小型水电站水工建筑设计探究

 摘要：时代在进步，我国建筑业也逐步实现了平稳、较快的发展，水工建筑作为诸多建筑类型中十分重要的一部分，尤其与水利工程——如水电站等联系密切。如今，水工建筑在其构造设计、施工工艺等方面取得了较大的进步。本文即针对小型水电站中水工建筑整体规划、空间布置、经济考虑因素等在整个设计中的体现作出简要探究。 

　　 关键词：小型水电站 水工建筑 设计 

　　中图分类号： TV74 文献标识码： A 文章编号：  

　　引言 

　　水电站依水而建，建成之后，一方面利用水力进行发电，另一方面也不免收到所处水体的各种应力作用，并承受与水环境相关的一系列自然、人文现象的影响。故在建造过程中，会考虑到上述因素的影响，在水电站——尤其是小型水电站中，需设计修建水电站水工建筑以控制水环境，保证水电站的稳定性。小型水电站水工建筑是小型水电站工程目标实现过程中十分必要的组成部分之一，水电站运作的主要动力来自于所在水体的水动力或者静力作用，同时与水之间发生相互的影响。水电站水工建筑的主要作用是对水电站所在水体的水流进行调节和控制，进一步对水资源进行有效的开发、利用，同时，针对当地时常发生的各种水害进行有效的防治。 

　　小型水电站水工建筑主要包括前池、调压室、压力水管、水电站厂房等，在施工过程中，其既是建筑工程中的一部分，同时还必须考虑水力、地质等诸多影响因素，因而这成为一项涉及到许多的学科以及相关的各个领域的工程，所涉及学科除去建筑领域的基础学科以外，还包括了地质学、工程地质学、水文地质学、工程力学、工程结构、水文学、岩石力学、建筑材料学、水利勘探、水利管理、水力工程施工、水利规划等等。综合上述相关理论知识，结合具体施工经验，方可对小型水电站水工建筑进行设计施工，水工建筑设计中，主要涵盖以下几个方面的内容：1）整体规划布局；2）平面设计；3）风格选择。其次，设计中还应注意到项目建设过程中可能会遇到的一些其他问题，如施工各方的协调问题，施工人员的管理问题等等。下文中将依次作出探讨分析。 

　　小型水电站水工建筑设计主要内容 

　　小型水电站水工建筑设计包括的主要内容有整体规划布局，平面设计，风格选择等。 

　　2.1整体规划布局 

　　小型水电站水工建筑在整体的规划布局中通常由两个主要部分构成，其一是水工建筑的主体建筑物，如前池、闸、压力水管等，其余为与之配套的其他设备，包括调压室、水电站厂房，还包括了与工作人员生活密切相关的一系列设施，如办公楼、食堂、车库等等。在整体设计过程中，应充分考虑到水电站水工建筑的功能性，为使水工建筑更好更高效的对水能进行利用，同时有效防治水害，故设计规划中，需将前池、压力水管、调压室等设施与水电站原有设施进行充分的协调布置，既突出功能性，又不影响原有设计。 

　　此外，由于水电站通常会设计修建在距城市较远的地区或者城市的边缘地区，依水而建。这些地区通常以自然环境为主，自然植被茂盛，自然资源丰富，经常成为周边村庄、城市自然环境的主要调节因素。若在水电站及其水工建筑的整体规划中设计不周密，不能充分的考虑对自然环境的保护，难免会导致由于人为因素对环境的破坏，严重者还有可能会打破整个地区的生态平衡，引发自然灾害，后果十分严重。此外，很多地区在水电站修建之前已成为风景区，供游客观赏，此种1000情况下在修建小型水电站及水工建筑时，应在设计过程中充分考虑保护原有景观不受破坏。 

　　2.2平面空间设计 

　　小型水电站水工建筑设计过程应具有一定的程序性，在设计中首先应考虑由水利专业、水工专业、电气专业等各主要部分提出的专业性设备的各个设计布置的要求，力求将每项专业设备进行合理规划，且物尽其用。此后，则应加入建筑专业方面的要求，即结合水工专业以及建筑专业的相关理论、实践经验，对该小型水电站具体情况进行分析，结合周边自然、人文环境，最终确定出水工建筑在平面上的规划布置样式。 

　　设计过程中，首先要考虑该小型水电站水工建筑的功能性，尽可能将既定功能发挥到最大。同时，尚应着重把握该水工建筑在整体环境中与交通等因素的配合关系。其次，还必须考虑安全因素在整体规划中的设计方法，如水工建筑的防火性、可使用尺度、水害防护性、泥石流山体滑坡防护性能等等。设计工作者在设计中需科学踏勘，合理掌握当地实情，根据实际情况开展科学、有效、经济的设计，且在设计过程中应充分发挥主观能动性，积极创新，力求将小型水电站水工建筑功能发挥到最大。 

　　2.3水工建筑风格设计 

　　良好的设计风格在水电站所处环境中相融相合，浑然一体，不仅不会对原有的自然、人文景观造成破坏，更有可能在彼此之间相互映衬，相得益彰。这便对水工建筑的设计者提出了更高的要求。 

　　设计开始之前，工作人员应开展实地踏勘，并查阅大量相关史料，必要时进行当地居民调查，掌握该地区长期以来自然、人文风情，力求建筑样式与之融合。在设计过程中，可以参考其他地区已建成的类似环境下小型水电站水工建筑的风格样式以及建设参数，再结合自身实际情况进行改良，最终方可得到可以为我所用的小型水电站水工建筑设计方案。 

　　小型水电站水工建筑设计中的其他问题 

　　3.1施工过程中的各方协调问题 

　　水电站水工建筑在施工过程中，可能遇到一系列突发性问题，为在此类状况出现时很好的进行应对，并及时开展处理工作，要求建筑设计人员在施工前的设计工作中对可能发生的各项问题作出预见，并根据项目实际情况提出相应的解决措施。这便对设计人员的专业知识、实地工作经验提出了较高的要求。 

　　另外，水电站水工建筑的建设有时会与当地原有建筑设施，如村庄、学校等发生冲突，出于大局意识考虑，不免会对旧有建筑实施改造甚至进行拆除，措施采取之前需与当地居民或管理部门进行很好的沟通，协调好各方关系后方可开展。针对此类状况，若设计人员在施工前充分预见到其发生的可能性，则可以尽量避免原有建筑的拆迁工作，或更早与当地政府进行沟通商议，从而减少施工工作量，降低施工难度。 

　　3.2施工人员选择与管理 

　　小型水电站水工建筑施工难度较大、专业要求较高，包括设计人员在内的全部技术人员均应具备相应的专业素质，方可保证工程顺利、高效的建设。故施工人员，特别是主要技术施工人员的选择与管理也是小型水电站水工建筑设计中不可或缺的一部分内容。 

　　首先，应加强水工建筑施工人员的培训工作，严格岗位审查制度。凡是参与该水电站水工建筑施工的技术人员都应提前接受相应的岗位培训，在考核合格获取相应资格后方可参与施工。施工过程中，应避免水工建筑施工者所持资格项目与其从事施工工艺不一致的现象。在对技术人员进行评价时应跳出“工龄越长技术越高”的惯性思维模式，所有资格证书都应科学设定相应时限标准，超出时限者需重新考核，必要者再次接受培训。只有通过上述措施，方能对该水电站水工建筑施工队伍中成员整体素质作出保障。 

　　4、结语 

　　总之，新时期的建筑行业发展现状对于小型水电站水工建筑提出了越来越高的要求，在施工前的设计中，设计人员应充分发挥专业技能，综合考虑各方因素，作出完善、科学、合理的小型水电站水工建筑设计，也只有通过上述设计，方可很好的指导工程施工，从而建设出性能优越、质量过关的水电站水工建筑，并促进我国水利建设的进一步发展。 　　 

　　参考文献： 

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　　【2】徐景龙，量刚.试述水利工程建筑设计方法及其未来发展趋势[J].中小企业管理与科技(下旬刊).2009(01) 

　　【3】华东水利学院水工设计手册:水电站建筑物分册[S]北京:水利电力出版社，1982 

　　【4】电力工业部，水利部SL /T205-97水电站引水渠道及前池设计规范[S]北京:中国电力出版社，1998 

　　【5】李炜水力计算手册[S]北京:中国水利水电出版社，2011