探析水利工程建筑的生態(tài)化設(shè)計(jì)

【摘要】文章以水利工程建筑中的云南地區(qū)堤防護(hù)岸工程為例，對(duì)其生態(tài)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)是指在沿河護(hù)岸的堤防工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，以自然景觀和生態(tài)系統(tǒng)為指導(dǎo)，在遵循自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，保持沿河邊緣的生態(tài)系統(tǒng)平衡和人們居住安全為目的，設(shè)計(jì)以樹(shù)木植被為護(hù)岸的人工堤防。基于此，本文闡述了水利工程建筑建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的主要影響以及水利工程建筑生態(tài)化建設(shè)的意義及其措施，結(jié)合云南地區(qū)堤防護(hù)岸工程，對(duì)水利工程建筑的生態(tài)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討分析。

【關(guān)鍵詞】水利工程建筑；生態(tài)環(huán)境；影響；云南地區(qū)；堤防護(hù)岸工程；生態(tài)化設(shè)計(jì)

水利工程建筑中的堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)是水利與其它學(xué)科的結(jié)合，其涉及水力、生態(tài)、地貌、環(huán)保、建筑及美學(xué)等諸多學(xué)科。因此堤防護(hù)岸生態(tài)化設(shè)計(jì)應(yīng)尊重自然和生態(tài)原則為導(dǎo)向，以構(gòu)建生態(tài)河道為目標(biāo)，統(tǒng)籌防洪安全、用水安全和生態(tài)安全為基礎(chǔ)，充分體現(xiàn)防洪、生態(tài)、人文、休閑等功能，從而促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。

一、水利工程建筑建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的主要影響分析

水利工程建筑建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在：（1）對(duì)周?chē)刭|(zhì)環(huán)境影響的問(wèn)題。水利工程建筑建設(shè)會(huì)產(chǎn)生一些環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題。如開(kāi)采石料時(shí)，巖土剝離后會(huì)加速風(fēng)化，造成新的水土流失。人工開(kāi)挖基坑和高陡邊坡時(shí)，巖土體會(huì)產(chǎn)生臨空面和裂隙，可能造成滑動(dòng)破壞。棄石亂堆亂放會(huì)引發(fā)泥石流，基坑排水會(huì)造成地下水位下降、地面塌陷等。（2）對(duì)周邊生活環(huán)境影響的問(wèn)題。水利過(guò)程建設(shè)過(guò)程中的施工放炮，施工單位為了趕進(jìn)度，在居民集中點(diǎn)用藥量過(guò)大，炮聲震動(dòng)使部分民宅受損，正常生活受到干擾。施工棄渣，在施工中大部分承包商是按規(guī)定將棄渣傾倒到渣場(chǎng)的，但也有部分承包商不按規(guī)定將施工棄渣亂堆亂倒。生產(chǎn)廢水未達(dá)標(biāo)就直接排入河道，生活污水未經(jīng)任何處理直接排放或傾倒在營(yíng)地周?chē)?，施工機(jī)修場(chǎng)地附近油跡斑斑，存放機(jī)械設(shè)備的地方隨處可見(jiàn)油跡。部分施工營(yíng)地周?chē)鷱U紙、爛塑料袋在樹(shù)叢中亂掛亂飛，衛(wèi)生狀況堪憂。（3）對(duì)陸地生態(tài)影響的問(wèn)題。水利工程建筑建設(shè)會(huì)破壞部分土壤和植被，比如砂石料場(chǎng)開(kāi)采，施工設(shè)施的布置，修擴(kuò)建公路，修建臨時(shí)及永久性建筑，施工場(chǎng)區(qū)及生活區(qū)的布置等施工環(huán)節(jié)。此外，施工噪聲驚擾庫(kù)周陸生動(dòng)物，對(duì)其生活產(chǎn)生一定影響。由于壩基、圍堰、截流等施工過(guò)程均向水中投入大量的砂石料，料場(chǎng)開(kāi)采對(duì)植被的破壞使局部區(qū)域的水土流失加劇，使一部分泥沙進(jìn)入河道。

二、水利工程建筑生態(tài)化建設(shè)的意義及其措施

1、水利工程建筑生態(tài)化建設(shè)的意義。主要表現(xiàn)在：（1）生態(tài)城市建設(shè)發(fā)展的需要。隨著人們生活水平的提高，為了追求高質(zhì)量的生活，人們對(duì)城市的環(huán)境質(zhì)量提出了更高的要求，生態(tài)城市建設(shè)已經(jīng)成為眾多城市的發(fā)展目標(biāo)。而水利工程建筑建設(shè)作為國(guó)民基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，城市發(fā)展過(guò)程當(dāng)中起著不可替代的作用，為了適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水利工程建筑生態(tài)化建設(shè)應(yīng)該從傳統(tǒng)水利向生態(tài)水利轉(zhuǎn)變。（2）人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的需要。當(dāng)前水利工程建筑建設(shè)管理可以劃分為五個(gè)層次分別為：飲水保障、防洪安全、糧食供給、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生態(tài)環(huán)境。這五個(gè)層次最終都體現(xiàn)以人為本。水利工程隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，已經(jīng)進(jìn)入到了更高的層次需求，即生態(tài)環(huán)境階段。所以水利工程的建設(shè)必須突破以河論河、以水論水傳統(tǒng)的束縛，創(chuàng)造水和生態(tài)、水和文化、水和景觀等的和諧。（3）保護(hù)與改善人類(lèi)生存環(huán)境的需要。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及工業(yè)化程度的提高，人類(lèi)賴以生存的自然環(huán)境正在一步一步的惡化，這對(duì)人類(lèi)自身的發(fā)展與生存構(gòu)成了直接的威脅，怎樣改善我們的生存環(huán)境是目前擺在我們面前的急需解決的課題。就水利工程建筑建設(shè)來(lái)說(shuō)，其和生態(tài)環(huán)境密不可分，水利工程建筑建設(shè)帶來(lái)的環(huán)境影響也非常廣泛，主要包括土地淹沒(méi)、生物多樣性受影響、小氣候的形成、庫(kù)區(qū)移民等等。水利工程建筑建設(shè)面對(duì)如此嚴(yán)峻的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題，水利部門(mén)必須轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的治水思路，走生態(tài)水利的道路。

2、水利工程建筑生態(tài)化建設(shè)的措施。（1）因地制宜的措施。自然界不存在兩條一樣的河流，即使對(duì)同一河流在不同的區(qū)域其特點(diǎn)也不同，因此在進(jìn)行水利工程建筑生態(tài)化建設(shè)時(shí)必須因地制宜，對(duì)該區(qū)域進(jìn)行充分的考察，充分的尊重該河流在該區(qū)域的美學(xué)價(jià)值與自然屬性，最終形成最好的水利工程建筑生態(tài)化建設(shè)方案。對(duì)自然河流實(shí)施控制是傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)的特征。而水利工程建筑生態(tài)化建設(shè)，要求水利工程師樹(shù)立新的理念，放棄傳統(tǒng)的控制自然界理念?；谌祟?lèi)不可能依靠自己的力量來(lái)控制自然界，所以實(shí)現(xiàn)人和自然的和諧才是人生存發(fā)展的最終目的。另外，實(shí)現(xiàn)水資源的良性循環(huán)是水利工程建筑生態(tài)化建設(shè)的前提，水利工程建筑生態(tài)化建設(shè)應(yīng)該使得水利工程既滿足生態(tài)環(huán)保的要求，同時(shí)也滿足人們生活與環(huán)境質(zhì)量的要求。（2）對(duì)污水棄渣進(jìn)行妥善處理。基于生態(tài)化水利工程建設(shè)的特殊性，可以采取自然沉淀的方法來(lái)處理污水棄渣。與此同時(shí)，可以通過(guò)建立化糞池與簡(jiǎn)易的廁所來(lái)接納工程施工區(qū)域的污水，從而達(dá)到防止污水對(duì)河流下游的居民造成影響。在工程施工過(guò)程中還應(yīng)該考慮棄渣的堆放，必須確保施工區(qū)域原有景觀在施工完成后能夠恢復(fù)；首先開(kāi)挖耕地的表土耕作層，并將開(kāi)挖出來(lái)的表土耕作層做妥善的保管，以便在工程完工后用于覆土使用。（3）嚴(yán)格施工環(huán)境的監(jiān)測(cè)以及施工區(qū)域生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。對(duì)已經(jīng)或者正在建設(shè)的水利工程建筑，應(yīng)該建立相應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目指標(biāo)體系，該指標(biāo)體系的建立必須遵循環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)。在該指標(biāo)體系當(dāng)中對(duì)相關(guān)監(jiān)測(cè)人員與單位的職責(zé)應(yīng)該做明確的規(guī)定，這樣出現(xiàn)當(dāng)出現(xiàn)問(wèn)題就能及時(shí)的找到相關(guān)的責(zé)任人，使問(wèn)題得到及時(shí)的解決。

三、水利工程建筑的生態(tài)化設(shè)計(jì)分析

結(jié)合水利工程建筑中的云南地區(qū)堤防護(hù)岸工程為例，對(duì)其生態(tài)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析：

1、水利工程建筑中云南地區(qū)堤防護(hù)岸工程設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題分析。主要表現(xiàn)為：（1）規(guī)則的堤防護(hù)岸工程破壞了河流生態(tài)平衡，搶占了生物生存的棲息場(chǎng)所。在設(shè)計(jì)以往的堤防過(guò)程中，為了保證堤防承受住最大限度洪水的沖擊，提高堤防的自我保護(hù)能力，設(shè)計(jì)人員在堤線上都使其與岸坡坡頂貼緊，岸坡、堤防在設(shè)計(jì)、建設(shè)中就產(chǎn)生了整齊劃一、規(guī)則的斜面或者直立面。本來(lái)不規(guī)則的淺灘、河床、河岸也都被推平，原木的植被遭受很大程度的損害，河道兩邊的自然景觀消失，原木棲息的生物的生存環(huán)境完全消失，導(dǎo)致河流的生態(tài)鏈不復(fù)存在。（2）改變河道自然面貌會(huì)破壞河道的生態(tài)環(huán)境。堤防工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了考慮到洪水排泄的速度及減少工程建設(shè)成本，在堤防的設(shè)計(jì)建設(shè)過(guò)程中，通常采取截彎取直的措施對(duì)原本的河道進(jìn)行改變，對(duì)堤線經(jīng)常使用平直的方式進(jìn)行建設(shè)。這樣的堤防護(hù)岸生態(tài)化設(shè)計(jì)方案降低了堤防建設(shè)成本，但同時(shí)給河流中生物的生長(zhǎng)環(huán)境和河道內(nèi)水流狀造成了一定的影響，對(duì)于河流的生態(tài)環(huán)境損害非常嚴(yán)重。

2、水利工程建筑中的云南地區(qū)堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)原則。具體體現(xiàn)在：（1）整體性原則。整體性原則作為堤防護(hù)岸生態(tài)化設(shè)計(jì)的首要原則，在進(jìn)行堤防護(hù)岸生態(tài)化設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮其堤防建設(shè)的整體經(jīng)濟(jì)效益以及所產(chǎn)生的社會(huì)效益，同時(shí)將堤防整體設(shè)計(jì)與長(zhǎng)遠(yuǎn)利益相統(tǒng)籌，不僅僅在強(qiáng)調(diào)整體美觀的同時(shí)，也能將堤防整體綜合效益與自然相融為一體，真正意義上實(shí)現(xiàn)生態(tài)堤防的作用。（2）安全性原則。堤防護(hù)岸生態(tài)化設(shè)計(jì)必須充分考慮防洪度汛的重要作用，在設(shè)計(jì)時(shí)，將防洪安全作為生態(tài)堤防的主要原則，確保設(shè)計(jì)的合理性，由此才能保證堤防的生態(tài)效應(yīng)，安全原則將是生態(tài)堤防的第一原則。（3）多樣性、異質(zhì)性原則。堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)必須充分考慮其合理性，不僅僅考慮其整體的經(jīng)濟(jì)效益以及安全等問(wèn)題，還要充分考慮堤防護(hù)岸生態(tài)化設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的邊緣效應(yīng)。協(xié)調(diào)好每個(gè)設(shè)計(jì)階段人與自然之間的關(guān)系，在設(shè)計(jì)過(guò)程中一定充分考慮對(duì)自然景觀的影響，從河流到陸地整個(gè)生態(tài)環(huán)境效益都應(yīng)產(chǎn)生重要影響，進(jìn)而營(yíng)造一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的生態(tài)堤防，為各種水生植物提供良好的生態(tài)生長(zhǎng)環(huán)境。（4）自然景觀優(yōu)先原則。生態(tài)學(xué)概念的提出以及運(yùn)用，在很大程度上都促進(jìn)了堤防建設(shè)的發(fā)展，首先，在進(jìn)行堤防護(hù)岸生態(tài)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，將自然因素考慮其中，設(shè)計(jì)者可以通過(guò)實(shí)際勘察，將設(shè)計(jì)理念與生態(tài)環(huán)境相結(jié)合，在保護(hù)生態(tài)環(huán)境前提下進(jìn)行的規(guī)劃設(shè)計(jì)不僅僅符合生態(tài)學(xué)理念，更加可以促進(jìn)堤防的可持續(xù)發(fā)展，特別的針對(duì)蜿蜒曲折的河道來(lái)講，進(jìn)行大規(guī)模施工建設(shè)，不僅僅浪費(fèi)更多的人力、物力，更加會(huì)對(duì)自然景觀做出加倍的賠償。所以建設(shè)規(guī)劃時(shí)，必須以自然景觀為前提，進(jìn)行生態(tài)設(shè)計(jì)。（5）親水性原則。堤防護(hù)岸生態(tài)化設(shè)計(jì)不僅僅要考慮經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益等方面的因素，還要關(guān)注其所產(chǎn)生的社會(huì)效益。隨著人們生活質(zhì)量的逐漸提高，對(duì)于文化娛樂(lè)設(shè)施場(chǎng)所建設(shè)也逐漸更加追求其人性化建設(shè)，水作為天然流動(dòng)景觀，備受人們所喜愛(ài)，堤防工程作為市政工程建設(shè)的一部分對(duì)人們生活休閑娛樂(lè)有著極其重要的影響，因此在規(guī)劃建設(shè)中必須充分考慮其舒適性。

3、水利工程建筑中的云南地區(qū)堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析。（1）堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)的植被護(hù)岸設(shè)計(jì)。堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)中的植被主要是由發(fā)達(dá)根系所組成，發(fā)達(dá)根系固土植物能夠在水土保持方面發(fā)揮重要作用。如果利用發(fā)達(dá)的根系植物進(jìn)行護(hù)岸固土，既能保沙固土，防止水土流失，又能使生態(tài)系統(tǒng)平衡發(fā)展，同時(shí)還能夠?qū)Τ鞘芯坝^建設(shè)進(jìn)行規(guī)劃造景，使城市河道護(hù)岸結(jié)構(gòu)和護(hù)岸結(jié)構(gòu)成為城市中亮麗的風(fēng)景。在選擇固土植物時(shí)，我們有多種選擇，不同的地理環(huán)境和氣候環(huán)境應(yīng)選擇適宜的植物品種。例如羊毛草、黑麥草、冰草、百慕達(dá)、三葉草、黃草木犀、沙打旺、枸杞、沙棘林等許多耐寒、耐旱和抗蟲(chóng)害的品種。同時(shí)在播種時(shí)，也要選擇合適的播種方法。例如利用水力噴播的方法在人們難以施工的堤防工程上種植草坪?；旌蠑嚢杞?jīng)過(guò)技術(shù)處理的植物種子、木纖維、粘合劑、保水劑和復(fù)合材料等，最后噴灑在需要種植草坪的地方，使之成為初級(jí)生態(tài)植被綠化技術(shù)。植被護(hù)岸能夠不受土壤環(huán)境和氣候環(huán)境的影響，可以全天施工，成坪快，同時(shí)減少一定的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，但有時(shí)植被護(hù)岸也容易被雨水沖刷，形成深溝，這樣就影響了護(hù)岸效果和景觀效果。（2）堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)中的土工材料固土種植基護(hù)岸設(shè)計(jì)。堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)中的土工材料固土種植基主要由土工網(wǎng)墊固土種植基和土工單元固土種植基等多種形式構(gòu)成。土工網(wǎng)墊固土種植基主要有聚丙烯等高分子材料制成的網(wǎng)墊和種植土、籽等組成。多層非拉伸網(wǎng)和雙向拉伸平面網(wǎng)組成了固土網(wǎng)墊，多層網(wǎng)的交接點(diǎn)經(jīng)熱熔后進(jìn)行粘接，最終形成具有質(zhì)地疏松、柔韌，有合適的高度和空間，可充填并存儲(chǔ)土壤和沙粒的穩(wěn)定空間網(wǎng)墊。植物在生長(zhǎng)過(guò)程中，根系可以穿過(guò)網(wǎng)孔來(lái)平衡生長(zhǎng)，同時(shí)可以將長(zhǎng)成后的草皮與泥土表層牢固結(jié)合，用作網(wǎng)墊。我們對(duì)于固土網(wǎng)墊進(jìn)行人工鋪設(shè)。此外還有一種土工單元固土種植基，利用聚丙烯和高密度聚乙烯等材料在熱熔粘接成的蜂窩狀單元中填土植草，達(dá)到護(hù)岸作用。這種護(hù)岸技術(shù)也易被雨水沖刷，應(yīng)加強(qiáng)用混凝土和石籠固定外圍，增加堤防工程的穩(wěn)定性，生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展。

（3）堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)中的植被型生態(tài)混凝土護(hù)岸設(shè)計(jì)。堤防護(hù)岸工程生態(tài)化設(shè)計(jì)中的植被型生態(tài)混凝土護(hù)岸最早由日本提出，并在城市河道建設(shè)中得到了一定的應(yīng)用。目前我國(guó)也不斷的借鑒植被型生態(tài)混凝土，在不同的地區(qū)得到了相應(yīng)的應(yīng)用。植被型生態(tài)混凝土是一種由多孔混凝土、保水材料、緩釋肥料和表層土等組成的生態(tài)材料，構(gòu)成植被型生態(tài)混凝土的基礎(chǔ)。而植被型生態(tài)混凝土的骨架則是由粗骨料、水泥和適量的細(xì)摻和料組成的多孔混凝土構(gòu)成。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，資源相對(duì)減少以及生態(tài)環(huán)境的極度破壞，所以在對(duì)水利工程建筑中的堤防護(hù)岸工程進(jìn)行生態(tài)化設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要充分考慮其功能作用的發(fā)揮，更加要求注重其對(duì)自然環(huán)境所產(chǎn)生的影響。因此在堤防護(hù)岸生態(tài)化設(shè)計(jì)過(guò)程中需要尊重自然生靈，堅(jiān)持治水生態(tài)化的思路，盡可能在不對(duì)河流生物生存的影響前提下，保留水生動(dòng)植物繁衍、生息的環(huán)境，形成人與自然和諧相處、相互依存的自然景觀。

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