作结束后，设计人员应制订设计方案，并分析方案是否合理；（3）河道护岸设计中比较常用的是网格结构，这种设计可以提高河道设计的整体和生态性。设计人员可以在网格空间中种植绿植，进而对生态环境进行美化。另外，为了提高河道的抗冲蚀能力，设计人员需要设计不同的护岸结构，主要包括立式驳岸、斜式护岸、直立式结构等。

3.3实现水利工程节能运行

在目前的供水工程水泵节能改造中，加强水泵维护、采用多级水泵供水、选择合适水泵型号等方法都能有效实现水泵节能，在所有的节能技术中，变频调速技术在节能方面具有明显优势。变频调速技术具有高精度、高效率及大范围调速等优点，同时，应用变频调速技术时电机可以实现软启动，减少电流冲击对电网造成伤害的同时，降低机械冲击对机电设备造成的伤害，增加机电设备寿命，是目前在供电工程中广泛使用的节能技术。水泵变频调速调节指的是在不改变管网曲线的情况下，通过改变水泵的转速实现流量调节，在满足供水流量需求的同时，保证水泵在高效率区工作，达到节能目的。

除了变频调节节能技术以外，还可以通过对水泵的合理设计实现水泵节能，在进行供水工程设计时，设计人员要根据实际用水需求变化特点、最高用水需求量以及水压等，结合实际经验，选择水泵类型，确保水泵一直在高效率区运转，实现节能降耗。在必要时，还可以使用智能监控软件对水泵进行智能化控制，在供水需求较小时减少水泵工作台数，优化水泵整体运行状态，降低水泵的不必要能耗。

4结语

综上所述，水利工程建设主要的目的就是推动经济与社会的发展，同时也能够给人们创造良好的生活环境。但是很多水利工程的经济性不高，有一些水利工程会造成严重的生态环境损坏，因此，为了能够有效发挥水利工程建设的价值，在水利工程设计环节，应遵循工程安全性和经济性原则，坚持与环境工程设计进行有机结合，落实限额设计工作，发展生态水利工程，实现水利工程节能运行，从而达到人与自然和谐共处，为人类社会的进步起到积极的促进作用。

参考文献

[1]黄霄,周小珍.水利工程设计中节能技术的应用研究[J].节能,2020,39(10):65-67.

[2]曹磊.水利工程设计中生态理念应用探讨[J].珠江水运,2020,(19):23-24.

[3]李永华,赵磊.水利工程规划设计技术与创新[J].工程建设与设计,2020,(18):113-114.