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，城鎮化和農業經營體制改革的需要，我國的水利水電工程建設事業出現繁榮景象。本文對水電工程設計方案進入了較為系統的分析，并制定最佳的設計方案，最后基于工程投資、環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劃外，還要在規劃的基礎上對工程設計的可行性方案進行對比優化，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具有工期長、施工環境困難、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。要做好對工程開發的任務、規模，結合建筑物布置、地形地質條件、施工條件、環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的任務、規模，結合地形地質條件、建筑物布置、施工條件、環境影響等因素，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，得出各方案的優劣。方案的選擇是在方案比較后，經綜合分析，推薦最優方案。

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范，體型和尺寸應通過計算或模型試驗驗證缺少既定規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的任務、規模，結合地形地質條件、建筑物布置、施工條件、環境影響等因素，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化，即各方案本身的設計應較優，否則被淘汰的可能是實際上較優的方案。

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、環境影響

一個設計方案，在規劃和設計材料中必須有“環境影響評估”與“庫區和下游準備工作” 的有關內容。水利水電工程，不論其規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境：大氣，地表水，地質環境，包括植物和生物的生態系統，包括水質和水生物在內的水生態系統，社會環境等。環境影響評估包括四個方面：一是研究工程建設地區的環境狀況：二是闡明工程建設對環境的影響因素：三是在工程建筑影響下對周圍環境狀況進行預測：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度，遵循方案對比原則，對方案設計、工程投資、環境影響等因素進行綜合評價分析，從中選出最優方案，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、可持續發展。

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