探究水利工程设计问题

探究水利工程设计问题

潘洪刚

湛江市水利水电勘测设计院

摘要：水利工程建设是我国的基础性设施，在我国的经济建设中占有非常重要的地位。水利工程的功能在过去来说主要是防洪抗旱，但是在现阶段，我国不断的加强生态系统建设的时候，对于水利工程的建设加入了对于水域的生态工程建设，在对水利工程建设的时候，不仅要考虑到它的经济利用价值，还要充分考虑到它可以带来的生态价值分析了水利工程设计与生态环境目前所存在的若干问题，有针对的论述了设计的原则。

关键词：水利工程；设计要点；问题；生态

一、水利工程设计的几个注意事项

1、总平面设计

水利建筑总平面设计一般包括水利工程主体建筑物和其他配套设施的总平面布局，主体建筑物一般包括闸、坝、泵站等，配套设施包括管理用房、生活用房、绿化、活动场地等。水利建筑的总平面设计不仅要满足基本的使用要求，做到功能分区布局合理，内部交通流线简洁、顺畅、有序，建筑物之间联系方便，减少不同使用功能之间的交叉干扰，而且应注重环境设计，考虑设计绿化、休息空间、职工体育运动场地等，丰富整体空间造型。同时各个建筑物也有集中和分散两种布置方式，各有其优点，具体采用哪一种布置方式，则应因地制宜，根据具体环境而定，或突出建筑，或强调环境。

2、建筑平面设计

同总平面设计类似，一般水工建筑物的设计程序首先是由水工专业、水机专业、电气专业等提出专业设备布置要求，然后由水工专业和建筑专业共同确定水工建筑物的平面布置形式，建筑专业主要把握建筑在总图布置中与交通的关系，建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、内部交通关系等方面是否满足规范以及使用需要。

3、设计阶段的详细步骤

1）预可行性研究

预可行性研究是在江河流域综合利用规划或河流（河段）水电规划以及电网电源规划基础上进行的设计阶段。其任务是论证拟建工程在国民经济发展中的必要性、技术可行性和经济合理性。本阶段的主要内容包括：河流概况及水文气象等基本资料的分析；工程地质与建筑材料的评价，工程规模、综合利用及环境影响的论证；初拟坝址、厂址和引水系统线路；初步选择坝型、电站、泄洪、通航等主要建筑物的基本形式与枢纽布置方案；初拟主体工程的施工方法，进行施工总体布置、估算工程总投资，工程效益的分析和经济评价等。

2）可行性研究

可行性研究阶段的设计任务在于进一步论证拟建工程在技术上的可行性和经济上的合理性，并要解决工程建设中重要的技术经济问题。主要设计内容包括：对水文、气象、工程地质以及天然建筑材料等基本资料作进一步分析与评价；论证本工程及主要建筑物的等级；通过水文水利计算，确定水库的各种特征水位及流量，选择电站的装机容量、机组机型和电气主接线以及主要机电设备；论证并选定坝址、坝轴线、坝型、枢纽总体布置及其他主要建筑物的型式和控制性尺寸；选择施工导流方案，进行施工方法、施工进度和总体布置的设计，提出主要建筑材料、施工机械设备、劳动力、供水、供电的数量和供应计划；提出水库移民安置规划及环境评价；提出工程总预算，进行技术经济分析，阐明工程效益。最后提交可行性研究报告文件，包括文字说明和设计图纸及有关附件。

3）招标设计

招标设计是在批准的可行性研究报告的基础上，将确定的工程设计方案进一步具体化，详细定出总体布置和各建筑物的轮廓尺寸、材料类型、工艺要求和技术要求等。根据招标设计图所确定的各类工程量和技术要求，以及施工进度计划，可以进行施工规划并编制出工程概算，作为编制标底的依据。编标单位则可以据此编制招标文件，包括合同的一般条款、特殊条款、技术规程和各项工程的工程量表，满足以固定单位合同形式进行招标的需要。施工投标单位，也可据此进行投标报价和编制施工方案及技术保证措施。

4）施工图设计

施工图设计是在招标设计的基础上，对各建筑物（含机电、金属结构）进行结构和细部构造设计，最后确定地基处理方案，进行处理措施设计；确定施工总体布置及施工方法，编制施工进度计划和施工预算等；提出整个工程分项分部的施工、制造、安装详图。施工图是工程施工的依据，也是工程承包或工程结算的依据。

二、生态环境保护问题

（1）水利工程规划设计时，并没有过多地考虑生态环境要求，满足不了良性生态循环和可持续发展的要求。

（2）水利工程设计人员的生态意识不强。

（3）即使重视水利工程的生态设计，但却忽略了水利工程建成后的生态管理和生态运转。

（4）在水利工程设计中，缺乏当地的生态、水文等具体资料。

（5）缺乏具体的生态水利工程设计方法及标准。

（6）生态设计满足不了整体生态系统的良性循环和可持续性。

3、景观设计问题

（1）景观设计与周围环境不协调，缺少人文因素。

（2）在水利工程建设的时候，许多水利工程景观设计都是在工程实施完成后才进行这一项设计，这种没有和工程项目一起规划的景观设计方式无疑会增加了景观设计的难度，而且这种设计方式往往不尽人意。

（3）景观设计缺乏创新。当前，许多景观设计存在盲目跟风的现象．缺少具有鲜明地方代表性的、风格独特的景观设计创意。

（4）景观设计中只考虑设计，忽略了景观建成后的管理和维护。

4、施工组织设计缺乏科学合理性

目前，在设计水利工程项目建设方案时，往往存在这样一个问题，即在设计施工组织时往往太过于简单。不少水利工程设计都未能结合施工组织的详细情况进行考虑，而施工组织的详细设计直接决定着工程项目后来的招投标工作。此外，在现今水利工程项目设计中仅仅是简单论述，而未能对料场所处位置、施工场地的详细情况、外运土方距离大小、建筑材料来源以及水电保障等方面的情况进行详细说明，这样非常不利于工程项目招投标工作的开展，尤其是给工程项目的决算留下了后患，严重时还会导致施工方索赔问题的出现。

5、工程基本资料不具体、不全面

设计审查过程中经常会出现这样的问题，即部分水利工程因为地理位置的相关基础资料全面、不具体，而这些资料又极大地影响着水利工程项目的设计。一般来说，水利工程项的设计资料有以下内容：当地遗迹，气象，水资源，水文以及地质等，而这些资料又直接定着设计时基本参数的确定以及设计公式的使用等。如果这些资料缺乏应有的准确性，就引发设计失误以及设计指标无法实现等问题。

三、新时期水利工程设计原则

新时期水利工程规划设计应遵循以下几点原则：

1、安全第一，经济合理的原则。水利工程是一种综合性、系统性工程，水利工程应满足防洪、供水、发电、航运、旅游等要求，还应考虑生态环境的可持续性。水利工程的设计应满足相关的规范要求，确保水利工程设施的安全性、稳定性和耐久性。

2、坚持生态化和自然化的原则。以人与自然和谐统一始终是可持续发展的长远设计主题，在保护原有自然景观和遵循自然规律的基础上，考虑工程、景观以及生态要求的条件下，充分发挥自然环境优势，采取因地制宜，将自然景观和人文景观高度结合，体现人与自然的融合。

3、以人为本的原则。水利工程设计应以人为本，以人为中心，以工程安全为基础，做到人与自然和谐统一，设计者应该把更多的情感融人到自然生态环境中去，从而营造出高品位的景观和环境。

4、合理利用水资源的原则。作为城市景观的水利工程，要保证工程景观功能的正常运行，蓄水是实现这一功能的重要手段，因此，在设计时应充分考虑水资源的合理利用，从而减少水资源的浪费。

5、人工景观与自然景观相结合的原则。人工景观设计是现代水利工程设计的重要内容，景观设计应当充分考虑原有天然景观的类型、分布和特点，将人工景观与天然景观融为一体，真正体现人与自然和谐相处的设计理念。

四、设计要点

1、水利工程设计应重视科学发展和可持续发展。水利工程设计前，应研究工程所建地的生态环境状况，设计时应解决好与周围环境的协调性和自然资源的合理利用。

2、注重美学研究，营造景观工程。水利工程设计应重视美学研究与景观设计，这将会给水利工程带来良好社会、经济和环境在内的综合效益。

3、水利工程设计应与生态环境工程设计相结合。生态水利工程的设计应当充分考虑并运用生态环境科学的相关理论和工程技术，实现水量与水质同步科学配置的目的，在水污染防治工程中为重要。由于水利工程作用的水量一般较大且季节性变化明显，所以水利工程设计中应重视与生态环境工程设计的有机结合。

4、设计时应重视文化品位和文化内涵。作为城市景观的水利工程，其文化品位通常是决定该城市品位高低的一个重要因素，是提升城市品位的重要基础设施。水利工程设计应在对城市的自然文化、人文风俗等特点深刻了解和感受的基础上，通过对景观、建筑小品、水域绿地的布局和规划，使水利工程的文化氛围与整个城市的文化品位融为一体。

5、水利工程设计应重视景观设计。由于水利工程的特殊性，在设计时应重视景观的设计。进行景观设计时应注意：

1）、景观设计的生态性。景观设计应尽量与周同环境相协调，尽量保持原生态。

2）、注重因地制宜，参与性、观赏性和实用性的相结合，真正做到人工环境与自然环境的融合。

3）、应重视与周围建筑的协调，重视当地文化和经济合理性。

结束语

水利工程设计关键存着着一些问题，导致这些问题直接对水利工程的质量产生重要的影响。为了有效的解决在当前水利工程设计环节的出现的设计不合理的现象，设计部门必须对设计的方案在满足经济性能的基础上进行方案的进一步优化，不断地变革相应的管理机制，培养技术人员的能力水平，保证水利工程设计具有良好的环保与经济性能，促进工程的可持续发展。

参考文献：

[1]朱党生；薛联芳；顾洪宾；论水利建设可持续发展的环境影响评价研究2016.12

[2]陈银萍，栗玉荣.我国水利工程设计问题研究2017.4

[3]魏东岩.浅析水利工程设计的现状及发展趋势2017.3