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【摘要】地球上陆地淡水资源总量只占地球上水体总量的2.53%，其中大部分主要以固体冰川的形式分布在南北两极地区的，虽然现今科技日益精进，但利用起来仍旧困难；近年来很多河流水资源污染严重；加之水患为害，对人类生活造成极大损害；因此，以下本文从分析水工建筑物设计的工艺特点入手，以期能对改善这一系列问题有所帮助。
【关键词】 水工建筑物 设计 工艺特点
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一 、前言
水工建筑物的建设涉及水资源的开发和可持续利用等一系列的问题，其设计直接与环境及人类生活挂钩，影响人类的长远发展，清楚其设计的工艺特点，能建设出更高水平的水工建筑物，更好地促进经济社会的发展。
二、水工建筑物的概况
水工建筑物是指在水的静力或动力的作用下工作，并与水发生相互影响的各种建筑物，调节、控制水流，预防和治理水患灾害，对水资源进行开发和利用的建筑物。是实现各项水利工程目标的重要组成部分。水工建筑物涉及多个学科和领域，包括基础学科、土力学、水力学、工程力学、工程结构、水文学、岩石力学、工程地质、建筑材料以及水利勘测、水利工程施工、水利管理、水利规划等。
水工建筑物的分类：
按使用期限：永久性水工建筑物、临时性水工建筑物；
按功能：通用性水工建筑物、专门性水工建筑物。
通用性水工建筑：
1．挡水建筑物，如水闸、海塘、水坝、水闸、堤；
2．泄水建筑物，如泄水隧洞、溢流坝、分洪闸、岸边溢洪道；
3．进水建筑物（取水建筑物），如深式进水口、泵站、进水闸、；
4．输水建筑物，如引（供）水隧洞、渡槽、输水管道、渠道；
5．河道整治建筑物，如丁坝、顺坝、潜坝、护岸、导流堤。
专门性水工建筑物：
1．水电站建筑物，如水电站厂房、前池、压力水管、调压室；
2．港口水工建筑物，如防波堤、码头、船坞、船台和滑道；
3．渠系建筑物，如节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸；
4．过坝设施，如放木道、升船机、船闸、筏道及鱼道等。
水工建筑物的主要特点是：
1．自然条件制约较多，工程的选址、建筑物选型、施工、枢纽布置和工程投资等等受地形、地质、水文、气象等的影响比较大，有时候甚至是是否建设的关键；
2．建筑物工作条件复杂，挡水建筑物要承受很大的水压力，由渗流产生的渗透压力对建筑物的强度和稳定不利；泄水建筑物泄水时，对河床及河岸有很强烈的冲刷作用；
3． 施工条件复杂 ，在大江以及河流中建设水利工程，需要考虑施工导流、截流和施工期度汛等，此外，复杂地基的处理以及地下工程 、水下工程等的 施工技术都较复杂；
4．大型水利工程的挡水建筑物损坏，会导致下游发生巨大灾难，造成严重损失；
5．对经济和坏境影响巨大，一个大的水利工程必然会对经济产生很大影响，同时会对其周边地区的地形、水文等环境造成巨大改变及影响。
三、水工建筑物设计的工艺特点
水工建筑物设计包括：
1.选址，如坝址、闸址、洞线、渠线的选择；
2.选型 ，即选定建筑物的结构形式；
3.水力计算；
4.结构计算；
5.工程细部设计 ，确定地基处理方案，观测设计以及合理布置各个建筑等。
6.大中型和重要的水利工程还有水力模型试验和结构模型试验配合验证。
水工建筑物设计的前提条件：自然地理；地質；水文；气象；社会经济；相关规程与规范。
水工建筑物设计是应用科学技术知识和实践经验，通过分析、综合与创造，形成满足水利工程目标功能的一种活动过程。水工建筑物设计是一个专门的系统设计，是水利工程设计系统下的一个子系统，受到自然环境及社会经济条件、科学技术发展的水平以及国家政策法规与宏观政策制约；顾及从施工到运行直至拆除的建筑物生命全过程的要求；由多个环节组成，基于可持续发展的观念，有效地协调勘测、规划设计、施工、移民、生态坏境、资金流、后期运行等多方面的因素与环节
水工建筑物的设计步骤：技术预测-信息分析-科学类比-系统分析-方案设计-功能分析-安全分析-施工方案-经济分析-综合评价。
水工建筑物设计阶段：
1.可行性研究报告阶段：讨论和证明拟建工程在技术上的可能性、经济上的合理性、以及开发次序上的迫切性。包括查清主要的地质问题以及水文参数，选定工程地址；估算对淹没区搬迁户的补偿、预测对环境的影响；初定工程等别、建筑物级别，主要建筑物的形式、轮廓尺寸和枢纽布置方案，装机容量和机型；估算主要工程量，初步拟定施工导流方案、主体工程的施工方法、施工总体布置和总进度；估算工程总的投资，综合各方面的损失及影响，阐明工程效益。
2.初步设计阶段：包括确定拟建工程的等别和主要建筑物的级别；选定各种特征水位；确定施工导流方案及主体工程的施工方法、施工总体布置及总进度、对外交通和施工设施；选定坝型、输水线路、主要建筑物的形式、轮廓尺寸及枢纽布置；确定装机容量，选择机组型号和其他机电设备；提出建筑材料、劳动力和风、水、电的需要量；论证对环境的影响及环境保护；进行经济评析，阐明工程效益。
3.招标设计阶段：合同文件（投标须知和合同条款、合同格式和投标格式）和工程文件（技术规范和图纸）。
4.施工详图阶段：建筑物地基开挖图、地基处理图、建筑物结构图、钢筋混凝土结构的钢筋图、金属结构及机电设备的安装图等。
水工建筑物设计的工艺特点：
1．个性化突出-每个水利工程的水文、地质、地形条件都不相同，故每个水利工程都有其自身独特鲜明的特点，设计具有一定的创造性；
2．工程一般规模大、风险也大。因为比较难做到原型试验，且各种模型试验均有误差，所以将模型试验、教学模型、工程类比法并用，类比法占重要的决策地位；
3．重视规程、规范的指导作用。很多工作都是凭借以前的经验来进行，经验性较强，设计属于经验模式，因此参考已建工程具有很重要的指导作用
4．在施工过程中，一边建设一边使用，且受外界影响大，水工建筑物经常会在还未竣工之前，已建成的部分结构就需要开始发挥各种外部作用，非完整结构投入使用时其安全性问题比较突出
5．涉及的问题庞大繁杂，需要综合自然以及人为的各个方面考虑；
6．与水流、大气环境和地质水土关系密切；
7．水利工程技术人员应该具备良好的专业素养，全面掌握科学技术知识，具备高度的责任心，深入联系实际，多方借鉴以往经验，有一定的创新性，反复的比较，全面论证，做好设计工作；
四、结束语
水工建筑物的设计与地理自然环境密切相关，受到建设当地的自然条件的制约，对当地整个自然环境影响都比较大，因此必须明确其特点，综合考虑经济社会和自然环境，使水工建筑物的效益实现最大化。
参考文献
[1] 林继镛; 普通高等教育"十五"国家级规划教材--水工建筑物（第四版）；中国水利水电出版社；1981
【关键词】 水工建筑物 设计 工艺特点
中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
一 、前言
水工建筑物的建设涉及水资源的开发和可持续利用等一系列的问题，其设计直接与环境及人类生活挂钩，影响人类的长远发展，清楚其设计的工艺特点，能建设出更高水平的水工建筑物，更好地促进经济社会的发展。
二、水工建筑物的概况
水工建筑物是指在水的静力或动力的作用下工作，并与水发生相互影响的各种建筑物，调节、控制水流，预防和治理水患灾害，对水资源进行开发和利用的建筑物。是实现各项水利工程目标的重要组成部分。水工建筑物涉及多个学科和领域，包括基础学科、土力学、水力学、工程力学、工程结构、水文学、岩石力学、工程地质、建筑材料以及水利勘测、水利工程施工、水利管理、水利规划等。
水工建筑物的分类：
按使用期限：永久性水工建筑物、临时性水工建筑物；
按功能：通用性水工建筑物、专门性水工建筑物。
通用性水工建筑：
1．挡水建筑物，如水闸、海塘、水坝、水闸、堤；
2．泄水建筑物，如泄水隧洞、溢流坝、分洪闸、岸边溢洪道；
3．进水建筑物（取水建筑物），如深式进水口、泵站、进水闸、；
4．输水建筑物，如引（供）水隧洞、渡槽、输水管道、渠道；
5．河道整治建筑物，如丁坝、顺坝、潜坝、护岸、导流堤。
专门性水工建筑物：
1．水电站建筑物，如水电站厂房、前池、压力水管、调压室；
2．港口水工建筑物，如防波堤、码头、船坞、船台和滑道；
3．渠系建筑物，如节制闸、分水闸、渡槽、沉沙池、冲沙闸；
4．过坝设施，如放木道、升船机、船闸、筏道及鱼道等。
水工建筑物的主要特点是：
1．自然条件制约较多，工程的选址、建筑物选型、施工、枢纽布置和工程投资等等受地形、地质、水文、气象等的影响比较大，有时候甚至是是否建设的关键；
2．建筑物工作条件复杂，挡水建筑物要承受很大的水压力，由渗流产生的渗透压力对建筑物的强度和稳定不利；泄水建筑物泄水时，对河床及河岸有很强烈的冲刷作用；
3． 施工条件复杂 ，在大江以及河流中建设水利工程，需要考虑施工导流、截流和施工期度汛等，此外，复杂地基的处理以及地下工程 、水下工程等的 施工技术都较复杂；
4．大型水利工程的挡水建筑物损坏，会导致下游发生巨大灾难，造成严重损失；
5．对经济和坏境影响巨大，一个大的水利工程必然会对经济产生很大影响，同时会对其周边地区的地形、水文等环境造成巨大改变及影响。
三、水工建筑物设计的工艺特点
水工建筑物设计包括：
1.选址，如坝址、闸址、洞线、渠线的选择；
2.选型 ，即选定建筑物的结构形式；
3.水力计算；
4.结构计算；
5.工程细部设计 ，确定地基处理方案，观测设计以及合理布置各个建筑等。
6.大中型和重要的水利工程还有水力模型试验和结构模型试验配合验证。
水工建筑物设计的前提条件：自然地理；地質；水文；气象；社会经济；相关规程与规范。
水工建筑物设计是应用科学技术知识和实践经验，通过分析、综合与创造，形成满足水利工程目标功能的一种活动过程。水工建筑物设计是一个专门的系统设计，是水利工程设计系统下的一个子系统，受到自然环境及社会经济条件、科学技术发展的水平以及国家政策法规与宏观政策制约；顾及从施工到运行直至拆除的建筑物生命全过程的要求；由多个环节组成，基于可持续发展的观念，有效地协调勘测、规划设计、施工、移民、生态坏境、资金流、后期运行等多方面的因素与环节
水工建筑物的设计步骤：技术预测-信息分析-科学类比-系统分析-方案设计-功能分析-安全分析-施工方案-经济分析-综合评价。
水工建筑物设计阶段：
1.可行性研究报告阶段：讨论和证明拟建工程在技术上的可能性、经济上的合理性、以及开发次序上的迫切性。包括查清主要的地质问题以及水文参数，选定工程地址；估算对淹没区搬迁户的补偿、预测对环境的影响；初定工程等别、建筑物级别，主要建筑物的形式、轮廓尺寸和枢纽布置方案，装机容量和机型；估算主要工程量，初步拟定施工导流方案、主体工程的施工方法、施工总体布置和总进度；估算工程总的投资，综合各方面的损失及影响，阐明工程效益。
2.初步设计阶段：包括确定拟建工程的等别和主要建筑物的级别；选定各种特征水位；确定施工导流方案及主体工程的施工方法、施工总体布置及总进度、对外交通和施工设施；选定坝型、输水线路、主要建筑物的形式、轮廓尺寸及枢纽布置；确定装机容量，选择机组型号和其他机电设备；提出建筑材料、劳动力和风、水、电的需要量；论证对环境的影响及环境保护；进行经济评析，阐明工程效益。
3.招标设计阶段：合同文件（投标须知和合同条款、合同格式和投标格式）和工程文件（技术规范和图纸）。
4.施工详图阶段：建筑物地基开挖图、地基处理图、建筑物结构图、钢筋混凝土结构的钢筋图、金属结构及机电设备的安装图等。
水工建筑物设计的工艺特点：
1．个性化突出-每个水利工程的水文、地质、地形条件都不相同，故每个水利工程都有其自身独特鲜明的特点，设计具有一定的创造性；
2．工程一般规模大、风险也大。因为比较难做到原型试验，且各种模型试验均有误差，所以将模型试验、教学模型、工程类比法并用，类比法占重要的决策地位；
3．重视规程、规范的指导作用。很多工作都是凭借以前的经验来进行，经验性较强，设计属于经验模式，因此参考已建工程具有很重要的指导作用
4．在施工过程中，一边建设一边使用，且受外界影响大，水工建筑物经常会在还未竣工之前，已建成的部分结构就需要开始发挥各种外部作用，非完整结构投入使用时其安全性问题比较突出
5．涉及的问题庞大繁杂，需要综合自然以及人为的各个方面考虑；
6．与水流、大气环境和地质水土关系密切；
7．水利工程技术人员应该具备良好的专业素养，全面掌握科学技术知识，具备高度的责任心，深入联系实际，多方借鉴以往经验，有一定的创新性，反复的比较，全面论证，做好设计工作；
四、结束语
水工建筑物的设计与地理自然环境密切相关，受到建设当地的自然条件的制约，对当地整个自然环境影响都比较大，因此必须明确其特点，综合考虑经济社会和自然环境，使水工建筑物的效益实现最大化。
参考文献
[1] 林继镛; 普通高等教育"十五"国家级规划教材--水工建筑物（第四版）；中国水利水电出版社；1981