生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)在水利建設(shè)中的運(yùn)用分析

李 俊

（南昌縣贛東大堤河道堤防管理站，江西 南昌 330206）

水利建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程類型，涉及諸多的內(nèi)容，不僅需要對人們的需求進(jìn)行考慮，同時還需要注重環(huán)境的生態(tài)保護(hù)。近年來，國家對環(huán)境生態(tài)保護(hù)越來越重視，推進(jìn)了生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)在水利建設(shè)中的運(yùn)用，而如何實(shí)現(xiàn)生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)在水利建設(shè)中的運(yùn)用，是目前水利各個相關(guān)部門廣為關(guān)注的問題。

1 生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)在水利建設(shè)中存在的問題

我國水利建設(shè)經(jīng)過長期的發(fā)展，取得了不錯的成績。但是，傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)還存在一定的問題，其中對生態(tài)環(huán)境的影響和破壞是比較常見的，許多的水利工程已經(jīng)因?yàn)槠茐纳鷳B(tài)環(huán)境給我們帶來了不可估量損失。在河水的順流方向建設(shè)數(shù)量過多的水利工程，導(dǎo)致人工湖泊出現(xiàn)，進(jìn)而使得河流出現(xiàn)大量的非連續(xù)性現(xiàn)象，這對河流周圍的動植物也會產(chǎn)生影響；在水利工程的實(shí)施過程中，由于對河流進(jìn)行攔截，導(dǎo)致河流上游出現(xiàn)儲水量增多，下游儲水量則急劇減少，水流逐漸減弱的情況，自然河流轉(zhuǎn)變成為溝渠，造成下游用水困難。為了保證水利工程能夠發(fā)揮其本身的意義，為人類生活帶來福利，就需通過一定的途徑來加強(qiáng)生態(tài)工程設(shè)計(jì)在水利建設(shè)中的運(yùn)用，這對解決諸多的工程環(huán)境相關(guān)問題具有著重大意義[1]。

2 水利工程生態(tài)設(shè)計(jì)

2.1 安全經(jīng)濟(jì)性原則

水利工程建設(shè)具有很強(qiáng)的綜合性和復(fù)雜性，其在建設(shè)過程中往往會對周圍環(huán)境造成一定的破壞。為了盡可能降低水利工程對生態(tài)環(huán)境的影響，工程建設(shè)中選擇采用生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)手段。生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)首先需要遵循安全經(jīng)濟(jì)性原則，對河流的治理，在符合其水文規(guī)律以及工程力學(xué)特性學(xué)的前提下，還要保證工程的耐久性和安全穩(wěn)定性，工程建設(shè)以相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)范作為標(biāo)準(zhǔn)，確保工程能夠有效的抵抗侵蝕、洪水以及干旱等自然因素災(zāi)害。設(shè)計(jì)可以將河流斷面作為依據(jù)層，對河流所具有的泥沙沖刷以及運(yùn)輸能力進(jìn)行計(jì)算分析，進(jìn)而掌握河流的流域特征，確保工程設(shè)計(jì)具有良好的耐久性和持續(xù)性。同時工程設(shè)計(jì)還應(yīng)遵守風(fēng)險最小化和利益最大化的原則，對水利工程的安全性經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，并結(jié)合河流自身的生態(tài)體系，設(shè)計(jì)出最具生態(tài)效益的方案[2]。

2.2 保證生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)功能

近年來，國家對生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)越來越重視，生態(tài)系統(tǒng)最鮮明的特點(diǎn)是具有良好的修復(fù)功能，因此，生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)需要以對生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)功能的保護(hù)為主。所謂的生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)功能主要表現(xiàn)在其對自然環(huán)境的適應(yīng)能力上，即在自然生態(tài)環(huán)境中，根據(jù)自然環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)所具有的恢復(fù)能力，自主選擇適應(yīng)其生態(tài)發(fā)展的相關(guān)物種，進(jìn)而構(gòu)建一種適合其實(shí)際環(huán)境的生態(tài)系統(tǒng)體系。比如，在某工程的水利生態(tài)設(shè)計(jì)中，對河流進(jìn)行控制，和生態(tài)理念進(jìn)行充分結(jié)合，以自然保護(hù)為導(dǎo)向，確保其河流具有良好的修復(fù)能力，同時還需要依據(jù)河流的天然形態(tài)以及美學(xué)價值，并結(jié)合周邊地形進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。由于大尺度景觀對自然河流的自我修復(fù)功能有著積極影響，而小尺度景觀則會對河流的自我修復(fù)功能產(chǎn)生不利影響，因此在設(shè)計(jì)中，應(yīng)以大尺度的景觀作為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，避免出現(xiàn)時期短、尺度小的景觀產(chǎn)生。

3 生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)在水利建設(shè)中的運(yùn)用

3.1 空間異質(zhì)性應(yīng)用

生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)不僅需要重視對其生態(tài)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建，對其生態(tài)環(huán)境內(nèi)的生物多樣性同樣需要進(jìn)行重視，因此，設(shè)計(jì)中需要考慮空間異質(zhì)性來對生態(tài)環(huán)境中的生物多樣性進(jìn)行保護(hù)。常見的水利生態(tài)空間異質(zhì)性如圖1所示。比如，在某水利生態(tài)工程的設(shè)計(jì)中，其無機(jī)環(huán)境內(nèi)具有的生物空間異質(zhì)性越高，其有機(jī)體相關(guān)物質(zhì)的分布就會越多，生物鏈的穩(wěn)定性也就越高，越發(fā)可以促進(jìn)其環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)動植物的平衡發(fā)展。生態(tài)工程的設(shè)計(jì)需要保證其建設(shè)系統(tǒng)空間的異質(zhì)性與原來的空間異質(zhì)性程度一致，從而避免其生物多樣性減少[3]。

圖1 常見的水利生態(tài)空間異質(zhì)性

3.2 水利經(jīng)濟(jì)設(shè)計(jì)與安全施工協(xié)調(diào)發(fā)展

生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)涉及內(nèi)容比較繁雜復(fù)雜，不僅要注重對河流的綜合治理。比如蓄水、灌溉、防洪、發(fā)電、旅游等，還要考慮其工程區(qū)內(nèi)的河道以及河岸等生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展。因此，從生態(tài)水利工程的選址至設(shè)計(jì)以及從施工至建成都需要結(jié)合水利工程學(xué)、水文學(xué)以及生態(tài)學(xué)等學(xué)科規(guī)律和原理，對河流自身的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行充分分析和考慮，掌握其河流泥沙的運(yùn)移和淤積規(guī)律以及河流的侵蝕和沖刷特性等。工程設(shè)計(jì)還要盡量保證工程的安全性和有效性，需要對其周圍的環(huán)境因素以及人為因素進(jìn)行全面了解和掌握，確定其使用效果以及使用周期。生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)還應(yīng)對經(jīng)濟(jì)發(fā)展與施工安全進(jìn)行全面考慮，分析水利工程的各種影響因素，進(jìn)行必要的加固設(shè)計(jì)，延長生態(tài)水利工程的使用壽命。

3.3 保持工程建設(shè)周邊水土

隨著社會的不斷發(fā)展，自然環(huán)境破壞、林木亂砍濫伐以及林業(yè)的過度開發(fā)等情況導(dǎo)致我國水土流失情況日發(fā)嚴(yán)重，嚴(yán)重危害人民生命財產(chǎn)安全，阻礙社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因而生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)必須重視對工程建設(shè)周邊水土的保持。比如，在某工程的生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中融入一定的修復(fù)技術(shù)：自然退化生態(tài)修復(fù)技術(shù)以及護(hù)坡設(shè)計(jì)（如圖2所示）等，這些都是生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用比較多的技術(shù)形式，其對工程周圍的水土保持和修復(fù)具有重要作用。生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)需要從尊重自然以及盡量減少臨時占地的理念出發(fā)，在施工中，盡量避免大規(guī)模擾動原有的地表土壤，減少環(huán)境破壞[4]。

圖2 水利工程護(hù)坡設(shè)計(jì)

3.4 流域尺度及整體應(yīng)用

生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)不僅需要注重對新建工程的生態(tài)化設(shè)計(jì)，同時還需要注重對水利工程施工帶來的的環(huán)境影響進(jìn)行修復(fù)，從而提高水利工程整體的生態(tài)化程度，實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的平衡。盡量避免資金或者技術(shù)人員短缺造成局部環(huán)境改善不完善的現(xiàn)象，以實(shí)現(xiàn)水利工程修復(fù)實(shí)現(xiàn)全面性、整體性。局部修復(fù)不僅達(dá)不到有效的生態(tài)保護(hù)效果，也會造成資金浪費(fèi)。因此，在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)時，一定要從長遠(yuǎn)的角度對生態(tài)修復(fù)進(jìn)行分析，制定整個生態(tài)流域的設(shè)計(jì)方案。比如，在一些水利生態(tài)工程設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)一定的護(hù)岸林。護(hù)岸林對附近流域的水土穩(wěn)定具有良好的效果，同時森林樹木還能夠有效的改善自然氣候，實(shí)現(xiàn)動植物生長的多樣性，對水環(huán)境穩(wěn)定性產(chǎn)生積極的影響。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著國民對生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識的逐漸加強(qiáng)，水利建設(shè)中如何進(jìn)行生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)成為其發(fā)展中的重要內(nèi)容。提高相關(guān)人員的生態(tài)保護(hù)意識，結(jié)合實(shí)際工程情況，嚴(yán)格執(zhí)行生態(tài)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，是水利建設(shè)可持續(xù)性發(fā)展的必要途徑。