探讨小型水电站设计

     　摘 要:小型水电站的设计有其自身特点，尽管仍然存在着一些问题和不足，只要设计人员不断学习、充实自己，提高设计能力和业务水平，严格执行规程规范，才能给业主提供更好的设计产品，从而为推进小水电事业持续、健康发展做出贡献。 

　　关键词:水电站 设计问题 措施 　 

　　中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号： 

　　小型水电站近年来发展迅猛，在中小河流上星罗棋布，为数众多。但小型水电站运行中出现了实际年利用小时远远低于设计利用小时、未考虑生态流量等问题，小型水电站是指装机容量低于2.5万kW的水力发电站。小型水电站己经成为我国最大、发展最快的可再生能源，开发小型水电站己成为推进新农村电气化水平建设和小水电代燃料，保护生态环境，巩固退还林成果的重要途径。 

　　随着改革开放的深入，工农业生产和人民生活用电的需求越来越迫切，不仅用电量增多，质量要求越来越高，因此，对设计工作人员提出了新的要求。本文在分析小型水电站设计的自身特点及存在问题的基础上，提出了对提高设计质量的一些看法，以供参考。 

　　一、小型水电站的设计特点 

　　设计是小型水电站工程建设中关键的一个环节，有着其自身的特点，主要有以下几个方面。 

　　1.1设计在工程建设中具有指导性作用 

　　设计是小型水电站项目技术定位的基础，技术性能与经济指标要由设计做出决定，技术指导思想要在设计中体现，一些新技术、新设备、新材料的推广、要靠设计来推荐和采用，因此设计在工程建设中起到重要的指导性作用。 

　　笔者接触过一些急于动工兴建的小水电站工程，没有按照基建程序进行，边设计、边施工、边投产的“三边工程”，造成了一些不良后果。“三边工程”没有充足的时间对整个方案进行审核和优化，无法保证设计优化方案的完整实施，容易产生设计缺陷，直至严重影响工程施工质量和技术性能与经济指标的合理性。 

　　1.2设计现代化与标准化 

　　设计现代化就是运用先进的科学方法对工程技术可行性和经济分析合理性进行论证。设计工作现代化的重要途径之一，就是充分发挥电子计算机在工程设计中的应用。随着CAD辅助设计的普及推广，改变了工程设计人员的思维模式，开拓了视野，结构设计愈加新颖、合理，工艺愈加技巧，工程设计愈加现代化;并使得工程设计人员摆脱了繁琐的手工计算和绘图工作，解决了手工计算难以解决的问题，缩短了设计周期，实现了优化设计的目的，节省了工程造价，保证了设计质量。 

　　现在中小型水轮发电机组己经实现了系列化和标准化，形成了一个完整的体系，并不断有新产品研制产生。此外，我国对100kW以下的微型机组进行了系列化和标准化生产，与水轮机配套的发电机、控制器和闸门也进行了系列化设计。还有，计算机监控系统、辅助设备系统、自动化产品等，在市场中都形成了技术成熟的系列产品。上述产品通过其良好的市场信誉，为优化设计提供了更广泛的选择。 

　　1.3设计项目容量小，涉及面广 

　　正所谓“麻雀虽小，五脏俱全”。以一个小型水电站而言，它所包含的设计项目与大中型水电站是几乎相同的，所不同的只是标准、规模而己。以电站厂房设计为例，地形地质、水能规划、机电设备、厂房楼层荷载等基本资料缺一不可。同样地，它需要机电、地质、建筑、水文等专业配合才能完成。在大型水电站工程中，由于设计工作量大，各专业设计相对独立。而在小型水电站设计中，一般各专业人员不会配置太多，有的相近专业甚至还会混合起来设计，除了要求设计者掌握本专业的技能知识外，也要对其他专业的问题有一定的解决能力。 

　　1.4因地制宜设计 

　　小型水电站设计过程中，根据地形、地貌及地质条件进行技术可行性论证和经济可行性分析，优化设计方案，确定枢纽总体布置。由于每个电站的地形、地貌、地质条件各不相同，这就要求设计人员因地制宜进行设计。并且要尽可能多的到现场进行现场踏勘，掌握第一手资料，这样才能设计出方案优化，经济合理的最佳项目成果。 

　　二、小型水电站设计中存在的一些质量问题 

　　当前，小型水电站设计中仍然存在着一些不容忽视的质量问题: 

　　2.1设计千篇一律 

　　小型水电站工程设计的最终目的就是向业主提供一个技术可行、设备可靠、操作方便、经济合理的设计产品。许多小型水电站厂房外观设计单调，与周围的环境不协调;设计产品没有自己的特点，无法体现设计水平。 

　　有的电站设计人员图省事，在设计初始阶段只作简单的现场勘察，对水工建筑物的布置与结构考虑不周，套用己有的设计成果。有的电站设计装机规模相同时，不管合不合适，把建筑物、机电设备照套上去，稍加整理便形成一个新的设计方案。这样的设计成果其技术可行性和经济性合理性值得考究。 

　　2.2对设计的行政干预多 

　　在水电站建设工程中会出现有的建设单位既是投资管理者，又是施工组织者的现象。有的业主在设计工作开始时就提出控制投资的指标;有的则提出许多自认为设计优化方案，指令设计人员执行。大部分业主缺乏电站设计专业知识，提出诸多不够合理的要求，因而限制了设计人员专业知识的发挥。 

　　2.3因设计原因造成的变更过多 

　　在工程设计过程中，由于设计变更引发经济纠纷、影响工程进度等问题在小型水电站工程中逐渐增多。设计变更成因复杂，产生设计变更的原因主要有设计失误、外部原因(包括基础资料有误或发生变化、施工原因、业主要求、材料代换)等类型。设计失误主要有设计方案不合理、设计不符合有关标准规定、设计遗漏、计算及绘图错误、不同专业间配合失误等。这些主要是因设计人员工作马虎大意，责任心不强，业务素质以及职业道德素质不够所造成的。还有就是设计人员的设计理念得不到更新，受区域限制，自认为我在这一区域是“老大”，项目多的做不完，这样就使一些新的设计理念得不到吸取，造成设计人员的“自闭症”。 

　　2.4工程建设过程中缺乏设计跟踪 

　　实际上，在小型水电站建设过程中。往往由于各方面的认识不足，认为小工程出不了什么大事，只要完成设计方案和施工图纸就没有设计者的责任了，因此对工程的设计跟踪没有引起足够的重视。当工程建设出现了问题，才发现没有按设计意图进行施工或发现了设计缺陷，这样既造成了工程质量问题也耽误了工程进度，最终损害的是投资者利益。 

　　水电站的建设周期较长，涉及面广，可变因素多，对于设计来讲，它不可能是一成不变的。对工程施工中出现的问题，需要设计人员进行跟踪，才能及时解决问题，贯彻设计意图，保证工程进度和质量。 

　　三、关于小型水电站设计的几点认识 

　　3.1强化岗位责任管理，提高设计质量 

　　对于小型水电站项目设计，设计单位按水文水能、机电设备、水工建筑、经济评价等专业进行设计分工;然后，由实践经验丰富的技术负责人进行审核，最后由项目设总进行审定或批准。 

　　每一项设计产品都凝聚着设计工作者智慧的结晶。设计人员的责任心的强弱直接关系到设计产品的好坏。因此，要不断加强职业道德教育，树立爱岗敬业精神。此外，还应建立合理有效的激励机制。只有这样，才能使设计人员不断提高设计水平，从而减少设计失误，提高设计质量，保证设计产品的优质高效。 

　　3.2严格执行相关规程规范 

　　我国现有的小水电规程规范达50多种，设计人员应根据现行水电工程建设标准进行设计。因此，在小型水电站工程设计中，水力资源的充分利用、水工建筑物的合理布置、机电设备的选择、生态环境、水库移民等，设计人员都必须依据相关规程规范严格进行设计。 

　　四、结语 

　　设计是小型水电站工程建设中关键的一个环节。笔者结合多年来的工作实践经验，就小型水电站设计的自身特点和存在的问题进行了探讨，并提出了关于提高小型水电站设计的一些看法，以供参考。