中小型水利水电工程设计中常见问题及对策分析

张建军

摘要：近年来，随着我国经济建设的快速发展，各地区对于中小型水利水电项目的需求也在不断的增加，并且对工程设计的可行性和经济合理性的要求也逐渐升高。而工程设计作为水利水电项目的重要核心，贯穿于整个水利水电的建设过程，关系到了工程项目的质量水平和功能造价，并且是决定整体项目总体的效益水平的关键问题。但是当前在中小型水利水电工程设计的过程中还存在着很多的问题需要解决，因此，必须要加强水利水电设计的管理工作，全面提高工程的质量。

关键词：中小型水利水电；工程设计；出现的问题

中图分类号： TV 文献标识码： A

前言

水利水电工程是我国一项极为关键的基础设施建设，在发电、防洪、灌溉、用水等方面都做出了巨大贡献。由于工程巨大、结构复杂，在勘察、设计时通常要考虑地质勘测、气候水文、结构承受力、施工工艺以及各项管理调度工作，而且水利工程投资大，需要消耗大量的人力物力对环境也有较大影响，设计工作必须做好全面考虑。而由于不同的地域其设计单位具有不同的资质，因此在对水利水电工程进行设计的过程中出现了一些问题，本文主要从以下几个方面对其进行深入的探讨与研究。

1.水利水电工程设计中出现的问题

1.1、前期准备工作不充分

设计单位出于时间或资金问题，没有全面搜集当地的资料，导致在进行设计的过程中资料欠缺，不详细，使得对于坝址的选择、电站形式的选择和实际的情况不相符合，存在着明显的差异和偏差，直接影响了设计方案，从而影响了施工工程的整体质量，从而在后期会产生一些对造价的影响。在中小型水电站项目中，进行实地勘察的过程太过于简单，导致勘察的结果和实际不相符合，造成施工方案和坝址的选择存在着很多的隐患。在进行施工建设的过程中如果发现地形和地质不合适，那么就要对勘察的方案和设计的方案进行补充，并且变更设计。既加大了资金投入，又延误工期，更严重的是影响了电站的正常投入运行和并网发电。有些地方由于财政困难常在前期支付足够的经费，然后很着急的马上动工，没有足够的时间与足够的经费，导致工程设计对当地环境、经济、社会水资源配置等方面的综合分析深度不够。

1.2、前期的规划不够深入

第一，水利水电工程项目所处的地理位置、水文以及周边资源与环境等，都是其进行设计的基础，因此需要设计者有效地把握。然而一些设计人员在设计项目的过程中，为了最大限度的得到成果，缩短时间，实现较好的经济效率，并没有深入地考察与研究相关地区的资料，而是采取直接获得资料的方式来进行设计。还有水利计算公式的引用，参数的确定，设计方案的具体选择都不能称之为详实与精确。从而造成坝址与电站具体结构形式的选择和实际情况有着比较大的出入，或者出现比较明显的偏差，由此造成严重的后果。

第二，在一些水利设计部门中，鉴于专业技术人员偏少，设计任务比较重以及时间紧迫，因此为了有效地减少开支，就不断地简化实地勘察的工作程序。主要表现为一方面仅仅采取了工程地质的测绘，而没有进一步的勘察地质状况;另一方面则是及时对地质进行了实地勘测，可是布点比较少，同时钻探的深度也不够，有些仅仅是采用槽探的形式，或简单的地质描述，却没有采取相对应的手段对其进行勘测，如近两年进入国家规划的小型水库除险加固工程等，这些都妨碍了实质地质情况的科学准确表现。

1.3、设计人员的素质比较低

第一，由于现实生活中，许多工程均是由专业不同的设计人员或者是专业组来共同完成的，因此经常会出现一些沟通与协调不及时的状况。而水工建筑以及机电设备与安装等各个专业都属于单独设计，彼此之间的沟通、交流不够经常会出现一些失误。具体而言，表现为设计综合配套不够合理与完善，导致施工的过程中重复施工等，这种情况多存在于各地级市设计(院)部门，也主要因为专业的配置不全或不到位，很多附属专业可能就由水工建筑专业人员代替了。

第二，一些设计人员主要沿袭传统的设计思路，并没有从整个宏观上来充分考虑项目建设过程中的单位工程以及单元工程还有工序上的合理安排与衔接，从而导致了在具体的项目建设过程中前期完成的项目同后期准备建设的项目之间的脱节。由于前期项目的具体结构已经完成，可能导致后期项目不能够有效地进行和实施，从而增加了施工的困难。

1.4、工程设计方案对工程造价的影响

在水利水电工程中，一次性的投资的特点和运行有着一定的反比的关系，而工程设计质量的好坏直接影响了两者之间的关系和结合，因此，完美的设计就会使得工程建设的项目费用为最低。工程项目的建设主要包括三大阶段，即项目决策、项目设计和项目实施。而在整个工程建设过程中，设计和决策两个阶段是投资控制的关键所在，当一个工程项目做出投资决策以后，关键得看工程设计，而工程设计方案的优劣却直接影响到工程造价及其质量。

2.解决水利水电设计中出现问题的解决措施

2.1、采用虚拟仿真技术

数字仿真技术在以往多是以计算机技术与一些专业物理效应设备为基础的，通过物理模型进行实验，然后利用获得的数据资料及专家掌握的知识对实验结果进行研究，以做出正确决策。其优点不言而喻，其最大的不足在于无法对人的感知进行模拟，以至于其仿真工作大都是事先设置好的，而不能体现人的想法。

经过长期的探索发展，各种新技术相继而生，出现膜拟人的感官刺激已经不再是幻想，利用虚拟现实技术和计算机仿真技术，可使模拟系统对外部环境有清晰的认识，实现了空间时间和意念感知的结合。该技术要经过三个程序，一是仿真建模，二是模型试验，三是可视分析。其中，仿真建模主要包括几何、物理属性以及应用建模。从某种意义上讲，仿真即建模和试验，通过对模拟建立的模型进行试验，然后用于另一个存在系统的研究。在水利设计中，几何模型及物理属性模型等虚拟原型的建立是极为关键的，虚拟仿真即是利用虚拟原型来代替物理原型。虚拟环境的建立，使得设计人员可以随时对模型，进行修改，可及时发现问题并加以处理。虚拟仿真系统在设计中的作用十分重大，仿真平台凭借其交互特点及优越的图形处理能力，对处理和计算结果进行仔细分析，可明确设计中的关键问题，从而为设计的优化创造必要的前提条件。如近些年多用于的3D成图(像)等技术。

2.2、保证前期设计方案的实施

具体而言，在实际工程中需要不断地加大对设计工作的前期投入，这也是科学有效地完成优秀的水利水电工程设计的重要基础与前提。需要各个级别的设计(院)部门引用与采用先进的技术，具有优良性能的勘测设备，还有具备一大批有着较高职业技能与水平的技术人员。一方面需要重视前期的勘测工作，获得可靠的一手资料，针对与工程相关联的地质与水文等资料要着重收集;另一方面要结合水利水电工程的具体特点，来认真有效地做好水力以及结构上的计算，挑选出最合理的工程设计方案，从而实现水工的建筑物以及机械与电气等实现合理的配套。这样当设计完成之后，保证工程在级别以及防洪能力方面都能够满足相关标准，从而最大限度地实现工程的效益。

2.3、重视设计的质量管理

在实际工程中，需要相关部门不断地提高与加强质量管理概念与认识，有效地提高质量管理水平。水利水电工程是关系到国计民生的大工程，必须确保高质量。在具体的实施过程中，则要始终坚持质量为本方针，依据相关设计来进行工程建设。严格地把握设计各个过程，控制程序操作，树立起严谨的科学态度。

2.4、实行必要的设计监理制度

如果在进行设计的过程中，对设计的工作进行全过程的监督和控制，那么一定会促使设计单位提高设计的质量，并且在一定程度上达到设计的标准和水平，这样有利于后期对工程造价的有效控制。相关部门应该给予积极的配合，利于设计监理单位开展工作，同时应加强对设计监理的管理，根据合同条款考核设计监理的工作业绩，并给予相应的奖惩。

2.5、保证设计资料的真实性

我国现有的各种水文计算规范中规定，水利水电工程的规划设计，首要的是对水文基本资料进行严格审查和复核。工程水文设计受基础资料等诸多方面的干扰，多多少少会存在成果评判上的差异，这就要求对工程水文设计的相关资料必须认真仔细的核查，保证设计成果的真实性及可靠性。而在设计过程中新引用的相关基本资料、数据等都要满足两条基本要求，即可靠、精准。

结束语

水利工程意义重大，但容易出现问题，在实际的建设过程中也比较复杂。不同因素的影响，复杂多样的施工方式，以及施工顺序的不同等，都会对施工质量产生不同程度的影响，稍有不当，就会造成巨大损失。因此，必须做好前期设计工作，针对水利水电工程设计中存在的具体问题，来采取相应的解决措施，从而保证水利水电工程可以更好地提供各种功能服务。本文结合具体实际详细地分析与论述了当前水利水电设计过程中的常见问题，并提出了相关的解决对策，希望能够给相关从业人员一些有参考价值的意见与建议。

参考文献

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