水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案

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在水利水電工程建設(shè)中，除了有較完善的水利水電規(guī)劃外，還要在規(guī)劃的基礎(chǔ)上對工程設(shè)計(jì)的可行性方案進(jìn)行對比優(yōu)化，選出最佳設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)水利工程建設(shè)投資效益最大化。本文通過總結(jié)多年設(shè)計(jì)和審查工作的經(jīng)驗(yàn)，對如何進(jìn)行水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案對比進(jìn)行了分析，并對方案對比的一些重要因素進(jìn)行了論述。

　　1、設(shè)計(jì)方案對比的重要性

　　一個(gè)方案的確定一般包括4個(gè)步驟：方案的擬定、方案的設(shè)計(jì)、方案的比較和方案的選擇。方案的擬定是根據(jù)工程開發(fā)的任務(wù)、規(guī)模，結(jié)合地形地質(zhì)條件、建筑物布置、施工條件、環(huán)境影響等因素，經(jīng)過分析，擬定兩個(gè)或多個(gè)參與對比的方案。方案的設(shè)計(jì)是對各參選方案進(jìn)行一定深度的設(shè)計(jì)，分析各方案的建設(shè)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(jù)。方案的比較是結(jié)合比選因素，對各方案進(jìn)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(jīng)綜合分析，推薦最優(yōu)方案。

　　水利水電工程由于技術(shù)難度較大，工程的安全性十分重要，也由于工程投資高，對工程的經(jīng)濟(jì)性提出了很高的要求。在工程實(shí)施前，需進(jìn)行大量的前期論證和研究工作，以論證設(shè)計(jì)方案的可行性和合理性。隨著技術(shù)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(shè)計(jì)方案的論證提出了越來越高的要求，如何快速、合理地選定設(shè)計(jì)方案，確定工程場址、主要建筑物型式和各水工建筑物布置方案，論證其可行性和合理性成了水利水電前期工作中非常重要和關(guān)鍵的工作。

　　2、設(shè)計(jì)方案對比的原則

　　方案對比的首要原則是方案的設(shè)計(jì)和比較應(yīng)實(shí)事求是，對各方案的利弊應(yīng)進(jìn)行科學(xué)和客觀地分析。擬定方案時(shí)，不能憑設(shè)計(jì)或建設(shè)單位的意愿而故意舍棄可能較優(yōu)的方案。方案設(shè)計(jì)時(shí)，對各方案應(yīng)一視同仁，不能故意壓減或做大某一方案投資方案比較時(shí)，不能由于偏好哪個(gè)方案，而重點(diǎn)分析和夸大其有利因素，而故意突顯該方案的優(yōu)點(diǎn)。

　　各對比方案須滿足相同的規(guī)劃指標(biāo)，各方案應(yīng)在相同的前提條件下進(jìn)行比較。對比各方案均應(yīng)可行且互有優(yōu)劣，如經(jīng)初步分析，其中某方案在技術(shù)上不可行或與其它方案比較在各方面都處于劣勢，則此方案可不參與對比。當(dāng)然，如經(jīng)濟(jì)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(jìn)行詳細(xì)的方案比選。

　　方案設(shè)計(jì)完成后，應(yīng)結(jié)合對比因素對各方案進(jìn)行全面綜合的比較。比較前應(yīng)列出影響方案比選的各種可能因素。比較時(shí)應(yīng)針對各對比因素按順序進(jìn)行詳細(xì)的分析和對比。進(jìn)行工程量和投資比較時(shí)應(yīng)計(jì)入影響投資比較的所有項(xiàng)目。方案對比應(yīng)抓住關(guān)鍵因素，對比前應(yīng)分析哪些因素為關(guān)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(shí)，對關(guān)鍵因素應(yīng)進(jìn)行重點(diǎn)分析和對比方案比較的結(jié)果應(yīng)明晰，針對各對比點(diǎn)應(yīng)明確的結(jié)論，在報(bào)告編制中應(yīng)將比較結(jié)果列表。

　　3、設(shè)計(jì)方案對比的因素

　　影響方案對比的因素較多，既包括地形地質(zhì)條件、建筑物布置、施工條件、施工工期、工程占地、工程投資等可量化成經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的因素，也包括運(yùn)行管理?xiàng)l件、工程技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境影響及社會影響等難以量化的因素。本文就方案設(shè)計(jì)、工程投資和環(huán)境影響作為重點(diǎn)論述對象。

　　3.1方案設(shè)計(jì)

　　方案設(shè)計(jì)首先應(yīng)滿足工程運(yùn)用的要求，工程實(shí)施后應(yīng)能滿足工程的任務(wù)和規(guī)模，實(shí)現(xiàn)工程運(yùn)用目標(biāo)；其次是設(shè)計(jì)應(yīng)滿足安全運(yùn)行的要求，在技術(shù)上能成立，并有一定的安全余幅。

　　設(shè)計(jì)不能生搬硬套和千篇一律。對水工設(shè)計(jì)來說，建筑物的型式、布置和工程處理措施等應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)條件的變化而有所不同。首先是場址不同時(shí)，由于地形地質(zhì)條件等不一樣，建筑物的型式、布置等有所差別。壩址比選中，各參選方案的壩型、樞紐布置等會由于場址不同而可能不一樣，而不僅僅是工程量和投資等的差別。長距離輸水渠道中，渠道的型式、斷面尺寸等隨著渠段所處位置和地形地質(zhì)條件的變化而變化。其次是對于同類項(xiàng)目，可能會由于地域不同，地方經(jīng)濟(jì)條件和發(fā)展水平的差異等，設(shè)計(jì)的著重點(diǎn)和控制因素可能不一樣。

　　設(shè)計(jì)應(yīng)有充分的依據(jù)，方案的設(shè)計(jì)應(yīng)經(jīng)過充分的分析和論證。首先是建筑物設(shè)置和工程措施的采取應(yīng)通過必要性論證，以解決為什么要做的問題。其次是建筑物的布置和尺寸的確定等應(yīng)有科學(xué)的依據(jù)。為使依據(jù)充分，布置應(yīng)符合各種標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，體型和尺寸應(yīng)通過計(jì)算或模型試驗(yàn)驗(yàn)證缺少既定規(guī)范或計(jì)算依據(jù)時(shí)應(yīng)通過工程類比或借鑒同類工程的經(jīng)驗(yàn)確定。

　　另外，設(shè)計(jì)還應(yīng)滿足實(shí)用的要求，采取的工程處理措施等應(yīng)具備實(shí)用性和耐久性。應(yīng)盡量采用成熟技術(shù)或施工難度較小的技術(shù)，力求使工程技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)降到最小，如需所創(chuàng)新，應(yīng)經(jīng)充分論證。另外設(shè)計(jì)應(yīng)滿足環(huán)保的要求和考慮對社會的影響，力求工程的建設(shè)對周圍環(huán)境和社會的影響最小。方案的設(shè)計(jì)應(yīng)與其他專業(yè)相協(xié)調(diào)，考慮其他專業(yè)的要求。

　　3.2工程投資

　　水工設(shè)計(jì)是對工程的構(gòu)思和描繪，投資則是水利水電工程貨幣化的體現(xiàn)。水工設(shè)計(jì)是控制基本建設(shè)規(guī)模、約束工程造價(jià)、提高投資效益的關(guān)鍵。對于水利水電工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析，應(yīng)遵循風(fēng)險(xiǎn)最小和效益最大原則。

　　工程投資決策階段要對工程建設(shè)的必要性和可行性進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)評價(jià)論證，對不同的開發(fā)方案（如海堤走向、工程規(guī)模、平面布置等）進(jìn)行分析比較，從中選擇出最優(yōu)開發(fā)方案。海上工程要充分考慮海上作業(yè)風(fēng)大、浪高、潮急等惡劣的自然條件，以及臺風(fēng)大潮帶來的風(fēng)險(xiǎn)等多變因素，科學(xué)地編制投資估算。這是工程造價(jià)全過程的管理龍頭，應(yīng)適當(dāng)留有余地，不留缺口。投資估算工作做得越細(xì)，結(jié)構(gòu)層次分解越多，工程量計(jì)算越準(zhǔn)確，精度就越高。投資估算是控制初設(shè)概算的依據(jù)，初設(shè)總概算超過可研報(bào)告審批投資的10%時(shí)，可研報(bào)告需重新報(bào)批。因此，一個(gè)精確、合理的投資估算報(bào)告可以為項(xiàng)目的成功實(shí)施提供一個(gè)可靠的基礎(chǔ)。

　　水工設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮工程施工，在一個(gè)方案設(shè)計(jì)后應(yīng)該組織相關(guān)人員，對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行詳細(xì)、全面、認(rèn)真的會審。經(jīng)濟(jì)上不僅要核算項(xiàng)目的一次性建設(shè)投資，還應(yīng)該統(tǒng)籌考慮項(xiàng)目的運(yùn)行成本、維修費(fèi)用，以保證項(xiàng)目的全壽命費(fèi)用最低。設(shè)計(jì)還要充分考慮到施工的可行性，保證運(yùn)行操作的方便、安全。對同類項(xiàng)目、同類裝置，還應(yīng)該到其他使用單位、實(shí)地進(jìn)行詳細(xì)咨詢和調(diào)研，積極聽取其他使用單位的意見和建議，以進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)。

　　3.3環(huán)境影響

　　一個(gè)設(shè)計(jì)方案，在規(guī)劃和設(shè)計(jì)材料中必須有“環(huán)境影響評估”與“庫區(qū)和下游準(zhǔn)備工作”的有關(guān)內(nèi)容。環(huán)境影響評估內(nèi)容應(yīng)包括在建設(shè)投資分析論證階段。環(huán)境影響評估包括4個(gè)方面：一是研究工程建設(shè)地區(qū)的環(huán)境狀況；二是闡明工程建設(shè)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(jìn)行預(yù)測；四是論證自然保護(hù)措施和補(bǔ)償辦法。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(zhì)環(huán)境，包括植物和生物的生態(tài)系統(tǒng)，包括水質(zhì)和水生物在內(nèi)的水生態(tài)系統(tǒng)，社會環(huán)境等。在水工設(shè)計(jì)時(shí)，環(huán)境影響評估各階段的每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(jīng)濟(jì)狀況密切相關(guān)。

　　結(jié)語：

　　總之，在對水利水電工程水工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對比研究時(shí)，要秉著科學(xué)和實(shí)事求事的態(tài)度，遵循方案對比原則，對方案設(shè)計(jì)、工程投資、環(huán)境影響等因素進(jìn)行綜合評價(jià)分析，從中選出最優(yōu)方案，實(shí)現(xiàn)水利工程建設(shè)投資效益最大化，更好地保障并促進(jìn)流域的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。