前言：我們精心挑選了數篇優質水利水電工程設計論文文章，供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發，助您在寫作的道路上更上一層樓。

第1篇

在水利水電工程設計中，需要進行應用的三維設計軟件是一種集成化的系統。對于三維設計軟件的科學評測，應從這么幾個方面分析：第一，系統綜合：主要是指設備驅動、圖形顯示、圖形管理、繪畫等功能。第二，二維圖形功能：主要是指必要的繪圖、編輯、標準、輔助功能等。第三，三維造型、零件設計功能：主要是指線框、曲面、實體等多方面的造型功能。第四，裝配功能：主要是指基本規模、約束、干涉檢查等功能。第五，二維及三維模型的關聯功能：主要是指運用三維模型的建立進一步生成相應的二維圖形。

2.水利水電工程中三維設計方法的應用

2.1CATIA的應用

2.1.1CATIA的應用功能CATIA三維設計平臺所包含的主要內容為曲面設計、內部結構設計、施工工程設計、知識工程四大工程包。第一，曲面設計包。此工程包在水利工程設計中的應用主要為：對工程設計所涉及到的不同地形、地質的建模問題進行科學妥善的解決。主要包括的內容為對復雜型曲面、曲面變形、逆向工程等進行設計。同時在應用中還可對地面建模相關數據信息進行較為完整的導入及處理，從而預測生成地質建模數據。通過相關的地質模型進行數據的科學計算，確保整個工程設計中地質、水工、施工等多方面的信息數據得以結合，其應用價值極佳。第二，內部結構設計包。此工程包在工程設計中的應用主要針對問題為壩工部件的合理設計，能夠完成較為復雜的曲面設計工作。同時還可實現參數及模板化設計，為壩體的建模創設一個較為直觀且高效的環境。對于設計的整個過程及方法能夠進行捕捉及重用操作，進一步提升整個水利水電工程的設計速率及整體質量。第三，施工工程包。此工程包在應用中主要針對的問題為工程施工中存在的整體布置問題，能夠提供曲面、地質設計的布爾運算功能，對水利工程的建筑物進行全面設計，并對其相互之間存在的影響關系充分考量。第四，知識工程包。此工程包的主要應用價值為對模板化的設計問題進行全面科學的解決，而且能夠應用重用特征設計功能。在CATIA中加入部分設計經驗及規則制度，為后續設計提供幫助。從而進一步將工程設計的盲目抓瞎化成功轉化為規范科學化。與此同時，還可將整個工程設計的速度進一步提升。

2.1.2CATIA的水利工程設計（1）零部件設計。水工的零部件設計主要是指對工程內部的各部分進行實體型的造型設計，主要分為三步。第一步，對工程模板進行初稿繪制，在對工程設計要求充分全面分析的基礎上對各個部分模板進行二維圖的繪制。第二，運用軟件中已具備的零件設計模塊對各個工廠模塊進行造型。與此同時依照零件外形之間存在的拓撲關系進一步明確其相應的特征，完成模型制作。第三，依照水工設計要求對模塊自身的輔助特征進行科學合理的加工操作，進而完成相應的造型工作。（2）裝配設計。裝配設計同樣也是分為三大步。第一，將工程設計中所需運用的零件進行模塊導入。在整個導入過程中，可以運用相關的對稱工具完成對零件的復制工作，以此加強零件模型的導入速度。第二，在對裝配關系充分掌握明確的基礎上對工程設計中的零部件進行一定程度上的約束，如角度、間距、同軸等。此工作進行中需對各零部件的具置認真校對檢查，以此確保其約束具有極強的準確性。第三，對零部件存在的組裝缺陷問題進行認真檢驗，確認零件裝配中是否存在不必要的沖突性問題。如發現沖突問題，則應及時對其進行科學調整，對工程設計細節進行補缺完善。

2.2ANSYS為基礎的三維有限元應用

在水工設計中應用ANSYS具有極為重要的意義，其應用價值極為優良。而且ANSYS得應用發展具有與時俱進性，能夠隨著時代科技的逐步發展而發生變化發展，進一步提升整個水工設計整體效率及質量，幫助工程企業獲取到最大化的合理經濟收入，其應用發展潛力極大。此設計方式的應用步驟為：將小特征層上存在的面、線關鍵點一一去除，之后再尋找出具有此特性的相關邊界線，促使其成為一整條線，形成一個較大面積的曲面。運用相關工具自身所具備的打斷功能進行與曲面相連線的制作。運用制圖工具將所有的線進行結合，進而形成一個較小面積的曲面。此種類型的圖形制作能夠促使各個面之間都存在所需的公共線及點[3]。完成模型導入操作后，其所顯示出的圖形影響較為模糊，在相關制作工具中完成實體命令的輸入后，便可看到細致化的工程設計模型。在ANSYS中導入零件設計模型，對其進行合理的調整修改及網格剖分，便完成了大致的三維建模設計。

2.3三維設計方法在水工設計中的應用

實例某個水電站其自身的進水口組成部分為進水引渠及塔。進水塔所采用的取水方式為雙層取水，長寬值分別為226m及31.48m。塔頂高度值為821.8m，建基面的高度值為735.2m。此水工所在地域的地基巖體主要為微風化的花崗巖、沉積角礫巖，具有較為良好的完整性。相關設計人員對此工程運用CATIA三維技術進行了零件及裝配設計。與此同時還運用其內部所具備的模塊幫助設計人員進行了載荷的添加及約束操作。如此一來，便能夠幫助設計人員進行有限元初步分析，對整個工程設計進行了驗證。另外，工程設計人員運用三維設計技術ANSYS進行了設計模型的數據調整修正。最終獲取到了極為科學合理的水利工程設計建模，為其實際設計提供了參考幫助。

3.結語

第2篇

關鍵詞：基本建設項目勘測設計水利水電工程設計監理咨詢

1概述

我國的基本建設項目，從20世紀80年代開始實行改革，從計劃經濟逐步向市場經濟體制過渡。基本建設項目推行了項目法人(業主)負責制、招標投標制、建設項目監理制和合同管理制。發展到現在，我國的水利、能源、交通、建工、鐵路等基本建設行業的建筑安裝工程、設備制造采購工程的合同實施均采用了“四制”。實踐證明，采用“四制”可以在市場體制條件下更好地保證工程質量、工程進度、控制工程項目投資。

然而，基本建設工程的勘察設計項目實行上述“四制”比起工程建設項目工程來還滯后很多。特別是勘察設計項目的招標投標制和項目監理制在許多行業還未真正實行。究其原因，我認為有以下幾點：

(1)我國勘測設計單位原來是按行業分屬各部門，條塊分割管理的。計劃經濟時期，其勘測設計任務由上級主管部門下達。目前，勘測設計單位正在由事業單位向企業單位轉化，但還沒有真正脫離部門領導，推向社會。近年來，各個行業的勘測設計企業化的改革力度很大，但發展很不均衡。

(2)我國基本建設項目大多是由國家投資興建的公共工程項目，許多項目是項目的可行性研究完成報國家批準后才組建項目業主，由項目業主代表國家管理該項目。許多大型工程項目，勘測設計單位比業主先介入項目，僅由設計單位與業主簽訂“勘測設計合同”，談不上業主對設計項目進行招標。

(3)我國規范勘測設計市場的法律、法規和相應的勘測設計市場管理制度還不健全。盡管我國在1983年頒布了《勘察設計合同管理條例》，但我國勘測設計市場發育不完善，相應的設計規程規范、勘察設計收費辦法、勘測設計資質管理等文件和條例等有很多部分不適宜市場管理體制的需要。所以我國基本建設項目，特別是大型工程項目的勘測設計招標還有很長的一段路要走。

2我國水利水電工程設計市場概況

2.1水利水電工程的特點

水利水電工程屬關系國計民生的公共工程項目，多由國家投資。一般工程規模大，工期較長，投資大。工程的設計方案受諸如水文、地質、氣象、地貌自然條件，移民等社會條件影響比較大。

2.2歷史背景

我國水利水電工程的勘測設計、工程建設及運行管理都隸屬于水利部和原能源部。我國水利水電項目的勘測設計由六大流域管理機構(水利委員會)和水電工程勘測設計院分區域和條塊分割進行。同時，各省區有省屬水利水電勘測設計院，從事本省的水利水電工程的規劃、勘測、設計工作。這樣從歷史上就形成了我國水利、水電工程勘測設計條塊分割的格局。

水電工程要從事長時期的水文、水能資料的收集，并由所在區域的勘測設計院進行規劃，而這些資料長期由該流域管理機構或勘測設計院掌握，造成了勘測設計單位對該工程項目的勘測設計壟斷地位。

我國水電工程的業主有流域滾動開發的，也有單個水電工程的開發公司。他們一般都是滯后于勘測設計單位介入工程，由于勘測設計單位預先掌握了工程的基礎資料，因而也不可能能進行勘測設計招標，僅能依靠原規劃設計單位進行設計工程，只補充簽訂勘測設計合同并進行合同管理。3水利水電工程需要進行設計監理

設計是工程建設的靈魂，設計方案的優劣，直接關系到工程的功能、投資效益以及安全運行，對勘測設計加強管理，是完善工程項目法人負責制的一項有效措施，因而對設計進行有效的管理和監督是必要的。

3.1什么是設計監理

在計劃經濟時期，勘測設計院設計的的水利水電工程設計方案(可行性研究報告、初步設計報告)要經過水利水電規劃設計總院進行審查。這就是行業主管部門對下屬設計單位的設計進行管理和監督，而且其設計費計劃有時也由規劃設計總院下達。現在推行水電項目項目法人(業主)負責制，由項目法人全權負責水利水電工程項目的資金籌措，征地移民，工程建設管理，協調社會各方關系等方面的工作。因而項目法人也理所當然要管理勘測設計工作，保證前期勘測設計工作按時提供優質勘測設計成果，以滿足工程建設的招標投標和工程施工的需要。目前多數水利水電工程的開發公司人員較少，有些公司內部有一些水利水電設計方面的行家，但遠不能滿足對勘測設計成果進行審查、管理的需求。因而項目法人須借助外界的力量對工程的設計進行監督、控制和管理，以使工程的設計方案滿足功能要求，安全、可靠，技術經濟指標優化。設計監理就是監理單位受項目法人單位委托對設計單位進行的勘測設計工作過程及勘測設計成果進行質量、進度以及工作費用實行控制和管理，以使設計單位提交滿足勘測設計合同需要的、技術經濟指標較優的勘測設計成果，并提供滿意的技術服務。

在工程項目批準立項的前提下，設計監理有以下幾項工作內容：

(1)根據工程立項的預可行性研究報告和有關批文，審查勘測設計單位的“設計大綱”；

(2)組織工程設計方案投標和評定設計方案；

(3)協助項目法人選擇勘測設計單位，委托勘測設計任務，幫助簽訂(下一階段)勘測設計合同；

(4)督促、檢查勘測設計合同的執行，進行設計質量、進度和費用控制；

(5)進行勘測設計預可研階段以后各階段的設計成果審查，使勘測設計單位提交可行性研究成果，招標設計成果和施工詳圖；

(6)過程中進行必要的設計方案的研究、核算。在現階段，我國的水電工程設計監理可作(3)、(4)、(5)、(6)項工作。

3.2我國現階段對勘測設計控制的幾種模式

近幾年來，我國的水利水電項目的項目法人也是借助外界的專家或單位對設計單位的勘測工作進行控制，主要有以下模式：

(1)業主白行管理型：有些工程初步設計已經國家審查批準，其后的勘測設計管理工作由業主自行與設計單位簽訂合同，進行質量、進度和費用管理。并從社會聘請專家對設計成果進行審查，保證勘測設計成果的質量。三峽工程等都采用廠這種模式。設計審查的責任由業主承擔。

(2)前期設計監理型：在設計之初，就聘請有資質的咨詢機構對設計合同進行管理，控制設計質量、進度和費用。咨詢機構有大量的技術專家，也負有設計成果的審查責任，監理從一開始介入了設計方案，對方案有較深的理解。清江水布埡、雅礱江二灘等工程就是這種模式。

3.3設計監理和施工監理

設計監理是業主依據監理合同和勘測設計合同委托的設計監理對設計單位的勘測設計進行監督、控制管理，協調業主與設計單位的關系與并與雙方一起把勘測設計成果做好。

施工監理則是業主依據監理合同和工程施工承包合同委托施工監理單位對工程建設質量、進度和合同費進行控制。

后者主要代表業主管理工程建設，協調業主與承包商之間的關系，一般不與設計單位發生直接的關系。對業主轉發的施工圖進行審核以檢查施工圖與施工合同的偏差及施工圖的正確性。

兩者的工作對象，依據的合同和工作內容、工作方式等均不相同，相同方面是都對業主負責。對業主而言如果監理單位有合格的設計咨詢和工程監理資質，設計監理和工程監理選一個監理單位，從勘測設計到工程建設進行全工程監理則最好；它對工程特點比較熟悉，能更好把握設計、施工質量和進度，也可減少業主的協調工作量。

4結論

(1)在水電工程界開展設計監理是必要的，它能幫助業主更好地控制工程勘測設計質量、設計進度和設計費用。從而更好地貫徹項目法人(業主)負責制，對設計質量進行評估和把關。

(2)推行設計監理象推行工程建設監理一樣，有許多管理方面的工作要做。

①國家主管部門要出臺相應的設計市場管理文件，健全設計監理行業指導文件，規范設計監理的工作內容和行為，規范設計監理行業的收費標準。以方便勘測設計工作的管理。主要要搞好設計資質管理和咨詢資質管理，建立設計和監理單位的資質認證和信譽管理制度，資質認證和市場準人和清出、處罰等要結合起來，以便在設計、咨詢領域扶優扶強，優勝汰劣。要求設計監理具備高水平的專家，并且有獨立、公正的立場。

第3篇

1、評價的主要對象

1.1資料的可靠性

基礎資料的可靠性，是指設計中所引用的基本資料、數據、時期等，都要滿足兩條要求：一是十分可靠;二是適應研究對象精度要求。

基礎資料未經過嚴格復核、審查，就會給工作帶來很多麻煩。例如：臺勒外丘克河拜城站2002年7月23日0時的流量數據，數據庫中顯示其值為8.59m3/s，而原始資料記載該值為204m3/s。該錯誤不僅影響了瞬時流量甚至洪峰流量，而且使時段洪量相差甚大。

由此可見：基礎資料必需具有足夠的可靠性，才能保證成果的合理性。

1.1.1“規范”的基本要求

我國現行各種水文計算規范中都規定，在水利水電工程規劃設計中，首先要對水文基本資料進行嚴格審查、復核，這就是要求首先要對資料的可靠性負責。

⑴中華人民共和國水利行業標準《水利水電工程水文計算規范》SL278—2002(以下簡稱“水文計算規范”)中，多條、反復強調了基礎資料的重要性，并用黑體印刷其意為強制執行，因為水文設計成果的精度主要取決于基本資料的可靠程度，故必須予以重視。

⑵中華人民共和國水利行業標準《水利水電工程設計洪水計算規范》SL44—93(以下簡稱“洪水計算規范”)中，對基礎資料，要求：“應重點復核，必要時進行現場調查和比測試驗”。因為設計洪水計算所依據的各種洪水資料，一般為不同歷史時期所積累，精度各異，復核審查相當必要。

⑶其它規范中凡涉及水文資料者，均強調了“資料復核和審查”，可見，基礎資料的可靠性非常關鍵。

1.1.2審查的重點內容

總結多年來的經驗，對基礎資料的復核、審查應重點放在如下幾個方面：

⑴資料的極值年群，即大水年和小水年的資料。

⑵設計對象所應用的主要資料。如：

水位：水尺位置、高程系統、水尺零點、水位銜接、觀測次數等。

斷面：測量方法、斷面形狀、灘槽邊界、斷面沖淤變化等。

流量：測量方法、測點布設、比降、糙率、借用斷面、浮標系數等。

降雨：觀測場址、儀器類型、觀測時段等。

1.2系列的一致性

一致性，是指所用的資料系列必須是在同一自然條件下產生的或是同一種類型的水文因素，不能混合統計不同性質的、各種條件下產生的資料系列。

影響系列一致性主要有兩類現象。一是人類活動的影響；二是氣象成因的不同。

人類活動影響，主要表現在各種工程建設，改變了水文系列的天然狀態；人類活動改變，了流域上游的天然地貌與環境。圖1所示，額爾齊斯河上游水文站與下游水文站洪峰流量關系在整個系，上游站遷移使關系線下部點據貼近線兩側，而兩站間引水工程的修建，人為地改變了水文要素形成條件，使其上部點據偏離并平行向左側排列，可見不考證水文條件而合為一個系列是不恰當的。

氣象成因的不同對系列一致性影響的典型事件可以用葉爾羌河冰川湖潰決洪水說明。

圖2為葉爾羌河卡群站洪峰流量頻率曲線。從圖可見：Qm（洪峰流量，下同）≤2500m3/s的融水型洪水點群非常密集在下部，并基本成一字排列，中部僅有6270＞Qm＞2500m3/s的幾個洪水點；依中小量級點據擬合整個曲線，顯然曲線上部的任意性很大。

圖2葉爾羌河卡群站洪峰流量頻率曲線

1.3樣本的代表性

代表性，對不同的設計對象，有不同的含義。對水文頻率計算來講，系列的代表性，是該樣本對系列所在接近程度，如越接近程度越高，代表性越好，頻率分析成果精度高，反之則低。對設計暴雨來講，其所選用的雨量站位置，是相對流域面雨量的代表性。對水力發電站、灌溉引水工程、分期設計洪水等來說，則枯水時段、分段最小流量的代表性，是決定設計精度的關鍵。等等……。

水文系列代表性的優劣，反映了系列代表總體統計特征的程度，所以系列代表性是水文設計成果質量保證的前提。《“水文計算規范”》及《“設計洪水計算規范”》等中都明確規定：“應在可靠性和一致性分析的基礎上，進行代表性分析”。上述規定同時說明了分析步驟及順序，即：首先進行資料可靠性和系列一致性分析，然后進行樣本的代表性分析。

目前在很多水文設計中普遍存在以下三方面問題：

(1)只注意代表性分析，而忽視可靠性與一致性，這樣就失去了牢固的基礎。

(2)水文系列代表性分析后所確定最短系列長度，與頻率計算時采用的系列長度不一致。因為我們的目的是判斷該系列是否處于系列偏大或偏小時期;是否能比較均勻地包含各種量級水文信息。但關鍵在于，水文系列代表性分析確定的最短系列長度，與計算采用系列長短無關。

(3)過分強調模比系數累積平均值趨近于1的效果，而忽略了整個過程的收斂程度。

1.4成果的合理性

成果的合理性，主要是包含兩方面：一方面是單項設計計算的平衡；另一方面是上、下、相鄰、區域的各項參數的規律性。

主要評價內容應從資料、思路、方法、參數、圖表、結論等方面進行綜合審查。

2判斷標準

水文設計的不確定因素太多，加之資料信息不夠充分，設計中肯定會存在一定的風險，所以對設計成果取值，一般都是在合理的基礎上，按偏于安全的原則考慮。這樣做也符合規范要求。留有一定余地是十分必要的，既要使風險有合理性，又要使安全有科學性，投入產出不失衡。

筆者認為，合理性的判斷標準，概括起來只有兩條：

⑴符合規范要求，規范是行業的統一技術標準；

⑵適當留有余地，接受合理風險。

3評價的思路和方法

3.1相關檢查

相關檢查分析水文要素的合理性，其前提是相關變量之間應有因果關系，并結合當時當地的真實情況，具體分析、真實應用。近年來，只要是計算暴雨洪水，不論是山地局地暴雨還是大面積降雨，也不論是山前麓還是山后麓，凡雨量站，資料全用，也有專選雨量量級大的站，不普查、不分析、不篩選，這就叫不作成因研究的偶合相關，偶合相關會導致不良結果。

國際水文科學協會副主席陳家琦教授認為：用太陽黑子與黃河陜縣洪水相關，按此推理，世界上就一個太陽，太陽黑子與地球上所有河流洪水都有關系，這個問題很難解釋。筆者的觀點：不能用宇宙因子與地方因子簡單相關，否則會形成假相關或偽相關。

3.2頻率曲線的檢查

頻率曲線的檢查，應注意以下幾點：

⑴在資料可靠性、一致性、代表性合理評價的基礎上進行。

⑵嚴格執行規范規定的各種頻率曲線適線原則。區分各種頻率曲線適線的側重點。

⑶歷史洪水的考證期，對三參數影響極大，要多方考證確認，否則，寧短勿長。

⑷新疆最長水文系列不足70年，歷史洪水考證期，一般在百年左右，若求小頻率設計值，以作者經驗最好以P=0.33%作上限，不然風險太大。圖3是庫車河蘭干站洪峰流量實例。從圖中可見：①排位第一的值是排位第二的值的3倍，流量1940～619m3/s之間，沒有點據，適線難度大；②曲線通過老大點據的上部（最安全）和通過老大點據的下部（較安全）其稀遇頻率的設計值相差甚大。

圖3庫車河臺蘭站洪峰流量頻率曲線

圖4

⑸綜合頻率檢查是驗證設計成果的最好、最方便、最直觀的方法之一。圖4是托什干河沙里桂蘭克站一、三、五、七、十日洪量頻率曲線綜合圖，由圖可見，各條頻率曲線分布趨勢近于一致，相互協調，證明成果合理。

3.3其它方法檢查

3.3.1差積曲線與滑動平均曲線

差積曲線和滑動平均曲線都是反映水文要素豐、枯變化的分析手段。曲線形狀不同，反映出的水文要素周期不同。其目的都是判斷系列是否包含豐、平、枯的完整過程，如果計算系列反映出的水文要素過程處于總體的豐水階段或枯水階段，則系列的代表性就差，若系列覆蓋了豐、平、枯和另一個豐或枯，即使系列增長，其系列均值偏大或偏小，代表性也不好，也要外延，系列才能有好的代表性。

圖5是塔里木河阿拉爾站根據樹木年輪延長的220年徑流量模比系數差積曲線。由資料統計知，1784～2003年多年平均年徑流量53.55×108m3，1964～2003年多年平均年徑流量50.60×108m3，1954～2003年多年平均年徑流量53.39×108m3，1934～2003年多年平均年徑流量56.07×108m3，1924～2003年多年平均年徑流量58.15×108m3。

由后向前推，40年平均比220年平均小；50年平均與220年平均相近；增長到70年或更長，反而與220年平均值相差越來越大。這說明用差積曲線分析系列代表性，除應達到規范要求的基本系列長度外，主要取決于系列是否是豐、平、枯的完整過程。

3.3.2累積曲線與雙累積曲線

模比系數是表現短系列各值對長系列平均值的偏離程度，模比系數累積平均值隨著系列變化逐步趨近于1，這是基本要求。若只強調這一點，而忽視若短系列的模比系數平均值大于或者小于1，短系列均值都偏大或偏小，短系列最終雖然趨近于1，但仍缺乏代表性。

雙累積曲線，最早是美國水文學者用于檢查雨量資料一致性的分析技術，現在被廣泛使用。對于水文要素雙累積的結果，是連續完整的曲線，證明被檢查對象是在原來同一條件下和同一的取值；否則應予以修正。

3.3.3抽樣誤差

抽樣誤差是由隨機樣本估計總體參數而產生的誤差。這里作者僅根據頻率計算中統計參數均方誤公式計算（取CS=2CV）列下表，可見均值及CV的誤差較小，CS誤差較大，若系列長度不足，則計算的CV誤差較大。

樣本參數均方誤（%）

均值

Cv

Cs

60

30

60

30

60

30

0.1

1

2

11

15

168

240

0.5

7

9

14

20

55

77

本文是根據近幾年各類分析計算成果存在問題的匯總，意在提高成果質量，在實際工作中應視不同對象，結合實際應用。

參考文獻

1水利水電科學研究院水資源研究所.水文計算經驗匯編（第四集）.北京：水利水電出版社，1984

2王國安，李文家，水文設計成果合理性評價.鄭州：黃河水利出版社，2002

3水利部長江水利委員會水文局等.水利水電工程設計洪水計算手冊.北京：水利水電出版社，1995

4李江風，袁玉江，由希堯等，樹木年輪水文學研究與應用.北京：科學出版社，2000