水利水電工程水工設計方案對比研究

摘要：本文歸納總結了水利水電工程水工設計方案對比的重要性及原則，并對方案設計、工程投資、環(huán)境影響等方案對比因素進行了闡述。

關鍵詞：水利水電工程；設計方案；對比

在水利水電工程建設中，除了有較完善的水利水電規(guī)劃外，還要在規(guī)劃的基礎上對工程設計的可行性方案進行對比優(yōu)化，選出最佳設計，以實現(xiàn)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(jīng)驗，對如何進行水利水電工程水工設計方案對比進行了分析，并對方案對比的一些重要因素進行了論述。

1 設計方案對比的重要性

一個方案的確定一般包括4個步驟：方案的擬定、方案的設計、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、規(guī)模，結合地形地質(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，擬定兩個或多個參與對比的方案。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(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)。方案的比較是結合比選因素，對各方案進行全面的比較，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)濟性提出了很高的要求。在工程實施前，需進行大量的前期論證和研究工作，以論證設計方案的可行性和合理性。隨著技術的發(fā)展、工程難度的提高以及國家對前期工作要求的提高，對水工設計方案的論證提出了越來越高的要求，如何快速、合理地選定設計方案，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鍵的工作。

2 設計方案對比的原則

方案對比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(yōu)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(yōu)點。

各對比方案須滿足相同的規(guī)劃指標，各方案應在相同的前提條件下進行比較。對比各方案均應可行且互有優(yōu)劣，如經(jīng)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，則此方案可不參與對比。當然，如經(jīng)濟分析，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，而不一定進行詳細的方案比選。

方案設計完成后，應結合對比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。比較時應針對各對比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。方案對比應抓住關鍵因素，對比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(yōu)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。

3 設計方案對比的因素

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)濟指標的因素，也包括運行管理條件、工程技術風險、環(huán)境影響及社會影響等難以量化的因素。本文就方案設計、工程投資和環(huán)境影響作為重點論述對象。

3.1 方案設計

方案設計首先應滿足工程運用的要求，工程實施后應能滿足工程的任務和規(guī)模，實現(xiàn)工程運用目標；其次是設計應滿足安全運行的要求，在技術上能成立，并有一定的安全余幅。

設計不能生搬硬套和千篇一律。對水工設計來說，建筑物的型式、布置和工程處理措施等應根據(jù)設計條件的變化而有所不同。首先是場址不同時，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。其次是對于同類項目，可能會由于地域不同，地方經(jīng)濟條件和發(fā)展水平的差異等，設計的著重點和控制因素可能不一樣。

設計應有充分的依據(jù)，方案的設計應經(jīng)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。其次是建筑物的布置和尺寸的確定等應有科學的依據(jù)。為使依據(jù)充分，布置應符合各種標準和規(guī)范，體型和尺寸應通過計算或模型試驗驗證缺少既定規(guī)范或計算依據(jù)時應通過工程類比或借鑒同類工程的經(jīng)驗確定。

另外，設計還應滿足實用的要求，采取的工程處理措施等應具備實用性和耐久性。應盡量采用成熟技術或施工難度較小的技術，力求使工程技術風險降到最小，如需所創(chuàng)新，應經(jīng)充分論證。另外設計應滿足環(huán)保的要求和考慮對社會的影響，力求工程的建設對周圍環(huán)境和社會的影響最小。方案的設計應與其他專業(yè)相協(xié)調(diào)，考慮其他專業(yè)的要求。

3.2 工程投資

水工設計是對工程的構思和描繪，投資則是水利水電工程貨幣化的體現(xiàn)。水工設計是控制基本建設規(guī)模、約束工程造價、提高投資效益的關鍵。對于水利水電工程的經(jīng)濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。

工程投資決策階段要對工程建設的必要性和可行性進行技術、經(jīng)濟評價論證，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)風大、浪高、潮急等惡劣的自然條件，以及臺風大潮帶來的風險等多變因素，科學地編制投資估算。這是工程造價全過程的管理龍頭，應適當留有余地，不留缺口。投資估算工作做得越細，結構層次分解越多，工程量計算越準確，精度就越高。投資估算是控制初設概算的依據(jù)，初設總概算超過可研報告審批投資的10%時，可研報告需重新報批。因此，一個精確、合理的投資估算報告可以為項目的成功實施提供一個可靠的基礎。

水工設計應該考慮工程施工，在一個方案設計后應該組織相關人員，對設計方案進行詳細、全面、認真的會審。經(jīng)濟上不僅要核算項目的一次性建設投資，還應該統(tǒng)籌考慮項目的運行成本、維修費用，以保證項目的全壽命費用最低。設計還要充分考慮到施工的可行性，保證運行操作的方便、安全。對同類項目、同類裝置，還應該到其他使用單位、實地進行詳細咨詢和調(diào)研，積極聽取其他使用單位的意見和建議，以進一步優(yōu)化設計。

3.3 環(huán)境影響

一個設計方案，在規(guī)劃和設計材料中必須有"環(huán)境影響評估"與"庫區(qū)和下游準備工作"的有關內(nèi)容。環(huán)境影響評估內(nèi)容應包括在建設投資分析論證階段。環(huán)境影響評估包括4個方面：一是研究工程建設地區(qū)的環(huán)境狀況；二是闡明工程建設對環(huán)境的影響因素；三是在工程建筑影響下對周圍環(huán)境狀況進行預測；四是論證自然保護措施和補償辦法。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。在水工設計時，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)濟狀況密切相關。

結語：

總之，在對水利水電工程水工設計方案進行對比研究時，要秉著科學和實事求事的態(tài)度，遵循方案對比原則，對方案設計、工程投資、環(huán)境影響等因素進行綜合評價分析，從中選出最優(yōu)方案，實現(xiàn)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(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：陳慶紅（出生1969年10- ）、性別男、民族（漢族），籍貫（浙江省、嵊州市）、現(xiàn)供職單位全稱及職稱：嵊州市水利水電勘察設計所、工程師，大學本科、從事水利水電工程設計。