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序论:好文章的创作是一个不断探索和完善的过程,我们为您推荐十篇水利水电工程论文范例,希望它们能助您一臂之力,提升您的阅读品质,带来更深刻的阅读感受。
《水利水电工程设计计算程序集》是全国水利水电勘测设计部门中较为完整和系统化的程序集,可以完成中小型水利水电工程的绝大部分常规计算,已经在本行业的40多个甲级设计院和众多的市、地、县一级勘测设计部门得到应用。另外,还有一些没有收集到《水利水电工程设计计算程序集》的程序也在一些设计院使用着。若干中型、大型工程的分析计算软件还没有汇集成册。
在计算机辅助工程设计方面,土石坝CAD、拱坝CAD、重力坝CAD、闸门CAD、厂房CAD、枢纽布置CAD、水能CAD、隧洞CAD、渠系CAD、河道整治CAD等等,已经在有些设计院得到很好的应用,对于优化设计,提高设计质量,加快设计进度,减轻设计人员的劳动强度,发挥了积极的效果。
时至今日,很难设想,没有水利工程方面的软件,怎么进行设计工作,这就是科学技术进步的表现。这些软件,为水利水电工程采用先进技术,为优化设计、节约投资作出了巨大的贡献。
贡献虽大,却经历了一个痛苦的过程。7、80年代,有一些设计部门的领导,羞羞答答的拟投资计算机,花几万、几十万元,买一些计算机设备,还勉强通得过,说要花几百、几千元买软件,无论如何也想不通。这种思想状态,现在仍然残留在社会上。设备是看得见的,价格不容怀疑,不能无偿拿回。软件是看不到的,它是否有价值,他们怀疑,更有甚者,我也可以盗版来。有些设计单位的领导花几百几千元请客吃饭,眼都不眨一下,要他拿出几百元几千元买软件,根本不于考虑。无偿或低价使用软件,仍然是大家的习惯。水利部规划设计总院在80年代曾投入上千万元,支持各甲级院开发软件,但各院用于开发的人力价值,远远超过了规划设计总院的投入,开发成果属于谁,总院无权,各院也不愿无偿提供,但也卖不出好价钱,以收回成本,最后只有本院独享,好在它着实提高了我们国家的水利设计水平。没有软件的设计院怎么办,只有重复开发。当年软件的开发者,多数是出于对科学技术的热爱,对事业的执着,是不计报酬的,干着高水平的工作,拿着单位的平均工资,无怨无悔的工作,这样,遂产生了当前这么多水利应用软件。这一批人老了,退休了,年轻人上来了,也有不少好的软件问世,更丰富了水利软件的阵容。年轻人最讲究自我价值,这种扭曲贡献与报酬的关系,能够吸引高水平的技术人员长期投入吗?
现在,人们慢慢懂得了软件的威力,但相当多的人仍然不懂它的价值。我们可以花几十万、上百万买国外的软件,却不愿意用1/10的价格买国内的软件,特别是水利软件,有些人还骂有偿转让的人是铜臭。当真水利软件的作者就如此低价吗。现在不是软件漫天飞,你可以不买这个买那个,现在经常会遇到好的软件不愿意拿出来。
除了《水利水电工程设计计算程序集》向用户推广使用以外,还有一些设计院也在把自己的一些软件推向社会,但更进一步的交流仍然存在着一些障碍。特别是各种CAD软件,很难找到卖主。
为什么会出现这种情况呢?
一、CAD软件及其所出的设计成果,代表了一个设计院的水平,在设计投标中,谁也不愿意竞争对手由于工具的先进而打败自己。
二、水利水电行业的软件销售价格,严重的与其实际价值不相称。软件编制者从事的是双专业的高水平技术工作,就因为你不能为本单位挣回更多的收入,无论待遇和地位都不能与你对社会的贡献相一致。作为设计单位的领导者,也不愿意将高水平的双专业人员,压在不挣钱的软件开发岗位,于是。设计单位纷纷撤消7、80年代建立的计算机室、处,或者改变它的性质:只管管电脑设备。作为软件编制者,宁愿多揽几个工程设计任务,而不愿意过多的编制软件和卖软件。因为设计费远远地高于软件的价格。
三、由于水利水电工程的多样性,应用条件的千变万化,程序编制者很难一次预见到所有的工程条件,经常要对程序做某种修改,有一个逐步完善的过程。这就要求程序使用者非常熟悉软件的性能,因而程序的售后服务工作量相当大,有些得不偿失,还不如不卖。
虽然存在着这些障碍,但是,仍然有一些热心人士和单位,执着的从事着软件开发工作,愿意将软件贡献给社会。在推广应用《水利水电工程设计计算程序集》的过程中,我们了解到,市、地、县级设计单位很需要更多的水利水电工程的应用软件,特别是CAD方面的应用软件。水利工程网站开辟了应用软件的交流园地,加强应用软件的程序交流和信息交流。欢迎各级领导、工程技术人员参与。
您可以采用下面的任意一种交流方式:
一、有愿意将自己编制的应用程序作为自由软件,提供给大家无偿使用,接受大家的检验的,我们衷心的欢迎你们,并向你们表示谢意。
该枢纽由主坝和副坝两部分组成,其中主坝为混凝土闸坝,最大坝高37.8m,坝长338.45m,坝顶高程1242.6m;副坝位于黄河左岸阶地上,为土石坝,最大坝高15.1m,坝长529.2m。水库正常蓄水位1240.5m,总库容0.26亿m3,总装机容量12.03万kW,多年年平均发电量6.06亿kW·h,设计灌溉面积87.7万亩。
2物探任务与要求
黄河沙坡头水利枢纽工程的物探工作始于1996年,至2003年底全部结束。期间历经了可行性研究阶段、初步设计阶段和技施设计阶段。各阶段工作时间及任务要求如下:
⑴可行性研究阶段物探工作于1996年进行,主要任务是通过岩体波速测试和声波测井,划分岩性并了解岩体动弹性参数。
⑵初步设计阶段物探工作于2000年进行,物探任务与要求为:
①通过声波测井取得主坝坝基、交通桥基础岩体结构、软硬岩体分布规律,了解孔内软弱夹层、构造破碎带分布情况,以便验证和补充钻探资料。
②测定岩体的纵、横波速度,并求得泊松比、动弹性模量等参数。为坝基岩体质量评价提供依据。
③通过综合物探方法查明副坝坝基地层结构及古河道分布情况。
④查明导流明渠、交通桥地层结构及古渠道分布情况。
⑤通过对灌浆前、后岩体波速测试,评价灌浆试验效果。
⑶技施设计阶段物探工作于2002~2003年进行,物探任务与要求为:
①通过对坝基岩体进行地震波测试,了解基础岩体的弹性波参数,为工程基础岩体评价、验收提供依据。
②对固结灌浆的基础岩体进行声波检测,通过灌浆前、后岩体波速的变化情况,评价固结灌浆效果。
③通过对坝基混凝土垫层进行回弹检测,了解并查明混凝土垫层与基岩面的胶结状况。
3地形及地质简况
3.1地形地貌
坝址区内地势南西高而北东低,相对高差500~1000m。黄河自西向东流经坝址区,河谷呈不对称“U”形谷。坝址左岸地势相对平坦,为黄河Ⅰ级阶地,岸边有美利渠与黄河平行展布;右岸为香山山脉北麓,岸边有羚羊角渠与黄河平行展布,羚羊角渠南侧地形较陡,且冲沟发育。
3.2地质简况
坝址区附近有石炭系、第三系、第四系地层发育。
主坝坝基为石炭系下统前黑山组(C1q)、臭牛沟组(C1c)、中统靖远组(C2j)和第三系上新统临夏组(N2l)地层。坝区位于窑上复式倒转向斜的正常翼,岩层遭受构造破坏剧烈,层间挤压带、小型褶皱、揉皱,小断层以及节理、劈理发育,泥岩呈大小不等的菱形块体,炭质页岩则呈鳞片状,并具有失水干裂解体,再遇水泥化的特点,使坝基岩体成为典型的极软岩。岩层沿走向和倾向均呈舒缓波状,总体产状:走向NE45°~EW,倾向SE或S,倾角33°~70°。
副坝、导流明渠、交通桥及水源地部位分布着厚层第四系松散堆积物,表层为风积砂,深部则为厚层砂砾石层;基岩为第三系上新统临夏组(N2l)的棕红色、紫红色砂质粘土岩,局部夹有砾岩。
4物探方法与技术
根据不同勘查阶段的任务要求,物探主要开展了声波法、地震波法、地质雷达法、电阻率法工作。具体方法有:单孔声波测井、声波对穿、地震波相遇法、地震波CT、瑞利面波法、高密度电阻率法、地质雷达等。
⑴声波法:包括单孔声波和声波对穿。它是弹性波测试方法之一,其理论基础建立在固体介质中弹性波的传播特性上,采用频率主要为1k~30kHz和50k~1000kHz两个频段。该方法以人工激振的方法向介质发射声波,在一定距离上接收受介质物理特性调制后的声波,通过观测和分析声波在不同介质中的传播速度、振幅、频率等参数解决工程问题。本工程使用仪器为SD—1型声波检测仪,单孔声波由下而上逐点测试,点距为0.2m。声波对穿由下而上水平同步逐点测试,点距为0.1m。
⑵地震波法:包括地震波相遇法、地震波CT和面波法。其理论基础与声波法相同,采用频率范围为1~n×100Hz。该方法利用人工激发的地震波在弹性性质不同的地层内传播规律,研究与岩土工程有关的地质、构造和岩土体的物理力学特性,可对工程场地和人工建筑物的适应性进行评价。本工程使用仪器为R24型工程地震仪,地震波相遇法采用4~12道接收,检波点间距1.0m。地震波CT采用二边对比观测系统,激发点间距1.0m,接收点间距2.0m。面波法采用双边激发,12道接收,检波点间距2.0m。
⑶高密度电法:以岩土体的电性特征为基础,通过仪器观测和分析研究即可取得地下地质结构的变化规律,以此解决岩土工程问题。本工程使用仪器为WDJD-1型多功能电测仪,选用温纳尔装置,基本点距为2~3m,电极隔离系数为9~16。
⑷地质雷达法:通过地面的发射天线(T)向地下发射高频电磁波(主频为数十数百乃至数千兆赫),当它遇到地下地质体或介质分界面时发生反射,并返回地面,被放置在地表的接收天线(R)接收,并由主机记录下来,形成雷达剖面图。由于电磁波在介质中传播时,其路径、电磁波场强度以及波形将随所通过介质的电磁特性及其几何形态而发生变化。因此,根据接收到的电磁波特征,既波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度、频率和波形等,通过雷达图像的处理和分析,可确定地下界面或目标体的空间位置或结构特征。本工程使用仪器为RAMAC/GPR雷达系统,实测采用剖面法,且收发天线的连线方向与测线方向平行,分别选用主频50MHz和250MHz两种天线进行测试,记录点距0.2~0.5m。
5物探成果概述
在可行性研究阶段、初步设计阶段、技施设计阶段共提交物探测试成果报告7份,取得了一定的技术效果。
5.1可行性研究阶段
通过对坝址区附近的钻孔声波测试和右岸PD01平硐硐壁岩体的地震波测试初步掌握了坝基岩体的弹性特征及不同岩性岩体的波速分布的基本规律。主要成果为:
⑴钻孔内基岩岩体波速主要受岩性控制:第三系上新统临夏组砂质粘土岩的波速均值为2100m/s,而砾岩、砂砾岩的波速均值为2900m/s;石炭系下统泥岩、炭质页岩的波速均值为2560m/s,泥质灰岩、砂岩的波速均值为3500m/s,灰岩的波速均值为4000m/s。
⑵PD01平硐岩性主要是石炭系泥岩、页岩等,岩体裂隙发育,实测岩体弹性参数为:纵波速度1500~2500m/s,横波速度520~1200m/s,动弹性模量1.69~8.10GPa,表明该平硐岩体强度较低。
⑶断层破碎带与泥岩、炭质页岩等低波速岩体间无明显的波速差异,而与灰岩、砂岩等高波速岩体间的波速差异明显。
⑷该坝址所测岩体波速与岩体风化分带的关系不甚明显。
5.2初步设计阶段
5.2.1地层结构
利用地质雷达、高密度电阻率法、瑞利面波法等综合物探方法,并结合钻孔资料,基本查明了导流明渠、副坝、交通桥、水源地的地层结构以及古渠道、古河道的分布规律。主要成果如下:
⑴导流明渠、副坝、交通桥、水源地的地层可分为三层结构。表层主要由风积砂等第四系松散堆积物组成,局部出现薄层耕植土,层厚1~12m,电阻率一般为500~1200Ω·m,面波速度一般为150~200m/s;中部岩性为砂卵砾石,层厚8~26m,电阻率一般为200~500Ω·m,面波速度一般为200~350m/s;下部为基岩,岩性为第三系砂质粘土岩,该层作为坝基岩体,层厚大于500m,电阻率一般为80~200Ω·m,面波速度一般为450~650m/s。
⑵古渠道主要分布在美利渠北侧,在平面上共有三条展布,主要规律为:位于导流明渠进水口附近为一条;交通桥上游20m至主坝下游100m之间分为三条;主坝下游100m处至导流明渠出水口附近,最北侧的两条古渠道合并为一条,而邻近美利渠的那条古渠道与美利渠平行向下游继续延伸。由于这些古渠道都由粉细砂充填,所以物探异常解释的渠底深度一般为5~10m(古渠道附近正常沉积地层的表层风积砂厚度较薄,一般小于3m)。
⑶古河道主要分布在左岸副坝区,其最大深度不小于30m。上覆地层为砂卵砾石,层厚10~30m,且由导流明渠往北逐渐变厚,下伏基岩为第三系砂质粘土岩。
5.2.2声波测井
通过对钻孔岩体的声波测试,较全面地查明了坝址区内不同岩体的声波变化规律:
⑴第三系(N2l)地层中,砂质粘土岩的岩体纵波平均速度为2120m/s,动弹性模量平均值6.37GPa;砾岩的岩体纵波平均速度为2400m/s,动弹性模量平均值为9.66GPa。
⑵石炭系(C)地层中,泥岩、页岩、炭质页岩、灰质泥岩、泥质粉砂岩、长石石英砂岩等岩体的纵波平均速度为2130~2410m/s,动弹性模量平均值为6.78~12.96GPa;泥质灰岩、灰岩、砂岩等岩体的纵波平均速度为3020~3690m/s,动弹性模量平均值为16.70~28.93GPa。
⑶断层破碎带的纵波平均速度为2150m/s,动弹性模量平均值为6.91GPa。
5.2.3岩体地震波测试
通过分析右岸PD02平硐硐壁岩体和左岸02#静载荷试验场地的地震波测试成果,得出下列基本结论:
⑴岩体弹性波参数均相对较低,纵波速度一般为1000~2500m/s,岩体动弹性模量一般为1.1~9.6GPa。
⑵岩体泊松比(μ)与岩体纵波速度(Vp)具有较好的相关性,相关关系为:
μ=0.4629-0.00006Vp;相关系数R=0.97………………………(1)
⑶岩体纵波速度各向异性差异不显著,各向异性系数一般小于1.2。
⑷受开挖扰动卸荷的影响,在垂直方向上岩体具有两层速度结构,表层地震纵波速度仅为400m/s,埋深约为0.6~0.7m。
5.2.4右岸灌浆试验检测
综合分析灌浆前后岩体的声波和地震波测试结果可知:
⑴坝基岩体具有一定的可灌性,灌浆后岩体强度得到一定的改善。
⑵地震波CT测试效果优于单孔声波测井的测试效果,既跨孔透射法优于单孔声波测井。
⑶地震波CT测试,更能客观地评价灌浆试验的灌浆效果。灌浆前后整体波速提高率一般为5~12%。
5.3技施设计阶段
5.3.1坝基岩体地震波测试
为提供枢纽工程坝基建基面岩体弹性波参数的建议值,我单位于坝基开挖工作前期,在拟开挖的坝基岩体上,模拟现场施工条件,进行了坝基岩体地震波测试的试验工作。总结出了不同开挖方式对坝基岩体扰动的影响程度、原状岩体经开挖暴露后纵波速度随时间的变化规律、物探工作的测试方法、测试时机及坝基岩体的开挖方式,并提交了建基面岩体波速验收标准的建议值。
在坝基开挖施工期间,采用试验时确定的测试方法——地震波相遇时距曲线观测系统,以基岩面岩体基本未扰动为原则,在人工撬挖的保护层上进行了大量的地震波测试工作。测线总长度累计15967m。取得了丰富的坝基岩体的弹性波参数,为坝基岩体的评价、验收提供了定量指标。坝基岩体地震纵波速度的变化规律基本上反映了坝基岩体分布的规律。
5.3.2安装间、北干电站、河床电站、隔墩坝基础岩体固结灌浆声波检测
根据初设阶段灌浆试验的检测成果,并结合灌浆区内岩体亲水性强的特点,确定了坝基岩体固结灌浆物探检测采用钻孔声波透射法进行。
通过分析安装间~隔墩坝的17对钻孔灌浆前后声波透射的测试结果表明,杂色泥岩、灰质泥岩灌浆后的波速总体平均提高率为6.3%,此结果与初设阶段的测试结果基本一致;砂岩条带灌浆后波速总体平均提高率为10.1%,说明砂岩条带的灌浆效果相对较显著。
5.2.3坝基岩体混凝土垫层回弹检测
坝基岩体混凝土垫层回弹检测的目的是了解并查明混凝土垫层与基岩面的胶结状况。回弹仪主要用于检测混凝土强度,该工程中使用回弹仪(型号为HT—3000)检测混凝土垫层与基岩面的胶结状况是其应用范围的拓展。检测的基本原理如下:
当混凝土垫层与基岩胶结紧密或胶结良好时,混凝土与坝基岩体形成一个整体,此时在混凝土表面测试的回弹值应为混凝土强度的真实反映;当混凝土垫层与基岩之间胶结不良或胶结面出现架空时,由于混凝土的约束力降低而使回弹时产生颤动,造成回弹能量损失,从而导致在混凝土表面测试的回弹值低于正常混凝土强度的真实回弹值。由此,可根据实测混凝土表面回弹值的变化规律,来定性地判断混凝土垫层与基岩的胶结状况。
参照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/T23—2001)及回弹仪的率定结果并结合工程实际情况,C20混凝土(龄期大于28天)的实测回弹平均值应不小于25.0。而实测回弹平均值小于25.0的测区是由于混凝土垫层与基岩间胶结不良或脱空所至。检测结果表明:
基础岩体为杂色泥岩、灰质泥岩的坝段,实测回弹平均值小于25.0的测区约占测区总数的28.0%。说明混凝土垫层与基岩间脱空现象较明显;而在南干电站,基础岩体主要为砂岩。实测回弹平均值小于25.0的测区仅占该部位测区总数的3.8%,说明混凝土垫层与砂岩的胶结状况相对较好。
6总结
可行性研究阶段、初步设计阶段的物探成果在技施设计阶段均得到验证,如5.2.1中的地层结构空间变化规律已在基础开挖后得到证实,其开挖结果与物探解释成果基本一致,取得了较好的应用效果,发挥了物探的应有作用。
纵观可行性研究阶段、初步设计阶段和技施设计阶段的物探成果及其工作量,黄河沙坡头水利枢纽坝址区的主要工程地质问题是建基岩体的质量问题,所以在工程建设的每个阶段都进行了大量的基础岩体弹性波测试,使得测试成果得到进一步加强。下面仅就坝基岩体的质量特征进行总结。
6.1坝基岩体弹性特征
⑴坝基岩体弹性波普遍偏低,主要是因为岩体主要由泥、页岩等泥质岩类组成,且岩体中破裂结构面发育,岩体破碎所致。
⑵实测坝基岩体地震纵波速度一般为1000~2500m/s,岩体动弹性模量一般为1.10~9.60GPa。岩体泊松比与岩体纵波速度具有较好的相关性,相关关系见(1)式。
⑶受岩石结构、微裂隙、劈理、层理发育影响,致使岩体波速值各向差异不显著。坝基岩体弹性波测试结果表明:杂色泥岩、薄层灰质泥岩、厚层灰质泥岩、炭质页岩、砂岩的平行地层走向和垂直地层走向的地震纵波速度比值分别为1.04、1.08、1.06、1.07、1.03。
⑷坝基岩体同一岩性的声波速度比地震波速度一般高约20%~40%。地震波主频约为n×100Hz,属低频范围,而声波主频约为10k~20kHz,属高频范围,虽然两者均属于弹性波的范畴,但由于两者的震源扰动机制、波源频率、测段长度的不同以及测试岩体具有的低通滤波作用的影响,使得同一岩性的声波速度高于地震波速度。
6.2坝基岩体卸荷特征
⑴爆破开挖、机械开挖对坝基岩体扰动明显。经爆破开挖和机械开挖后,表层的纵波速度一般为400~700m/s,影响深度为0.2~0.6m。
⑵原状岩体经开挖暴露后,纵波速度有随时间延长而降低的趋势,在11小时内纵波速度值下降5%左右。
⑶坝基边坡岩体较建基面岩体卸荷影响相对较大,一般边坡岩体地震纵波速度略低于建基面岩体地震纵波速度。如杂色泥岩、薄层灰质泥岩、厚层灰质泥岩边坡的实测地震纵波速度平均值分别为1430m/s、1380m/s、1840m/s,而其建基面的实测地震纵波速度平均值分别为1510m/s、1460m/s、1910m/s。
⑷开挖方式和暴露时间直接影响岩体卸荷程度和弹性波速,因此采取有效的开挖方式,减少对基础的扰动,并及时保护对工程来讲非常重要。
7体会
物探工作是各个设计阶段工程勘察的重要组成部分。随着我国水利水电事业的快速发展,类似工程今后可能还会遇到。通过黄河沙坡头水利枢纽的工程实践,颇有体会:
⑴要充分理解《规范》和《任务书》对每一勘探阶段所要求的精度和深度,扎实做好每一勘探阶段的基础工作。笔者认为,黄河沙坡头水利枢纽物探工作的布置、资料解释比较合理,起到了前期成果指导后期工作,后期成果补充、验证前期工作的效果。
2水利工程投标常见问题的解决措施以及投标技巧
高度重视工程投标工作,提高投标工作人员的综合素质。相关领导必须高度重视工程投标工作,为投标工作人员提供政策和技术等多方面保障。做好投标工作,相关人员配备是关键。参与投标的必须是具有相关专业知识和施工经验的复合型人才,对于相关经济和法律背景知识也应当有所涉猎。熟悉相关招投标法律法规,详细阅读招标文件。避免凭以往经验和自我感觉行事,加强学习和培训,提高投标人员的综合素质。将失误率降至最低。做好投标前的前期准备和现场考察工作。前期准备和现场考察是水利工程投标工作的重要环节。由于地形、气象、水文等自然因素对水利工程施工有较大影响,所以投标单位在获得招标文件后应结合文件内容,组织相关人员深入工程现场,熟悉工程施工现场的周边环境,收集现场信息,调查施工现场地区的经济条件和技术条件,为以后标书的编制打好基础。吃透招标文件,有效规避风险,提高中标几率。招标文件体现了招标单位对水利工程建设的具体要求和工程现场的基本信息,是编制标书的主要依据。从招标文件中可以了解到水利工程的工程概况和招标设计意图。投标文件必须与招标文件的要求相符合,并作出正确完整的响应,才有可能中标。投标单位应认真核对招标文件中的工程清单,不仅是控制总投资额的主工程量,还包括其他分项目的工程量。对于不一致和明显不合理的设计,报价时应适当降低,因为将来可能会进行改进或者取消。认真研究招标文件中对于废标和无效标的条款规定,尽最大可能避免废标和无效标的出现。注重细节,一丝不苟做好标书的编制工作。严格按照招标文件要求的标准和格式来编制标书。对招标文件中要求投标者提供的人力财力和技术方面的证明材料一定要积极响应,提供足够证明材料,将营业执照、工程资质证明材料、法人代表授权书等分门别类整理好,证明自己完全有能力完成工程设计施工。标书的核心内容应包括投标报价和工程施工组织设计,二者相辅相成,不可偏废。一方面在确保工程质量的前提下,合理降低工程报价。由于水利行业的特殊性,一般能满足工程建设资质要求的企业并不多,因此充分了解竞争对手,合理报价是十分必要的。另一方面必须保证施工方案的科学性和合理性,充分考虑施工中可能出现的问题,并作出切实可行的预案,完善质量控制和安全防护措施,确保施工安全和施工质量。严格遵守诚实守信的基本原则,保证标书的真实性和严谨性。一旦中标,标书就自动成为合同的一部分,企业必须完全履行标书中规定应承担的义务。避免为了中标而不顾实际情况弄虚作假,天花乱坠地宣传自己。提高合同管理意识,从实际出发,诚实守信。竞标过程中出现串标、购标等情况时,尽量置身事外,避免参与其中,或者直接放弃,避免产生不必要的名誉和经济损失。
查询对应的平均随机一致性指标RI,当n=1,2,…,10时,RI的取值见表2。当随机一致性比率CR=CI/IR<0.1时,认为该层次排序权重具有满意的一致性。
1.2熵确定控制模型的客观权重我们将综合指标的重要性和指标提供的信息量这两方面来确定各指标的最终权重。现有m个待评项目,n个评价指标,形成原始数据矩阵。矩阵R中第i行Ri反映被评对象的第i个因素对于评价集中个评价的隶属度,第j列反映被评对象各因素分别取评价集第j个评价的程度,其中i=1,2,…,n,j=1,2,…,m。
1.3基于熵和AHP的多层次模糊综合评判模型根据2.3中基于熵和AHP确定组合权重W,和2.3中确定的单因素评判矩阵R,综合评判模型为A=W•R,记A=(a1,a2,…,am)。A即为综合评价结果,aj表示评价对象对评价集中第j个等级的隶属度。
1.4基于熵和FAHP的模糊综合评判结果的确定确定了影响水利水电工程造价的相关评判指标的模糊综合评判集,根据最大隶属度法选择最大的评判指标所对应的评判集作为最终评判结果。
2基于熵和FAHP的水电工程全寿命造价控制实证研究
本文以西北口水电站的建设为例,建立基于信息熵的灰色关联分析模型,根据每个阶段的影响因素,计算每个管理阶段对工程造价影响程度的灰色关联度的大小。
2.1西北口水电站全寿命评价模型权重的确定根据表1中选取的指标体系,通过2.3中权重的计算方法,该评价模型的权重向量计算结果如表3所示。
2.2基于熵和AHP的西北口水电站模糊综合评判模型①设置评判模型的评语集。依据西北口水电站工程造价控制管理评价指标体系的特点,针对各层指标设定评语集为{非常重要,很重要,一般重要,有影响}。②模糊隶属度矩阵的确定。确定模糊评价矩阵R=(rij),Ri为对应一级指标Bi的模糊评价矩阵,i=1,2,3,...,n,其元素通过模糊统计方法确定,rkj=mkj/K其中K为专家数,mkj为第k个指标评价为Vi的次数。计算结果表明,水利水电造价全寿命管理中各阶段对工程造价影响的灰色关联度大小的排序为:设计阶段>决策阶段>施工阶段>竣工阶段。
2.3结果分析①设计阶段的造价管理对整个水利水电工程全寿命管理的影响最大,其次是决策阶段,这两个阶段在此模型中计算的灰色关联度也比较接近。②设计阶段的造价管理直接影响了西北口水电站建设最终的决算成本,这与基于熵和FAHP全寿命管理模型的评价结果是一致的,验证了该模型科学性和合理性。
当今时代,科学技术的功能几乎已经覆盖所有领域,为社会的发展做出重大贡献。水电水利工程涉及水力学、电力学以及物理学等多门学科,其节能降耗方面还涉及生态学等领域,需要投入这项事业的人才具备较高的综合素质,掌握较为精湛的技术。技术的应用依靠人才,可以实现人才和技术之间必须进行良好地整合,如此才能确保水利水电工程的节能降耗事业顺利向前发展。
1.2精神因素
节能降耗理念的出现为社会发展提供了较为明确的方向,但是实际情况并不乐观。广大人民的思想观念仍然停留在传统状态,对于节能环保没有较为深刻的认识,这种状况使得水利水电工程的节能降耗工作遭受较为严重的阻碍。但是社会范围内仍然存在一部分节能意识较强的人们,正在为我国的的节能事业奋斗。
1.3生态因素
节能降耗的提出的重要原因就是为了应对生态问题,自然资源是否可再生能够对节能事业产生重要影响。在进行水利水电工程建设的过程中,对所在区域的环境会产生一定的影响,针对这个方面进行研究,对水电工程的节能降耗具有重要的意义。针对以上四个方面进行分析可知,它们共同对水利水电工程的节能事业产生重要影响。因此,可以从这个四个方面分别建立起节能降耗的评价指标。
2ANP概述
ANP被称为网络层次分析法,是在层次分析法(AHP)的基础上形成的,其设立为决策服务。在对现实中的问题进行分析的过程中,系统中的组成要素是根据网络形式进行排列的,网络中的每个要素都能够对其他要素产生扰动作用,也可能在其他要素的限制下出现相应的变动。如此的作用形式可以对ANP实现合理的描述。其结构相较于AHP来说具备一定的复杂特性。利用其达到决策的目的,首先需要对决策的内容进行划分,利用相关原则对其进行限定,每个原则的权重需要进行确认,需要通过AHP的方法达到这个目的。然后需要对网络结构进行相应的解析,对系统中的每一个要素进行相应地确认,确保其能够按照某种关系进行排列,使系统能够准确表述出元素之间的作用。在进行网络构建的过程中网络分为两种情况,即独立和依存。但是在解决现实问题的情况中,独立和依存通常是并存的。对其模型进行构建,需要确认计算权重,这个部分就需要具备一定的数学知识,对初学者来说难度较高。
3确认评价指标权重
针对评价指标进行分析,解读各个指标之间的相互作用关系,根据ANP概述中的内容,参考权重的确定步骤,针对节能降耗评价指标的权重进行计算。权重的确认需要在计算展开的过程中,需要按照一定的准则进行逐次逐个计算。
4启示与建议
水电水利工程的建设应该符合节能降耗的要求,务必将其控制在一定的范围内,确保其能够符合研究的现实状况。
4.1工程设计合理
水电水利工程在进行设计的过程中,需要对当地的情况进行细致调查。当地的气候、水文地质条件、人口因素等要素都是调查的重要内容,安排专门的小组,通过实地考察收集信息,到当地水电管理部门查阅资料,作为工程设计的参考数据。设计方案要兼顾成本控制,确保资金的使用效率,同时考虑环境因素,使工程的建设对环境的破坏控制在最小的程度。工程的可靠性是设计的重点,在设备选用方面也应该注意对其质量进行控制,确保其能够消除安全隐忧。
4.2控制材料消耗
水电水利工程的建设需要运用大量材料,土石方面的使用量需要进行合理规划,要运用科学的方法对其进行事先计算,在进行建设的过程中将土石的用量与计算的结果进行对比,确保现实建设用量与计算量保持同步,一旦出现较大的偏差,需要对施工现场进行控制,调整建设方案,对土石的用量进行较为严格的限制,将工程的土石等材料的消耗量控制在合理的范围内。
4.3科学挑选挖掘设备
工程的建设涉及挖掘的部分相对较多,设备的选择对于能源的消耗的限制显得尤为重要。这种消耗不仅仅指的是挖掘的土壤资源消耗,也与设备自身的消耗有关,如果选用的挖掘机械耗油量或者耗电量较大,就会使得能源的利用率下降,出现不合理消耗的情况。因此一定要选用耗油量相对较小,进行操作的过程中也要注意水土资源的流失问题。
2、预裂、光面爆破技术的具体应用
预裂爆破技术是指水利水电工程开挖施工中沿着设计开挖的轮廓线密集的打孔,并将少量主要装入到打好的孔洞中来将其炸出裂缝,该种爆破技术在具体应用中最大的作用在于避免爆破区的爆破对周围岩体或建筑物产生破坏,所以对于水利水电工程来说预裂爆破技术是一项十分重要的施工技术。光面爆破技术是指沿着开挖轮廓线布置间距相对较小的平行炮孔,并且在打好的爆孔中装入少量的不耦合炸药后进行引爆,而该种爆破技术主要适用于水利水电工程隧道的爆破施工,这样既可以确保施工设计方案中需要炸除的岩石可以通过该种爆破技术完成施工,同时也可以避免在其轮廓线以外的围岩结构受到明显破坏,并且可以在围岩面留下半个较为清晰的孔痕。20世纪70年代,预裂爆破技术与光面爆破技术在我国葛洲坝水利枢纽工程中的应用取得成功,自此后这两种较为先进的爆破技术开始被广泛应用于水利水电工程领域,尤其是当代水电站主体工程边坡与隧道的爆破施工中均采用上述两种爆破技术,这也使我国水利水电工程领域的爆破技术处于世界领先地位。预裂爆破技术与光面爆破技术在具体应用中可以对开挖面的超挖和欠挖等现象进行有效控制,并且可以确保其爆破施工中不会对边坡和围岩的稳定性产生影响,正是因为上述两种爆破技术的诸多优点使其被应用于三峡永久船闸的开挖爆破施工中,并且使三峡大坝永久船闸中形成了良好的保留壁面。
3、面板堆石坝级配料开采爆破技术的具体应用
水利水电工程中的面板堆石坝在施工中需要利用爆破技术来开采级配料,尤其是20世纪80年代以来面板堆石坝在水利水电工程领域的不断推广,很多中小型水电站在建设过程中都采用了面板堆石坝,所以施工单位需要通过开采爆破技术的应用,来获取面板堆石坝在施工中其坝体填筑过程中所需要的级配料。南盘江天生桥一级水电站便是典型的面板堆石坝,南盘江天生桥水电站的面板堆石坝在坝高和坝体方量等方面都处于世界前列,而我国第一高度的面板堆石坝———水布垭水电站也开始投入使用,所有面板堆石坝为主要坝型的水利水电工程在施工中,均要采用爆破法开采主堆石级配料来直接进行上坝填筑的施工技术,所以当前我国水利水电工程领域关于面板堆石坝级配料开采爆破技术的研究较为成熟,其基本可以满足我国各地区水利水电工程中面板堆石坝的施工要求,同时可以有效降低整个水利水电工程具体实施阶段的成本投入。
4、爆破技术在围堰拆除中的具体应用
现阶段大型水利水电工程具体实施阶段需要面临大量临时构筑物的拆除工作,对于围堰构筑物来说其利用机械拆除的方式需要浪费大量的时间与财力,所以施工单位一般都是采用爆破拆除的方式来完成围堰的拆除,这也使爆破技术成为围堰拆除施工中最为关键的技术之一。鉴于围堰爆破拆除在本质上属于典型的邻水爆破作业,所以爆破人员一般需要充分利用其顶面、非邻水面以及围堰内部廊道等无水区域进行钻爆作业,水利水电工程对于围堰爆破拆除施工中的要求是一次爆通成型,并要确保整个爆破作业中所产生的缺口要满足围堰泄水、进水的要求。再者,由于水利水电工程围堰区域附近有着多种已建成的水工建筑物,所以爆破人员在爆破拆除作业过程中要避免爆破作业对其产生破坏,只有这样才能确保爆破技术的应用可以满足水利水电工程的建设要求,我国已建成的葛洲坝大江围堰、三峡三期围堰等近30余座大型围堰构筑物,都是通过爆破技术的应用来完成其拆除作业,所以对于我国水利水电工程领域来说围堰爆破拆除技术已积累了大量经验。围堰爆破拆除技术具体应用中的重点是避免爆破作业对堰体周围的闸墩、闸门槽、闸门以及其他水工构筑物的完整性产生破坏,从而确保围堰爆破拆除作业结束后发电设备可以正常运行,所以施工单位一般会采用“高单耗、低单响”的设计思想来完成整个围堰的接力起爆系统设计,并且我国水利水电工程领域关于围堰爆破拆除作业,已形成了适用于各种建筑物的爆破振动安全控制标准体系,并且同时也具备了较为完善的防护飞石和水击波危害的技术体系。
5、岩塞爆破技术的具体应用
岩塞爆破技术是水利水电工程具体实施阶段的一种水下爆破形式,我国于20世纪70年代开始了岩塞爆破技术在水利水电工程领域的实践应用,其最开始被应用于引水、放空水库、灌溉、发电等通向水库或湖泊底部引水洞、放空洞的施工,岩塞爆破技术在具体应用中一般需要涉及到水库底部、隧洞末端的爆破作业,当洞内工程全部完成后施工单位可以采用岩塞爆破技术来炸除洞与水库的岩层。岩塞爆破技术在具体应用中具有不受库水位消长及季节因素的影响与限制,并且可以使水利水电工程在具体实施阶段不需要通过设置围堰构筑物来进行施工,再加上岩塞爆破技术在具体应用中的操作简单、成本低以及工作效率高等特点,所以使岩塞爆破技术在我国水利水电工程领域有着十分广泛的应用范围。丰满水库岩塞爆破是当前国内爆破规模最大的工程,岩塞爆破技术在具体应用中可以根据其装药方式,划分为峒室爆破和炮孔爆破等两个类型,按照爆碴处理方式可以划分为留碴爆破和泄碴爆破等两个类型,我国水利水电工程领域对于岩塞爆破技术在具体应用中的的起爆方式、爆破影响控制等方面积累了大量经验。
6、隧道掘进爆破技术的具体应用
对于水利水电工程施工来说其地下工程的开挖是最为重要的有机组成,所以在工程具体实施阶段其需要依次完成导流洞、引水洞、交通洞、试验平洞、灌浆洞、斜竖井以及地下厂房洞群的开挖施工,所以施工单位主要是采用钻爆法来完成隧道掘进施工,尤其是钻爆法在具体应用中具有开挖成本低、地质条件适应性强等特点。隧道掘进爆破作业过程中容易受到照明、通风、噪声以及滴水等多方面因素影响,所以对于隧道掘进爆破作业来说其作业难度相对较高,再加上水利水电工程隧道掘进施工中对爆破作业质量有着极高要求,所以施工单位在针对隧道掘进爆破作业中会充分利用围岩的自承力,并且要通过对整个隧道掘进爆破作业方式的优化调整,来确保其地下爆破作业不会对隧道围岩结构的完整性产生破坏。在达坂城高崖子干渠的隧洞施工中就采取了这一技术。
2水利水电工程中水闸施工的技术方法
2.1施工前技术方法
在开始水闸施工之前,施工单位需要做好施工前的各项准备工作,如严格制定、审核水闸施工的技术方案、施工方案和质量管理制度,以及施工人员的施工资质及人员配备,并与建设单位和设计单位一起对施工图纸进行共同会审,施工前必须逐级进行施工技术和安全生产书面交底,对施工人员进行岗前培训,明确施工中各项技术、质量与安全生产的要求与指标,并对其中不利与施工管理的环节进行优化整改,以避免可能存在的安全隐患和因返工造成延误工期及生命、经济财产损失。
2.2水闸施工中的技术应用
水闸施工涉及到许多的工序环节,而每个工序环节对技术和质量有着严格的要求。因此,施工单位既需要认真检测施工材料材质与强度,又需要严格控制水闸施工的工艺流程,以保证水闸施工顺利进行。
2.2.1土石方的开挖施工
水闸施工的长度较长,施工断面较大,对土石方的开挖要求较高,这对水闸质量有着直接的影响。施工单位在开挖土石方时需要注意选择合适的断面,既要减少混凝土的使用量,又要保证水闸强度满足施工要求。因此,施工单位在施工中需要按照断面的中腰线进行施工,保证开挖情况与设计相一致。
2.2.2混凝土的施工
由于水闸施工需要使用大量的混凝土,所以混凝土的质量控制工作就显得非常重要。一方面,施工单位需要采取定期监测和抽查监测相结合的方法,从源头上保证混凝土的质量;另一方面,施工单位需要做好混凝土配制工作,对混凝土的施工进行全程监控,确保混凝土的质量满足施工的要求。对于水闸工程中的关键部位,施工单位还需要采取钻芯取样的检测方法,最大限度保障混凝土结构的强度与质量。
2.2.3金属结构的施工
金属结构施工同样是水闸工程中的关键环节,施工单位需要严格按照技术标准及规范要求进行施工。首先,施工单位需要对金属材料进行质量检测与复测,确保其符合施工标准和要求,并要求厂家提供制作材料的质保单;其次,在运输金属材料时,施工单位需要采取整体或者分片运输的方式,在施工现场进行安装,以免对金属材料造成损坏而影响其质量;最后,在安装水闸门槽的预件时,施工单位需要采取正确的施工工艺,并实时监测金属焊接时的变形情况,以便出现问题时进行纠正处理。
3水闸工程中的导流施工过程
水闸工程建造的目的主要是排洪、引水、分流和泄水等。因此,在河、渠口进行水闸工程施工时,施工单位需要依据导流建筑中的挡洪标准,就地取材进行施工。
3.1选择合适的导流方案
在选择水闸施工的导流方案时,施工单位可以选择在束窄的滩地修建合适的围堰的方法。由于水闸施工容易受到地形限制,施工单位在布置围堰时需要靠近主河道岸边,但是主河道岸坡地质条件一般不太理想,极易出现坍塌情况。因此,施工单位需要修建结构简单但是抗冲刷能力较强的浆砌石围堰,并以木桩加固围堰基础,以粘土夯实围堰的外侧,还可以通过迎水面铺设防渗塑膜,堆砌装土编织袋加固围堰,提高围堰的坚固程度。
3.2选择合适的截流方法
在堵坝截流的时候,施工单位需要采取合适的截流方法,先以模型和现场的试验对截流设计严格论证,再利用平堵和立堵相互结合的方法进行合龙。同时,考虑到计算用料和实际用料之间的出入,施工单位在截流施工中需要增加备料量,确保截流施工用料的充足。此外,在截流施工前,施工单位需要增加护堤宽度,并对其进行严密的排列,按照抛投料物地点的流速和水深安排移动的距离,确保截流施工中抛投料物准确性和稳定性。
从多年实践工作经验和相关统计文献资料表明,电气施工发生安全隐患,一方面由于电气施工临时系统设计不合理、继电保护器保护不匹配、接地接线不规范等系统设备自身因素引起。另一方面,则是由于电气施工相关专业技术人员的安全意识不够,综合操控技能水平偏低等因素引起。
1.2加强水利水电工程电气施工安全管理的主要内容
在水利水电工程施工全过程中,承包企业应该结合工程特性,组织专业技术人员从施工临时用电安全、施工现场安全用电管理、危险源识别与防护等方面,在建立完善的安全管理制度体系的基础上,认真落实各项安全防护措施,对施工全过程的安全管理采取动态监督,严格执行和监督检查各项安全管理条例和措施体系,并制定相应的事故应急预案,确保水利水电工程安全可靠、节能经济的建设发展。
2、水利水电工程施工电气常见的不安全因素
2.1施工现场环境因素
由于水利水电工程施工周期较长、工程技术复杂,通常位于较为偏僻的山区,加上受到工程区地质环境、流域水文气象、工程移动等诸多因素的共同影响,会对工程施工用电安全带来较大的安全隐患。如:在施工过程中,风吹、日晒、沙尘、洪水、人为破坏等,均可能引起施工用电系统或电气设备发生失灵、大面积停电、漏电、短路等事故,造成严重的施工临时用电安全事故发生。
2.2施工电气安全管理不完善因素
由于受“重施工、轻管理”,“重质量进度、轻安全成本”等固有施工管理意识的影响,一些水利水电工程承包企业项目负责人通常对于施工质量和进度较重视,忽略施工安全用电管理,相应存在施工临时用电安全管理制度不完善、没有设立专门用电安全管理岗位、施工用电安全技术人员素质水平偏低等问题,相应施工临时用电安全防护水平偏低。另外,在施工过程中,安全用电管理制度没按照规范要求认真落实,执行力和监督检查力度不够,电气施工中存在较多的技术和管理隐患。不重视安全用电的检测和检修维护记录,加上项目部安全用电管理经费的不到位,是的一些分项分部工程的临时用电系统安全防护体系不到位,给工程电气施工埋下较大的安全隐患。
2.3临时用电系统不规范因素
在施工临时用电组织设计编制过程中,没有严格按照《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)要求,由专门的电气专业技术人员进行编制。临时用电系统设计过程中,没有按照TN-S系统要求,设置独立的保护零线;没有做到“三级配电、三级保护”;没有严格执行“一机一闸一箱一漏”防护体系;三级配电箱间的漏电保护额定电流不匹配,存在“误动、拒动、越级跳闸”等问题;供电线路敷设不规范,埋深或搭接长度不符合要求;线路保护过于简单,无法保障施工工地现场的安全用电。用电管理人员安全意识不高、责任感不强、综合操控技能水平偏低等人为因素,也大大影响水利水电工程施工现场的安全用电水平。
3、提高水利水电工程施工电气安全防护水平的措施
3.1建立完善的施工用电安全管理制度、加强安全管理意识
要保证水利水电工程施工电气具有较高的安全防护水平,首先要建立科学完善的安全管理制度,有效落实各种安全防护制度、组织结构和人员配置,并在施工全过程中进行全程监督,确保制度措施按照设计要求具有较高的执行力和落实度。要根据《施工现场临时用电安全技术规范》(JGJ46-2005)、漏电保护器安装和运行(GB139552-92)等国家或企业规范要求,认真编制施工临时用电设计方案,确保施工临时用电具有较高的科学性、可行性和经济性。加强岗前安全教育培训,要组织相应安全操控技能培训和用电事故分析,加强现场施工作业人员的安全用电意识,使其充分了解到安全用电的重要性和掌握安全用电操控技巧,减少或杜绝人为误操作的习惯性违章行为发生,确保水利水电工程施工用电安全。
3.2加强施工电气机具安全的动态检测管理
在水利水电工程施工前和施工全过程中,应按照国家相关技术规范和安装使用要求,对电气施工中的电气机具的电气性能进行综合检测(包括:耐压能力检测、漏电检测、绝缘性能检测等),只有电气、机械性能均满足工程施工需求时,方能进入施工现场。另外,还需要在施工全过程中,定期对施工机具设备的电气、机械性能进行综合检测。对于检测资料,应按照相关要求进行分类管理,避免电气设备和机具存在“带病”作业问题,提高施工现场用电安全。
3.3加强施工全过程电气安全管理
在进行水利水电工程施工电气安全管理过程中,要结合工程特性合理辨识工程中可能存在的安全危险源,并针对不同的危险源制定相应的安全防护体系。要保障施工电气机具相应指标在人体安全耐受范围(人体耐受电压为36V,漏电电流为36mA)。对于超出人体安全的机具设备,应采取穿戴绝缘衣物、增加绝缘隔离层等技术手段进行处理。优选满足施工实际需求和工程特性的成套供配电设备,以适应各种用电环节需求,便于维护管理。要动态检测漏电保护器、断路器等继电保护装置的动作性能,确保出现用电故障后,保护设备能准确动作切除故障。要叮嘱和监督操控人员安全要求进行安全操作,避免安全用电事故发生。
2测量工作在水利水电工程中的重要性
2.1基岩变形量的获取只能通过测量工作实现
基岩变形量对于工程安全的重要性不言而喻,而在目前的技术条件下,我们尚没有可以选用的自动检测基岩变形的自动化探头设备。所以,我们只能在实际施工过程中重点解决基岩变形量的追踪测量。只需要在高程网中选择足够的高程变化控制点,每天对这些控制点的变形量进行测量,就可以便捷地得到这些高程控制点的高程精确变化情况。因为大部分基岩应变在工程上的体现都是在基岩高程的变化方面,所以,通过合理控制,测量工作可以有效降低工程出现不可逆的沉降失稳。因为测量工作是目前技术条件下控制沉降量的唯一手段,因此,基岩变形测量工作的必要性是毋庸置疑的。
2.2工程施工质量控制与工程测量密切相关
通过最初的施工放点测量,可以将施工关键点在施工之前予以布置,如果没有测量工作预先放置的施工参考点,施工过程就无法实现施工现场与设计图纸的结合。同时,在施工过程中,因为现在的RTK技术可以使得系统可以迅速放置足够密集的放样点和放样控制点。这些点可以在CASS系统中实现较为平滑的实际测量与设计图纸的对比图,且通过闭合分析,可以得到施工整体效果与设计之间的量化偏差,从而对施工整体效果做出量化的评估。也就是说,不论是在施工前还是施工中,精准的测量工作都可以为施工建立起实际空间与图纸仿真空间之间的关系。使用先进的计算机辅助管理技术,可以对工程质量进行更好的追踪和评价。这是测量工作在水利水电建设工作中的现实意义。
2.3测量工程可以与施工绩效相结合
通过现场测量,我们可以较为精确的得到土石坝修建进度及质量和河床整理工程的工程进度及质量。通过这些进度和质量的管理,投资方可以较为清晰的对施工队伍建立起绩效考核量化标准。测量工作可以使得这些标准更加的具有说服力,目前,基于测量工作的绩效管理已经在大部分水利水电工地开始使用,并且取得了较显著的效果。目前的工程安全管理理念认为,从业者素质、设备运行状态、工作场地环境控制和生产管理体系建设是影响施工安全的四个唯一且必要作用因素,而生产管理体系建设是从业者素质、设备运行状态、工作场地环境控制三个因素的先决条件。在生产管理体系建设的领域内,测量工作与生产绩效的结合体系建设是其中的一个较为重要的组成部分。因为精益化管理体系的要求,在管理中的每一个参数都需要进行量化才可以实现计算机辅助管理系统的辅助评定,而测量工作恰恰是将施工质量的“好与坏”转化为“对与错”的先决条件。所以说,在工程精益化管理的实现过程中,测量工作起到的作用是相当重要的。
2水利水电建设项目水资源论证实例分析
2.1工程概况
为缓解绥阳县中心城区近期城市生活用水严重缺水问题,拟在绥阳县洋川镇团山村的石梁河上游修建团山水库。水库坝址距绥阳县城17km,坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3;水库校核(P=0.2%)洪水位918.62m,设计(P=2.0%)洪水位917.41m,正常蓄水位915.00m,死水位886.00m;水库总库容721万m3,正常蓄水位库容571万m3,死库容30万m3,兴利库容541万m3,库容系数58.7%,属多年调节水库。
2.2分析范围及论证范围
团山水库分析范围为石梁河全流域(流域面积239km2)及受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河全流域(流域面积126km2),共计365km2;取水水源论证范围为石梁河团山水库坝址以上流域(流域面积14.7km2);取水影响论证河段为团山水库库区河段(河长约2.84km,库区面积约0.42km2)、团山水库坝址至石梁河河口区间河段(河长25.3km),共计河长28.1km;退水影响范围主要为洋川河绥阳县城污水处理厂退水口至下游河口区间长9.7km河段。
2.3区域水资源状况及其开发利用分析
分析范围内主要河流有团山水库所在河流石梁河、工程受水区绥阳县中心城区退水所涉及的洋川河。石梁河系芙蓉江右岸一级支流,属长江流域乌江水系,全流域面积239km2,主河道全长32.2km,主河道加权平均坡降为11.9‰,流域形状系数0.231,多年平均径流量15000万m3。洋川河系洛安江左岸一级支流,全流域面积126km2,河长28.9km,主河道平均比降11.8‰,流域形状系数0.151,多年平均径流量7900万m3。分析范围内已建成灌溉水库工程2处,小型引水灌溉工程42处,提水灌溉工程30处。灌溉面积22182亩(其中水田20339亩,旱地1843亩)。分析范围内水资源总量22900万m3,现状开发利用水量1786万m3,水资源开发利用率7.80%;耗水量1079万m3,占水资源总量的4.7%。分析范围内水资源开发利用程度一般,水资源具有一定开发利用潜力,为促进区域经济发展,有条件和必要对石梁河水资源进行进一步的开发利用。
2.4取用水合理性分析
城市生活用水方面:绥阳县城市生活用水量预测主要根据《室外给水设计规范》(GB50013-2006)采用分类预测法进行预测,远期规划水平年(2030年)采用180L/(人•d);供水管网损失10%;未预见水量按10%考虑;水厂自用水量按总用水量的5%计。由于县城工业用水单独考虑,故上述所取定额符合一般城市生活用水规律。农田灌溉用水方面:根据当地灌溉习惯结合现状灌溉渠系实际情况,下游农田灌溉P=80%保证率灌溉用水定额水稻取320m3/亩、玉米56.4m3/亩、辣椒45.9m3/亩、油菜59.3m3/亩基本合理。用水总量控制指标方面:绥阳县现状用水量1.787亿m3,2015用水指标1.812亿m3、2020用水指标1.985亿m3、2030用水指标2.041亿m3,分别比现状增加0.025亿m3、0.198亿m3和0.254亿m3,团山水库供水量仅0.0599亿m3,而且主要是用于绥阳县城生活用水,符合《遵义市实施最严格水资源管理制度指标方案》对用水总量控制指标的要求。
2.5取水水源论证
团山水库坝址以上流域面积14.7km2,多年平均径流量922万m3,经长系列调节计算,团山水库坝址处流域水资源量可满足团山水库设计供水量599万m3/a(P=95%城市供水588万m3/a、P=80%农田灌溉用水10.8万m3/a)的要求。至规划水平年(2030年)上游流域内用水较现状增加耗水量仅占来水量的0.03%。因此,团山水库工程取水在水资源量方面是可靠的。根据坝址河段水样水质检测结果,现状水质能满足集中式供水水源地和农田灌溉水质要求。取水口以上流域内无工矿企业,主要污染源为少量农田灌溉用水退水,农村生活用水基本无退水,今后水质下降的可能性不大。取水口以上流域今后将划为水源地保护区,农田灌溉用水退水量将进一步削减,同时严禁新设排污口等活动,取水水源水质可得到保障并有改善的可能。取水口河段具备成库建坝的地形地质条件,同时取水口的设置也能够满足水库泥沙淤积需求和取水量的需求,且坝址下游农田灌溉用水今后由团山水库生态放水管一并下放,管道尺寸满足放水要求,取水口设置合理可行。
2.6取水和退水影响分析
团山水库取水对区域水资源量虽有一定影响,但按多年平均径流量的10%(0.029m3/s)下放生态流量,对区域水资源及下游河道的生态影响较小。水库下游有农田灌溉工程,灌溉设计流量为0.021m3/s,下游灌溉用水量由生态放水管统一下放,对下游农田灌溉取水影响不大。同时,建议在初蓄期积极引导灌区群众进行适度水改旱,尽可能减少灌溉用水量,确保水库尽早正常蓄水,正常发挥效益。团山水库工程在建设期其污废水按退水处理方案处理达标后排入石梁河,坝址河段枯季情况下接纳排放的污废水后悬浮物(SS)、五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)浓度均小于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)Ⅳ类水质要求。施工期对河道水功能区造成一定影响,但该影响将随着施工的结束逐渐减弱直至消失。运行期影响较大的绥阳县中心城区城市用水退水。退水影响的洋川河属“洛安江绥阳遵义县保留区”,由于纳污河流洋川河退水口来水量较大,只要对城市用水产生的污废水处理达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)“一级标准A标准”后排放,退水对水功能区的影响较小,加之影响河段无其他用水户取水,故绥阳县中心城区城市用水退水对水功能区和第三者的影响不大。
2.7水资源保护措施
项目建设过程中,要对生产废水和生活污水采取有效措施处理后达标排放,严禁将污废水直接排入河道;作好水土保持工作,对弃渣进行妥善处理,对项目施工造成的地表恢复植被。对水库大坝、泵站及库尾河段进行水质监测,遇异常情况要查明原因并报告当地水行政主管部门,同时停止供水并采取措施即时解决。水库蓄水前,必须对淹没区进行库底清理,以免蓄水后淹没区内植物腐烂、农厕中粪便等造成二次污染。水库管理站修建化粪池处理生活污水,污水经处理后用于浇灌农田和绿地,生活垃圾拟与当地生活垃圾一同处理。加大水土保持工作力度,植树种草、对库区25°以上坡耕地实行退耕还林、坡改梯等水保工程,缓解库内泥沙淤积,逐步恢复库区库周生态环境的同时,提高水库自身运行年限。合理安排水库蓄水计划,通过下泄一定流量等措施来减小水库蓄水和运行对下游河段生态环境和农田灌溉的影响。建立一个自上而下的水资源保护领导小组,主要负责水库在运行过程中,实施水资源保护的领导、管理和监督实施工作。配合涉及县、乡、村对负责范围内水资源保护措施实施情况进行监督管理,搞好工程水资源保护工作。