探析水利工程生態(tài)化設(shè)計(jì)

【摘要】隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的水利工程事業(yè)也得到了快速的發(fā)展，水利工程是一項(xiàng)綜合性很強(qiáng)的工程項(xiàng)目，不僅能夠滿足人們的供水需求，同時(shí)還具有發(fā)電、灌溉、航運(yùn)、防洪等功效。在進(jìn)行水利工程的時(shí)候，注意要考慮其生態(tài)原則，使水利工程能夠滿足可持續(xù)發(fā)揮的需求。本文就水利工程進(jìn)行闡述，提出相關(guān)的生態(tài)設(shè)計(jì)原則。

【關(guān)鍵詞】水利工程；生態(tài)；設(shè)計(jì)；原則

水利工程一般規(guī)模較大，征遷移民占地較多，對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)和區(qū)域環(huán)境會(huì)產(chǎn)生極大的影響，尤其是對(duì)水資源的分配和再利用產(chǎn)生重大影響，因此，在水利工程設(shè)計(jì)中加入生態(tài)理念是合理解決環(huán)境與發(fā)展之間矛盾的重要途徑。河道生態(tài)修復(fù)，對(duì)保護(hù)城市安全和居民居住環(huán)境有著極其重要的作用，不僅可以減少洪澇的災(zāi)害，還可以更好的發(fā)揮工程的社會(huì)效益和環(huán)境效益，更好的進(jìn)行可持續(xù)發(fā)展，更好的造福子孫后代?？傊?，未來(lái)的水利工程應(yīng)具備雙重功能，不但是有具有直接功效的供水、防洪、發(fā)電、航運(yùn)工程，而且還應(yīng)該是有利于生態(tài)系統(tǒng)健康與穩(wěn)定的生態(tài)工程。

1、生態(tài)水利工程概述

⑴生態(tài)水利工程的概念

傳統(tǒng)水利工程主要以水文學(xué)、水力學(xué)、巖石力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)為主的工程力學(xué)體系。生態(tài)水利工程更加注重人與自然的和諧發(fā)展，更加關(guān)注人工工程對(duì)水體的影響，吸收了部分生態(tài)學(xué)的理論與環(huán)境工程學(xué)的技術(shù)方法，成為一個(gè)跨領(lǐng)域的工程體系，具有極強(qiáng)的綜合性。

（2）生態(tài)水利工程的功能

首先生態(tài)水利工程具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。因其可以在汛期進(jìn)行防洪、發(fā)電、發(fā)展航運(yùn)、旅游及養(yǎng)殖業(yè)，顯然具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。其次，生態(tài)水利工程可以提高河道的蓄水能力，滿足人們的日常用水和農(nóng)田用水。隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對(duì)水的需求不斷增加，修建生態(tài)水利工程可以提高河道的蓄水能力調(diào)節(jié)水利及用水資源，滿足人們的日常用水和農(nóng)田用水。最后，生態(tài)水利工程具有很好的防洪排澇功效。人所能利用的水資源是非常有限的，生態(tài)水利工程可以在汛期蓄水滿足人類在干旱季節(jié)對(duì)水的需求。從生態(tài)方面而言，通過(guò)對(duì)水量的調(diào)節(jié)，合理支配水資源可以使河流長(zhǎng)期處于一個(gè)平穩(wěn)狀態(tài)，充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)能，促進(jìn)態(tài)的改善，并通過(guò)對(duì)水量的調(diào)節(jié)來(lái)滿足人們的生產(chǎn)和生活用水，從而更好地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。

2、水利工程的生態(tài)設(shè)計(jì)原則

（1）水利工程的經(jīng)濟(jì)性和安全性原則

由于生態(tài)型的水利工程屬于綜合性很強(qiáng)的水利工程，它不僅要滿足人們的需求，比如灌溉、防洪、發(fā)電、航運(yùn)以及供水等需求，同時(shí)還具有生態(tài)系統(tǒng)的功能，能夠促進(jìn)水利工程可持續(xù)發(fā)展。對(duì)此，生態(tài)型的水利工程必須要符合水利工程學(xué)和生態(tài)學(xué)原理，符合工程學(xué)和水文學(xué)的要求，具有一定的穩(wěn)定性、耐久性以及安全性等特點(diǎn)，嚴(yán)格按照要求來(lái)設(shè)計(jì)水利工程設(shè)施，并將其規(guī)范，使其能夠承受干旱、冰凍、洪水、風(fēng)暴以及侵蝕等自然力的荷載。同時(shí)根據(jù)河流的具體地貌特征進(jìn)行橫縱斷面的設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)時(shí)還要考慮到河流的沖刷、侵蝕以及沙泥的運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，按照河流的變化趨向進(jìn)行研究，從而提高生態(tài)型水泥工程的耐久性。

認(rèn)真分析水利工程中的合理性和經(jīng)濟(jì)性，按照獲取最大效益，降低風(fēng)險(xiǎn)最小的設(shè)計(jì)原則。由于在水利工程中，往往存在很多潛在性的風(fēng)險(xiǎn)，這些風(fēng)險(xiǎn)都是難以預(yù)測(cè)和把握的，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)劃的時(shí)候，可以將方案進(jìn)行類比，擇優(yōu)選擇，并做好工程項(xiàng)目的檢測(cè)和評(píng)估工作，充分利用河流的生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，促進(jìn)水利工程的生態(tài)發(fā)展。

（2）生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)和設(shè)計(jì)原則

在生態(tài)系統(tǒng)中，所呈現(xiàn)的可持續(xù)主要通過(guò)其自組織功能才得以表現(xiàn)的，而物種的自然選擇則是通過(guò)自組織的機(jī)理來(lái)進(jìn)行的，簡(jiǎn)而言之，就是在生態(tài)系統(tǒng)中與之較為友好的物種，同時(shí)在一定程度上能夠承受來(lái)自自然選擇的考驗(yàn)，并找到適合的環(huán)境和相關(guān)的能源。

在水利工程生態(tài)設(shè)計(jì)上運(yùn)用這個(gè)自組織原理的時(shí)候，由于傳統(tǒng)的水利工程與生態(tài)型水利工程在本質(zhì)上存在著一定的差異，尤其像大壩這些較大的人工建筑物的設(shè)計(jì)是一項(xiàng)確定性的工程項(xiàng)目，所有關(guān)于建筑的資料和信息都是在人員掌控之中，并最終按照人們的預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計(jì)。而生態(tài)型水利工程的設(shè)計(jì)則屬于一種指導(dǎo)性的工程設(shè)計(jì)，當(dāng)然也可以算得上是一種輔助性設(shè)計(jì)，通過(guò)生態(tài)系統(tǒng)的自組織和自設(shè)計(jì)功能，對(duì)于物種進(jìn)行自由的選擇，構(gòu)建一個(gè)合理的結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)型水利工程的設(shè)計(jì)。

3、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)基本理論和方法

3.1 以生態(tài)水文與工程水文為基礎(chǔ)

傳統(tǒng)水利工程很少利用水文學(xué)進(jìn)行河道治理，也很少會(huì)對(duì)河流的水文情況提起重視，因此常會(huì)出現(xiàn)河流斷流現(xiàn)象。對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，河流的連續(xù)性對(duì)于保持河流健康、水體生物的生存及水體凈化都起到不可或缺的作用。因此，在生態(tài)水利工程中需要以生態(tài)水文及工程水文為基礎(chǔ)，在保證河流資源不被破壞的前提下，開(kāi)展符合可持續(xù)發(fā)展觀的水利工程，使水資源利用實(shí)現(xiàn)最大生態(tài)效益。

3.2 合理利用雨洪資源

隨著時(shí)代的改變，水利工程已不單純是行洪排澇的工具，在生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)中可以增添蓄水功能。這些蓄水可以用于灌溉用水、人畜飲水以及水面養(yǎng)殖等，對(duì)雨洪資源的合理利用，能夠讓生態(tài)水利功能實(shí)現(xiàn)更大價(jià)值，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)赜晁Y源的回收利用，突出生態(tài)功能性，逐漸實(shí)現(xiàn)資源利用最大化。

4、結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，許多城市迎來(lái)了鋼筋混凝土的時(shí)代，越來(lái)越多的人為取代了天然的存在，在河岸、河底以漿砌石代替天然泥土，這樣不僅可以防止流水沖刷河道變寬，更可以防止水草瘋長(zhǎng)阻礙水流。但如此，阻隔了自然與河流的交接、加快水資源的流失、地下水資源嚴(yán)重嚴(yán)重補(bǔ)充不足、水循環(huán)難以完整和快速的進(jìn)行、河流的自凈功能銳減，而水利設(shè)計(jì)作為水利工程建設(shè)中的基礎(chǔ)，必須注入更多的生態(tài)理念，才能構(gòu)建水資源的可持續(xù)發(fā)展，同時(shí)也是和諧社會(huì)建設(shè)的必然要求。

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