浅析水电工程中设计方案思考及其工程应用

浅析水电工程中设计方案思考及其工程应用摘要：随着科学技术的进步，城镇化和农业经营体制改革的需要，我国的水利水电工程建设事业出现繁荣景象。本文对水电工程设计方案进入了较为系统的分析，并制定最佳的设计方案，最后基于工程投资、环境影响等方案对比进行了阐述。关键词：设计方案；工程应用前言：随着技术的发展、工程难度的提高以及国家对前期工作要求的提高，对水工设计方案的论证提出了越来越高的要求。因此，除了有较完善的水利水电规划外，还要在规划的基础上对工程设计的可行性方案进行对比优化，选出最佳设计，以实现水利工程建设投资效益最大化。本文通过总结多年设计和审查工作的经验，对水利水电工程设计方案进行了简析，并对方案的对比及其应用于工程中的价值进行了论述。一、水利水电工程特点水利水电工程相比其它的建设行业具有工期长、施工环境困难、工作场所差等特点。其技术的要求高，工程的安全性要特别的重视，同时工程的投资也高。在进行工程设计的同时也要把工程的经济效益考虑到位。在工程建设的前期，就要进行大量的论证对比工作，从而确定设计方案的合理性和可行性。二、工程设计方案的制定制定可行性的水利水电是前期工作中非常重要和关键的工作，要对设计方案进行合理的，全面地了解工程场址、主要建筑物型式和各水工建筑物布置方案等问题。由于国家对水利水电工作要求在提高，工程建设的质量要求和技术要求也在提高。作为前期的水工设计方案的论证工作必须仔细和严谨。1. 方案的拟定与设计。要做好对工程开发的任务、规模，结合建筑物布置、地形地质条件、施工条件、环境影响等因素进行综合分析，从而拟定两个或多个参与对比的方案。结合工程的建设要求对拟定方案的工程和建设的条件进行分析，同时还要考虑经济的效益问题，估算好各方案的投资、工期等，优化方案的设计。2.方案的比较与选择。综合考虑设计方案的比选因素，通过对各方案进行各方面的对比分析，总结各方案的优点及缺点。对设计方案进行比较后，经综合的分析，制定出最佳的设计方案。三、设计方案的对比工作在进行方案对比的考虑时，方案的设计和比较要建立在文件的要求之上，科学和客观的分析对各方案的利弊。在对方案进行拟定时，要参考设计或建设单位的建设意见，根据具体情况选择较优的方案。1.关于方案对比的步骤一般概括为方案的拟定、设计、比较和选择四个步骤，方案的拟定是根据工程开发的任务、规模，结合地形地质条件、建筑物布置、施工条件、环境影响等因素，经过分析，拟定两个或多个参与比选的方案。方案的设计是对各参选方案进行一定深度的设计，分析各方案的建设条件及工程对社会和环境的影响，估算各方案的投资、工期等，为方案的比较提供依据方案的比较是结合比选因素，对各方案进行全面的比较，得出各方案的优劣。方案的选择是在方案比较后，经综合分析，推荐最优方案。2.关于方案设计设计应有针对性、充分的依据和一定的深度三个方面。 设计的针对性是指设计不能生搬硬套和千篇一律，对水工设计来说，是指建筑物的型式、布置和工程处理措施等应根据设计条件的变化而有所不同。设计应有充分的依据是指方案的设计应经过充分的分析和论证。首先是建筑物设置和工程措施的采取应通过必要性论证，以解决为什么要做的问题，如设置调压井时，应先对为什么要设调压井进行论证。其次是建筑物的布置和尺寸的确定等应有科学的依据。为使依据充分，布置应符合各种标准和规范，体型和尺寸应通过计算或模型试验验证缺少既定规范或计算依据时应通过工程类比或借鉴同类工程的经验确定。在前期工作的各个阶段，设计深度有较大差别，越往后期深度越深。掌握的原则有两条，首先是应满足各阶段对设计深度的要求，其次是对同一阶段的不同方案，其设计深度应相同。方案比选结果的可信度与设计深度有较大关系。设计深度越深，比较结果的可信度更高。随着对前期工作要求的提高，在项目建议书阶段，要求基本选定坝址和基本坝型，对设计深度有了更的要求。3.关于方案对比的重要性方案的拟定是根据工程开发的任务、规模，结合地形地质条件、建筑物布置、施工条件、环境影响等因素，经过分析，拟定两个或多个参与对比的方案，分析各方案的建设条件及工程对社会和环境的影响，估算各方案的投资、工期等，为方案的比较提供依据。随着技术的发展、工程难度的提高以及国家对前期工作要求的提高，在工程实施前，进行大量的前期论证和研究工作，论证设计方案的可行性和合理性，已成了水利水电前期工作中非常重要和关键的工作。4.关于方案对比的原则4.1方案比选应实事求是方案比选的首要原则是方案的设计和比较应实事求是，对各方案的利弊应进行科学和客观地分析。拟定方案时，不能凭设计或建设单位的意愿而故意舍弃可能较优的方案。方案设计时，对各方案应一视同仁，不能故意压减或做大某一方案投资方案比较时，不能由于偏好哪个方案，而重点分析和夸大其有利因素，而故意突显该方案的优点。4.2各参选方案应具可比性 各参选方案须满足相同的规划指标，各方案应在相同的前提条件下进行比较。如坝址比选时，各方案的库水位或库容等指标应相同。参选各方案均应可行且互有优劣，如经初步分析，其中某方案在技术上不可行或与其它方案比较在各方面都处于劣势，则此方案可不参与比选。当然，如经分析，只有一方案可行或该方案在各方面都明显优于其他方案，也可以直接推荐该方案，而不一定进行详细的方案比选。各参选方案的设计深度应尽可能相同，如深度差别较大，则由于受到深度较浅方案的不确定性影响而使比选结果不可靠。各方案的设计应尽可能优化，即各方案本身的设计应较优，否则被淘汰的可能是实际上较优的方案。4.3方案的比较应综合全面方案设计完成后，应结合比选因素对各方案进行全面综合的比较。比较前应列出影响方案比选的各种可能因素。比较时应针对各比选因素按顺序进行详细的分析和对比。进行工程量和投资比较时应计入影响投资比较的所有项目。方案比较应抓住关键因素，比较前应分析哪些因素为关键因素和控制因素，哪些是次要因素，如果各方案各有优劣且难以抉择时，对关键因素应进行重点分析和对比方案比较的结果应明晰，针对各对比点应明确的结论，在报告编制中应将比较结果列表。四、环境影响一个设计方案，在规划和设计材料中必须有“环境影响评估”与“库区和下游准备工作”的有关内容。水利水电工程，不论其规模大小和建筑物组成如何，都在某种程度上影响着周围所有客体的环境：大气，地表水，地质环境，包括植物和生物的生态系统，包括水质和水生物在内的水生态系统，社会环境等。环境影响评估包括四个方面：一是研究工程建设地区的环境状况：二是阐明工程建设对环境的影响因素：三是在工程建筑影响下对周围环境状况进行预测：四是论证自然保护措施和补偿办法。在水工设计时，环境影响评估各阶段的每一一步骤都有其特殊性，这种特殊性与工程地区的天然条件和经济状况密切相关。 结语总之，在研究水利水电工程水工设计方案时，要秉着科学和实事求事的态度，遵循方案对比原则，对方案设计、工程投资、环境影响等因素进行综合评价分析，从中选出最优方案，实现水利工程建设投资效益最大化，更好地保障并促进流域的协调、可持续发展。