水利水電工程水工設(shè)計方案對比研究

徐德輝

（江西省撫州市水電勘測設(shè)計院 撫州市 344000）

設(shè)計方案的比選包含了方案的擬定、設(shè)計、比較以及選取這四大步驟。對于方案的擬定，主要是針對于工程開發(fā)本身的規(guī)模、任務(wù)、施工條件以及周圍的環(huán)境因素等，來制定兩個或兩個以上的方案參與比選；方案的設(shè)計，則是指基于參選方案的建設(shè)條件、工程施工對于社會及環(huán)境的影響的分析，對參選方案進(jìn)行有深度的分析；方案的比較是指結(jié)合比選設(shè)定的因素，對所擬定的方案進(jìn)行全面的、多角度的比較后，選出適于施工的最佳水工設(shè)計方案。對于水利水電工程施工方案而言，從眾多的設(shè)計方案中快速、準(zhǔn)確地選出適合工程施工的設(shè)計方案，可以為確定有關(guān)水利水電工程的場址、及建筑物等工作的布置奠定堅實(shí)基礎(chǔ)，提升整個施工的經(jīng)濟(jì)性。因此，論證水工設(shè)計方案的合理性與可靠性就成為水利水電前期工作中的關(guān)鍵所在。

1 水工設(shè)計方案對比的原則分析

（1）實(shí)事求是原則。

由于水利水電工程自身的技術(shù)難度較大，而且工程的安全性也比較高，因此，對于工程自身的投資要求也相對而言比較高，在現(xiàn)有資金的條件下，如何保障工程的經(jīng)濟(jì)型，就對工程設(shè)計提出了很高的要求。由此可見，水利水電工程自身的水工設(shè)計方案對比的首要原則就是遵從實(shí)事求是原則。實(shí)事求是原則不僅指對方案的設(shè)計與比較要實(shí)事求是，而且對于參選的方案中存在的利弊也要基于實(shí)事求是的原則進(jìn)行客觀、科學(xué)的分析。不能僅憑建設(shè)單位的主觀意愿而放棄一些較優(yōu)的方案，也不可以一味的夸大或掩蓋具有弊端的方案。方案設(shè)計階段，對于參與對比的方案應(yīng)做到一視同仁，不能因?yàn)樽陨韺δ骋环桨钙枚浯蠓桨副旧淼挠欣蛩兀室馔癸@該方案的優(yōu)點(diǎn)。而應(yīng)基于方案設(shè)計中地形地質(zhì)條件、建筑物布置、施工條件、環(huán)境影響等因素，實(shí)事求是的對參與對比的方案進(jìn)行客觀、公正的分析，為水利水電工程選擇最有效的、經(jīng)濟(jì)的方案，以有利于該方案在施工中的有效實(shí)施，保證水利水電工程社會效益最大化以及對周圍環(huán)境的不利影響降至最低。

（2）全面性原則。

近些年來，伴隨著施工技術(shù)的發(fā)展、工程難度的提升，國家對于水利水電施工的前期工作如水電設(shè)計方案的論證提出了越來越嚴(yán)格的要求。因此，當(dāng)水利水電方案設(shè)計完成后，基于全面性原則，應(yīng)針對各比選因素按順序?qū)⑴c對比的方案進(jìn)行全面綜合的對比與分析。有關(guān)方案比較的結(jié)果應(yīng)基于清楚、明晰的要求，針對各對比點(diǎn)應(yīng)明確的結(jié)論，在編制報告中，將有關(guān)比較結(jié)果列表，有利于施工方案的選取。對可能影響施工的因素，在比較前列出影響方案對比的各種可能性因素，并將所列出的眾多因素細(xì)分為關(guān)鍵性、次要性的因素，在以重要因素為主、次要因素為輔的前提下，對計入影響投資對比的所有項目進(jìn)行對比與分析。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。當(dāng)參與對比的方案之間各有優(yōu)劣且難以抉擇時，就應(yīng)基于關(guān)鍵性因素進(jìn)行重點(diǎn)的對比。

（3）可比性原則。

可比性原則是指對參與對比的方案，應(yīng)在相同的條件下、基于相同的選取指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)的方案設(shè)計比較工作。因此，一是各參選方案均需要滿足相同的規(guī)劃指標(biāo)，是在相同的前提條件下實(shí)行比較；二是各參選方案經(jīng)過初步的分析，在技術(shù)上可行且互有優(yōu)劣的進(jìn)行比較，而對于技術(shù)上不可行或者某一方案在某一方面處于明顯的劣勢，則此方案不參與對比；三是對于參與對比的方案，其設(shè)計深度應(yīng)在同一水平上，或者是盡可能的使其水平保持相同。若對比方案之間深度差別較大，就會因?yàn)樵O(shè)計方案深度較淺的原因，導(dǎo)致因自身的不確定性而影響到對比結(jié)果的可靠性；四是經(jīng)過優(yōu)化之后的對比方案的設(shè)計參與對比，即參與對比的方案本身具有較強(qiáng)的優(yōu)勢，否則就會面臨被淘汰的危險。

2 水工設(shè)計方案對比的影響因素分析

（1）方案設(shè)計。

為了保證參與對比的方案設(shè)計能夠合理，不影響到方案的對比以及方案的選擇，在進(jìn)行水工設(shè)計方案設(shè)計時，應(yīng)密切關(guān)注以下幾點(diǎn)：首先，滿足設(shè)計方案的基本需求。滿足設(shè)計的基本需求是指一方面滿足工程運(yùn)用的要求，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)，同時還應(yīng)該在技術(shù)能成立，并有一定的安全盈余，滿足工程設(shè)計安全運(yùn)行的需求。其次，方案設(shè)計要具有針對性。對水工設(shè)計而言，設(shè)計具備針對性是指水工設(shè)計方案不能千篇一律，要因地制宜，突出新穎性特點(diǎn)，基于對水利水電工程周圍的建筑物形式、工程處理措施以及布置等設(shè)計條件，而作出相應(yīng)的轉(zhuǎn)變。比如，基于水利水電場址的選取的不同，就會因?yàn)閳鲋分車牡刭|(zhì)、地形條件以及環(huán)境的變化而設(shè)置不同的壩型與樞紐的布置。對于水電工程中的同類項目，也存在因地域不同、地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等的差異，而產(chǎn)生設(shè)計的重點(diǎn)與可控制因素的差別。比如在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，為保證工程的安全性或者是促使工程對環(huán)境影響降至最低，一般工程的投資放在方案設(shè)計中就不會居于最主要的位置。此外，水工設(shè)計方案的設(shè)計目的不同，也會產(chǎn)生不同的工程處理措施。比如，在建筑物基礎(chǔ)處理中，首先應(yīng)了解建筑物基礎(chǔ)處理的目的是加固還是防滲，如果的防滲，那么下一步就是考慮控制建筑物基礎(chǔ)處理的重點(diǎn)是控制滲透量還是防止?jié)B透破壞。再次，方案設(shè)計要基于充分的了解基礎(chǔ)上，具有一定的深度。設(shè)計深度越深，比較結(jié)果的可信度更高。設(shè)計方案必須基于對水利水電工程的足夠了解，體現(xiàn)設(shè)計方案的深度，滿足各階段施工對設(shè)計方案深度的要求。對于方案中同一階段的不同方案，與之相關(guān)的設(shè)計方案深度應(yīng)盡可能的保持相同。由于要確定方案，在可行性研究階段、初步設(shè)計階段各比選方案應(yīng)有較深且相同的深度。例如水庫樞紐工程，在項目建議書階段，有關(guān)壩址、壩型等方案只需初步選定，而有關(guān)設(shè)計的深度也僅需要以控制投資的精度來作為標(biāo)準(zhǔn)。但是，隨著對前期工作要求的提高，要選定壩址和基本壩型，在項目建議書階段就對設(shè)計深度有了更高的要求。設(shè)計方案是基于充分的證據(jù)而進(jìn)行設(shè)計的。這一點(diǎn)是指，對于方案的設(shè)計，應(yīng)經(jīng)過充分的分析與論證，既要滿足施工的適用性要求，還應(yīng)采用具有成熟、難度較小的施工技術(shù)等，來布置設(shè)計方案中的各種標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，力求使工程技術(shù)風(fēng)險降到最小，滿足環(huán)保的要求和考慮對社會的影響最小。與此同時，方案的設(shè)計應(yīng)與其他專業(yè)相協(xié)調(diào)，考慮其他專業(yè)的要求，通過工程類比或借鑒同類工程的經(jīng)驗(yàn)確定。

（2）工程投資。

對于水利水電工程而言，水工設(shè)計方案是對水利水電整個工程實(shí)施的總構(gòu)思，但是投資是水利水電工程貨幣化實(shí)施的表現(xiàn)。因而，從有關(guān)設(shè)計方案的相關(guān)工作可知，水工設(shè)計對于施工來講，是控制基本建設(shè)規(guī)模、約束水電工程造價、提高水利水電工程經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵性因素。設(shè)計方案應(yīng)充分考慮施工的可行性，通過對同類項目、裝置以及其他使用單位進(jìn)行實(shí)地的咨詢，積極地聽取其他使用單位的建議，不斷地優(yōu)化設(shè)計方案，保證設(shè)計方案在施工運(yùn)作中的安全性與可操作性。與此同時，水工設(shè)計方案應(yīng)有相關(guān)的組織人員，對設(shè)計方案進(jìn)行全面、詳細(xì)、認(rèn)真的會審。從經(jīng)濟(jì)上對項目的運(yùn)行成本、維修費(fèi)以及核算項目的一次性投資進(jìn)行統(tǒng)籌考慮，進(jìn)而保證項目的全壽命費(fèi)用最低。比如，對于海上工程，應(yīng)充分的考慮到海上作業(yè)存在的浪高、潮急以及風(fēng)大等惡劣自然條件，科學(xué)的編制設(shè)計方案中的投資預(yù)算。水利水電工程的合理性經(jīng)濟(jì)性分析，最重要的就是遵循效益最大、風(fēng)險最小的原則。通過細(xì)化工程投資估算，并將估算工作分解成多項結(jié)構(gòu)，對有關(guān)工程建設(shè)的可行性進(jìn)行經(jīng)濟(jì)的、技術(shù)的評價與論證，進(jìn)而對不同的開發(fā)方案進(jìn)行對比分析，從中獲得最優(yōu)的水工設(shè)計方案。

（3）環(huán)境影響。

設(shè)計水工方案時，在各階段，環(huán)境影響的每一步驟都具有一定的特殊性，這種特殊性與工程地區(qū)的經(jīng)濟(jì)狀況以及周圍環(huán)境的天然條件密切相關(guān)。無論是水利水電工程的規(guī)模大小，還是建筑物的組成，均在一定程度上對水電工程周圍的環(huán)境產(chǎn)生影響，如大氣，地表水，地質(zhì)環(huán)境等客體，以及植物和生物的生態(tài)系統(tǒng)、水生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生或多或少的影響。因此，在一項水利水電工程的水工設(shè)計方案中，應(yīng)將“環(huán)境影響評估”和“庫區(qū)下游準(zhǔn)備工作”等相關(guān)內(nèi)容包含在內(nèi)，這樣才在政策上保證施工對周圍環(huán)境的影響降至最低。環(huán)境影響對于方案設(shè)計的影響主要表現(xiàn)在施工的建設(shè)投資階段。有關(guān)環(huán)境影響的評估主要分為以下四方面：一是對工程建設(shè)周圍環(huán)境狀況的研究與分析；二是對于環(huán)境影響因素的闡明與表述；三是對因?yàn)楣こ探ㄔO(shè)，對周圍環(huán)境狀況的預(yù)測與分析；四是對周圍自然保護(hù)措施以及補(bǔ)償辦法的論證。

3 結(jié) 語

綜上所述，進(jìn)行水工設(shè)計方案的對比時，為保證方案設(shè)計的合理性，所進(jìn)行的設(shè)計應(yīng)盡量優(yōu)化并有一定的設(shè)計深度，設(shè)計應(yīng)具有充分的依據(jù)。與此同時，為了保證參與對比的方案最優(yōu)，首先應(yīng)遵循科學(xué)性、實(shí)事求是的原則，基于對比方案的可比性特點(diǎn)，全面綜合地對方案設(shè)計、工程投資、環(huán)境影響等因素進(jìn)行綜合的、深入的比較與分析，以保證設(shè)計方案更加合理。

1 邱紅，王素芳，王茜.淺談水利工程可行性研究報告設(shè)計方案的比較[J].山東水利，2005 ,(5 ).

2 張英峰，張英義.淺淡水利設(shè)計的幾個問題[J].吉林水利，2008 ，(05 ).

3 付強(qiáng)，王曉莉.水利工程的目標(biāo)規(guī)劃與方案比較[J].治淮，2007 ,(8 ).

4 朱永春，劉朝英，果海威.淺議水利工程設(shè)計中合理的投資控制[J].水利科技與經(jīng)濟(jì)，2008 ,(7 ).

5 韓東偉，李敬祥.水利工程設(shè)計中應(yīng)注意的幾個問題[J].河北水利，2005 ,(11 ).