水利工程設(shè)計原則及發(fā)展趨勢分析

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摘要：工程設(shè)計是水利工程建設(shè)期間極為重要的內(nèi)容，設(shè)計質(zhì)量的高低不僅與工程質(zhì)量及使用壽命有直接聯(lián)系，也關(guān)系到工程總成本的支出情況，因此充分了解設(shè)計原則與強化設(shè)計質(zhì)量管控是一項關(guān)鍵性任務(wù)。在設(shè)計水利工程時，必須嚴格遵守設(shè)計原則，保證水利工程設(shè)計合理、合規(guī)。對此，文章主要就水利工程設(shè)計過程中需要把握的原則進行探討，并分析了其今后的發(fā)展趨勢，希望能夠提升水利工程設(shè)計質(zhì)量，并推動我國水利工程建設(shè)水平進一步提高。

關(guān)鍵詞：水利工程；工程設(shè)計；設(shè)計原則；發(fā)展趨勢

近年來，國家加大了對基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的投入，促使各種水利工程項目興起。水利工程在水資源調(diào)配、消除水災(zāi)害、保持水土等方面發(fā)揮了重要的作用，綜合而言，水利工程對區(qū)域發(fā)展具有經(jīng)濟、社會與生態(tài)多重效益。水利工程設(shè)計作為項目建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，影響著整個工程功能和效益的實現(xiàn)。因此，新形勢下的水利工程設(shè)計需遵循相應(yīng)的原則與規(guī)范，保障設(shè)計的質(zhì)量，最大程度發(fā)揮水利工程在各個領(lǐng)域的作用，帶動整個水利事業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

1水利工程設(shè)計的重要性

1.1影響施工進度

水利工程一般規(guī)模較大、技術(shù)復(fù)雜、工期較長，工作條件也相對復(fù)雜，具有很強的系統(tǒng)性和綜合性。在水利工程項目設(shè)計的過程中，設(shè)計人員需要充分考慮多方面的因素，保障設(shè)計的總體質(zhì)量。如果在水利工程設(shè)計中沒有考慮工程進度因素，不合理的設(shè)計可能會導(dǎo)致出現(xiàn)工程施工周期長、進度延誤的現(xiàn)象。此外，如果在設(shè)計過程中對相關(guān)因素的把控不嚴格，在后期施工中如果發(fā)現(xiàn)了設(shè)計漏洞，甚至需要進行總體方案的調(diào)整，同樣會造成進度的延誤。在水利工程總體方案的設(shè)計過程中，設(shè)計人員除了要考慮工程現(xiàn)場的地質(zhì)地貌、水文氣候、施工條件等客觀因素，還需要從工程的建設(shè)規(guī)模、要求與建設(shè)周期等著手，避免出現(xiàn)設(shè)計漏洞。

1.2影響工程造價和運行費用

水利工程設(shè)計同樣會對工程造價、運行費用等產(chǎn)生一定的影響。水利工程設(shè)計中的工程布置、壩型選擇、堤型選擇、方案比選、材料選用等都會影響工程造價，一些工程細節(jié)設(shè)計的不合理也可能會造成工程造價的增加或者減少。此外，在水利工程設(shè)計過程中，設(shè)計的質(zhì)量也會影響工程建設(shè)的投資費用、運行費用。如果設(shè)計質(zhì)量較高，就能夠獲得工程建設(shè)方的認可，促使建設(shè)方及時進行工程款項的撥付；工程企業(yè)也可以嚴格根據(jù)工程的設(shè)計方案來組織施工，在投入使用以后，工程發(fā)生質(zhì)量問題的概率會相對較低，這也就節(jié)約了工程的保養(yǎng)、檢修與維護等費用。

1.3影響工程質(zhì)量

在水利工程項目中，工程質(zhì)量會受到諸多因素的影響，而工程設(shè)計對質(zhì)量的影響最為直接。如果設(shè)計人員在設(shè)計過程中未充分考慮各種因素，就會導(dǎo)致工程存在設(shè)計缺陷，最終這種設(shè)計缺陷會隨著施工活動的進行逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)量問題，影響水利工程的安全性與穩(wěn)定性。

2水利工程設(shè)計的要求

隨著水利工程在經(jīng)濟社會發(fā)展中承擔著越來越重要的任務(wù)，傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計理念已經(jīng)難以滿足當下水利工程使用和建設(shè)的需求。新形勢下，設(shè)計人員需遵循的標準如表1所示。

3水利工程的基本設(shè)計原則

3.1工程安全性和經(jīng)濟性原則

由于水利工程多建設(shè)在河流周邊地區(qū)，這就使得水利工程具備儲水、灌溉、防洪、航運、供電、水土保持等功能。但是，任何水利工程的施工都需要在保持原有生態(tài)平衡的基礎(chǔ)上進行，切不可過于追求經(jīng)濟效益而忽略對生態(tài)環(huán)境的保護。為達到水利工程的建設(shè)標準，在水利工程的設(shè)計中，需始終遵循工程安全性與經(jīng)濟性的原則，從工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的角度來進行設(shè)計，并在設(shè)計中融入水利學(xué)、水質(zhì)工程學(xué)等方面的知識，使水利工程具有更好的安全性與耐久性。水利工程的功能相對多樣，在投入使用以后需保障水利工程能夠抵御洪澇、暴雨的侵襲。為滿足這一要求，在設(shè)計工作開始之前，專業(yè)人員需詳細勘察工程現(xiàn)場的水流情況、地質(zhì)地形、氣候因素，確保水利工程泄洪通道設(shè)計相對合理，能夠抵御水流沖擊。水利工程建設(shè)施工的過程中，可能會對周邊局部生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞，因此，在設(shè)計過程中需堅持生態(tài)性原則，保障能夠在生態(tài)破壞最小的前提下實現(xiàn)水利工程的功能。

3.2生態(tài)系統(tǒng)自我設(shè)計、自我恢復(fù)原則

水利工程建設(shè)的過程中，或多或少地會對周邊自然環(huán)境、生態(tài)平衡產(chǎn)生一定的影響。為保障水利工程生態(tài)效益的實現(xiàn)，在設(shè)計過程中，相關(guān)的設(shè)計人員需堅持生態(tài)系統(tǒng)自我設(shè)計、自我恢復(fù)的原則。生態(tài)自組織功能主要是在一定程度上滿足生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)節(jié)與發(fā)展的要求，在自組織功能下，生態(tài)系統(tǒng)中的所有生物要素都能夠不斷根據(jù)區(qū)域環(huán)境的變化來提高自身的自適應(yīng)能力。當前水利工程的現(xiàn)代化發(fā)展過程中，必須始終堅持水利工程生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)。

3.3堅持與環(huán)境工程設(shè)計進行有機結(jié)合

近年來，水利工程事業(yè)逐步迎來了新的發(fā)展機遇，人們在水利工程項目的建設(shè)過程中，不再單一局限于對水利工程經(jīng)濟與社會效益的追求，反而更關(guān)注水利工程經(jīng)濟、社會與生態(tài)效益的統(tǒng)一。在現(xiàn)代化水利工程設(shè)計理念下，對水利工程生態(tài)系統(tǒng)的要求更高，設(shè)計人員在工程設(shè)計中需堅持與環(huán)境工程設(shè)計相結(jié)合，不斷優(yōu)化水利工程的總體設(shè)計，發(fā)揮水利工程在環(huán)境保護、水資源調(diào)節(jié)等方面的重要作用。

3.4堅持人本原則

水利工程要達到各方面效益的統(tǒng)一，就需要在設(shè)計的過程中堅持人本原則，充分實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。新形勢下的水利工程設(shè)計突破了傳統(tǒng)設(shè)計理念的局限性，設(shè)計人員要始終堅持以人為本的原則，保障在水利工程建設(shè)施工的過程中，周邊居民可以維持正常的生產(chǎn)生活秩序，避免水利工程建設(shè)對周邊居民生產(chǎn)生活造成安全威脅。水利工程具有泄洪、發(fā)電、給水、觀光、航運等多方面的功能，這就要求設(shè)計人員在設(shè)計的過程中也需要充分考慮這些功能，保障水利工程功能的完善性，使水利工程能夠為周邊居民提供良好的服務(wù)。

4水利工程設(shè)計的未來發(fā)展趨勢

4.1水利設(shè)計行業(yè)的標準化

近年來，隨著城市化的快速發(fā)展，各種工程項目逐步增多，如建筑工程、交通工程與市政工程項目。在工程實施過程中，為保障工程的設(shè)計質(zhì)量，常常會借助于專業(yè)的設(shè)計軟件來輔助設(shè)計，而水利工程與這些類型的工程項目相比，其設(shè)計軟件與標準圖集的數(shù)量相對有限。為提升水利工程的設(shè)計質(zhì)量，在未來的發(fā)展中需加快推進水利設(shè)計的標準化，通過相應(yīng)的標準來保障整體的設(shè)計效率，實現(xiàn)對水利工程中各種資源的合理分配與利用。設(shè)計單位應(yīng)積極與高校或者科研機構(gòu)合作，加強溝通與協(xié)調(diào)，逐步完善水利工程相應(yīng)的設(shè)計規(guī)范，加快設(shè)計的標準化進程。

4.2水利設(shè)計行業(yè)的程序化

近年來，市場經(jīng)濟的快速發(fā)展在一定程度上為水利工程事業(yè)帶來了新的發(fā)展契機。為保障水利工程的總體設(shè)計水平，有關(guān)設(shè)計部門與人員需積極推動水利設(shè)計的程序化，在工程設(shè)計過程中，可以應(yīng)用招投標機制來選擇最合適的設(shè)計單位。招投標機制的引入主要是為了加強各設(shè)計單位之間的競爭，推動各設(shè)計單位不斷完善自身設(shè)計，從而選擇與水利工程建設(shè)要求相一致的設(shè)計方案，更好地保障設(shè)計成果的整體質(zhì)量。此外，水利工程設(shè)計中的招投標機制，有利于設(shè)計單位進行設(shè)計方案的調(diào)整與優(yōu)化，通過最佳設(shè)計方案的選擇，實現(xiàn)工程造價、成本、質(zhì)量等的控制。

4.3水利工程設(shè)計逐漸走向多功能、生態(tài)化

在水利工程行業(yè)不斷發(fā)展的過程中，設(shè)計技術(shù)日益成熟，技術(shù)的進步使人們對水利工程設(shè)計的要求逐步增多。水利工程的設(shè)計，既要滿足保護自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境的目的，又要符合水利工程各種功能的要求。新形勢下，水利工程設(shè)計要將多功能與生態(tài)化相結(jié)合，能夠體現(xiàn)人與自然和諧相處，同時確保水利工程具有多方面的功能，能夠在工程投入使用以后造福人民。

4.4水利工程設(shè)計需具有美學(xué)性

一些水利工程建設(shè)不僅能夠滿足基本的防洪、發(fā)電需求，還可以為人們營造更好的美學(xué)享受，為人們創(chuàng)造獨特的水利工程景觀。因此，在未來的水利工程設(shè)計中，還需要關(guān)注水利工程本身的美學(xué)價值。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員不僅要關(guān)注工程的功能性、實用性、耐久性、安全性，還需要融入美學(xué)性的相關(guān)理念，結(jié)合水利工程周邊區(qū)域內(nèi)的人文、地理與自然環(huán)境等特征，應(yīng)用科學(xué)的藝術(shù)設(shè)計手法，實現(xiàn)水利工程本身與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)，從而創(chuàng)造更獨特的水利工程景觀，使水利工程能夠與周邊的自然景觀相融合，體現(xiàn)工程的觀光價值。

5結(jié)束語

近年來，在可持續(xù)發(fā)展理念、生態(tài)文明理念的影響下，水利工程行業(yè)逐步迎來了新的發(fā)展機遇，新形勢要求各水利工程的設(shè)計過程中都需要應(yīng)用新型的設(shè)計理念，在設(shè)計中要考慮區(qū)域自然環(huán)境、工程效益等因素，保障水利工程實現(xiàn)經(jīng)濟、社會與生態(tài)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

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作者：徐志惠 熊毅 單位：河南靈捷水利勘測設(shè)計研究有限公司