（一）拱盖平底水窖结构优化效果分析

进行水窖结构优化的目的是为了以最小的工程量获得最大的蓄水容积，从而实现水窖工程建设的安全性和经济合理性。根据水窖工程的结构特点，提出了土方工程容积置换系数和衬砌工程容积置换系数概念并据此进行优化结果的评定。

1.土方工程容积置换系数

土方工程容积置换系数是指完成单位土方工程量所能获得的蓄水设施容积。具体可用式（2-87）表示：

式中　K T——土方工程容积置换系数，无量纲；

W T——土方工程量，m3；

V——水窖设计容积，m3。

拱盖平底结构水窖容积置换系数计算结果见表2-20。从此可以看出，目前推广应用最为普遍的30m3、50m3拱盖平底结构水窖的土方工程容积置换系数分别由优化前的0.600、0.618提高到优化后的0.756、0.777。也就是说，优化后完成单位土方工程开挖量所能获得的蓄水设施容积分别增加了0.156m3和0.159m3，增长幅度达到了26.0%和25.7%，优化效果十分显著。换句话说，也就是完成单位蓄水设施容积分别可少开挖土方工程量0.35m3、0.33m3，降低幅度均达到20%以上。

表2-20　拱盖平底结构水窖容积置换系数计算结果表

注　衬砌工程容积置换系数计算未计窖口混凝土工程量。(www.daowen.com)

2.衬砌工程容积置换系数

衬砌工程容积置换系数是指完成单位衬砌工程量所能获得的蓄水设施容积。具体可用式（2-88）表示：

式中　K C——衬砌工程容积置换系数，无量纲；

W C——衬砌工程量，m3；

V——水窖设计容积，m3。

目前推广应用最为普遍的30m3、50m3拱盖平底结构水窖容积置换系数计算结果见表2-20。

从表2-20可以看出，30m3、50m3拱盖平底水窖的衬砌工程容积置换系数分别由优化前的12.048、14.368提高到优化后的13.825和16.502。也就是说，优化后完成单位衬砌工程量所能获得的蓄水设施容积分别增加了1.777m3和2.134m3，增长幅度达到了14.7%和14.9%，优化效果同样十分显著。

（二）拱盖弧底水窖结构优化效果分析

拱盖弧底水窖评定方法与拱盖平底水窖评定方法相同。30m3、50m3拱盖弧底结构水窖容积置换系数计算结果见表2-21。从表2-21可以看出，土方工程容积置换系数分别由优化前的0.556、0.572提高到优化后的0.736、0.756，即优化后完成单位土方工程开挖量所能获得的蓄水设施容积分别增加了0.180m3和0.184m3，增长幅度达到了32.4%和32.2%；衬砌工程容积置换系数分别由优化前的11.906、14.182提高到优化后的13.944和16.640，即优化后完成单位衬砌工程量所能获得的蓄水设施容积分别增加了2.038m3和2.458m3，完成单位衬砌工程量分别可增加17.12%、17.34%的蓄水容积。

表2-21　拱盖弧底结构水窖容积置换系数计算结果表