生態(tài)水利工程設(shè)計在水利建設(shè)中的應(yīng)用

【摘要】水利工程設(shè)計是環(huán)境管理與生態(tài)建設(shè)領(lǐng)域的新概念，其設(shè)計要求主要是對工程中對生態(tài)破壞所造成的影響進行分析，并通過改變設(shè)計方案，降低水利工程對整個生態(tài)環(huán)境所造成的影響。從某種角度分析，生態(tài)水利是一項比較復(fù)雜的工程，不僅綜合性比較強，并且能夠滿足防洪、灌溉、發(fā)電等多種需求，因此，積極實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)與水利工程的有效整合，是現(xiàn)階段水利工程建設(shè)的主要發(fā)展目標(biāo)。本文主要研究了生態(tài)水利工程設(shè)計在水利建設(shè)中的意義、必要性、設(shè)計原則以及在水利建設(shè)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)水利工程；水利建設(shè)；水利設(shè)計

1、水利建設(shè)中生態(tài)水利工程的作用

眾所周知，傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境以及河流會產(chǎn)生非常大的影響，不僅會導(dǎo)致自然河流逐漸發(fā)展為溝渠，并且也會導(dǎo)致自然河流出現(xiàn)非連續(xù)性。一般情況下，將天然河流設(shè)計為人工河流，雖然可以對水流起到攔截作用，但是卻在一定程度上增加河流的需水量，并且筑壩多按照河流方向進行建設(shè)，導(dǎo)致河流出現(xiàn)非連續(xù)性，對生態(tài)環(huán)境、河流會產(chǎn)生重要影響。另外，水利工程的影響使很多已經(jīng)適應(yīng)生活環(huán)境的動植物重新適應(yīng)新的生活環(huán)境，導(dǎo)致動植物出現(xiàn)淘汰現(xiàn)象。近幾年，伴隨著我國社會的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進步，對樹立工程的研究步伐加大，傳統(tǒng)水利工程不再滿足社會發(fā)展的需求以及生態(tài)環(huán)境的要求，需積極采取新的設(shè)計方案，提高水利工程的有效發(fā)展。

2、生態(tài)水利工程的設(shè)計原則

2.1 工程安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理，也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律，以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進行河流縱、橫斷面設(shè)計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復(fù)工程的耐久性。對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析，應(yīng)遵循風(fēng)險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握，生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險。這就需要在規(guī)劃設(shè)計中進行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外，充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律，是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。

2.2 提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環(huán)境變得單調(diào)，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè)，造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河流的地貌學(xué)原理，為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，能夠經(jīng)受自然選擇的考驗，尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計的特征是對于自然河流實施控制。而設(shè)計生態(tài)水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計這個寶貴財富，實現(xiàn)人與自然的和諧。需要強調(diào)的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態(tài)水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學(xué)價值，尋求最佳的生態(tài)工程方案。

3、生態(tài)水利工程的應(yīng)用

3.1提供相應(yīng)的動植物生存和繁殖空間

通過建設(shè)生態(tài)水利工程，可以很好的把河道、水流、提防和岸邊的動植物進行整體連接，在進行設(shè)計的時候依據(jù)現(xiàn)有大自然地貌和地形合理科學(xué)配置與改進，從而建立一個互惠共存的生態(tài)系統(tǒng)。在水利工程中河堤坡腳位置上擁有很多變化帶以及高的孔隙率，從而比較適合生物生長，因此為魚類的生存提供場地，并且河道兩旁的綠樹和叢林為昆蟲和鳥類提供棲息地。

3.2提高水資源的自身凈水功效

水資源的自身凈水作用就是把有機污染物經(jīng)過氧化形成無機物的過程，并且可以不斷運用水資源中的細菌以及真菌等污染物。在分解無機物的時候，可以為水中藻類植物提供養(yǎng)分，藻類經(jīng)過不斷光合作用產(chǎn)生氧氣，相輔相成。在進行設(shè)計的時候，增加魚巢、魚道逐漸形成流速帶，這樣方便于氧氣進入到水中，增加了水中的氧氣含量，促進了植物的生長，為凈化了水質(zhì)提供保障。

3.3起到調(diào)節(jié)水量的作用

生態(tài)水利建設(shè)的過程中，河道周圍的植被具有一定的蓄水作用，在水資源中一般都會含有大量土壤動物和微生物，從而使得河堤出現(xiàn)很高的孔隙率?？菟冢皟涞乃畷M入河道，從而起到調(diào)節(jié)作用；在水比較豐富的時候，水開始向河堤中滲入，避免出現(xiàn)洪災(zāi)。

3.4生態(tài)水利設(shè)計要結(jié)合環(huán)境工程設(shè)計

進行生態(tài)水利工程設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)充分吸收環(huán)境科學(xué)技術(shù)的理論，達到水質(zhì)同水量同步，結(jié)合水環(huán)境污染，設(shè)置相對應(yīng)的防治工程。水利工程中的作用水量，要考慮季節(jié)變化產(chǎn)生的影響，同時也要充分利用在雨水季節(jié)或枯水季節(jié)中，不同的應(yīng)對措施。生態(tài)水利要立足在水利建設(shè)和環(huán)境生態(tài)之上，將水量的高效利用和水質(zhì)的有效優(yōu)化進行有機結(jié)合，實現(xiàn)水利建設(shè)中的生態(tài)平衡。

4、結(jié)束語

綜上所述，在我國可持續(xù)發(fā)展過程之中，生態(tài)水利工程起到了至關(guān)重要的作用，現(xiàn)如今，我國正處于大力建設(shè)水利工程的階段，在這一階段，水利工程的建設(shè)不僅可以為社會帶來資源保障，并且在一定程度上對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。針對這種現(xiàn)象，需要在積極設(shè)計水利工程的時候，對生態(tài)理論進行考慮與分析，積極借鑒國外先進的技術(shù)與經(jīng)驗，在不斷創(chuàng)新與不斷發(fā)展進程中提高我國水利工程建設(shè)水平，這樣一來，才能夠減少水利建設(shè)所帶來的影響，才能真正推動我國社會經(jīng)濟的發(fā)展與進步。

參考文獻 ：

[1]楊麗榮.生態(tài)水利工程設(shè)計在水利建設(shè)中的運用[J].黑龍江水利科技，2012（11）：198- 199.

作者簡介：馮沙沙，女，1989-，助理工程師，主要從事水利工程設(shè)計工作。