簡要探討生態(tài)水利工程設(shè)計在河道建設(shè)中的運用

文娜

（中國葛洲壩集團(tuán)勘測設(shè)計有限公司，湖北武漢 430000）

0 引言

現(xiàn)階段，中國的河流污染情況非常嚴(yán)重，沒有辦法為人們提供更加優(yōu)質(zhì)的水源。過去的河道管理技術(shù)已經(jīng)沒有辦法滿足當(dāng)前的環(huán)境與經(jīng)濟(jì)之間的協(xié)調(diào)發(fā)展。生態(tài)河道建設(shè)以及河道治理已經(jīng)是大勢所趨，推行生態(tài)水利建設(shè)不但能夠提高我國河道的建設(shè)能力，同時也能夠推動我國生態(tài)建設(shè)的穩(wěn)定發(fā)展。

1 生態(tài)水利工程設(shè)計對河道建設(shè)在的重要性

以河流建設(shè)為主體，出現(xiàn)了最合理的城市發(fā)展工程模式和資源有效利用方式。合理利用資源建設(shè)水利，能夠在一定程度上確保社會生態(tài)平衡，實現(xiàn)和諧共處的戰(zhàn)略目標(biāo)。河道工程建設(shè)要立足實際，合理設(shè)計生態(tài)水工程，保護(hù)環(huán)境，維護(hù)環(huán)境。有關(guān)部門也要全面貫徹生態(tài)保護(hù)的理念，在水利工程中有效實施，切實解決河道工程建設(shè)中可能造成的環(huán)境損失。河道建設(shè)將影響生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及河流的連續(xù)性，進(jìn)而導(dǎo)致河流的細(xì)化，改變生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)。如果河流的實際寬度和深度發(fā)生變化，我們需要及時改變我們的戰(zhàn)略生活方式，以確保其滿足自然選擇的規(guī)律。動植物必須始終遵循優(yōu)勝劣汰的生存法則。

2 生態(tài)水利工程設(shè)計的原則

2.1 保持和恢復(fù)工程區(qū)空間異質(zhì)原則

在河道建設(shè)過程中，為進(jìn)一步保持工程區(qū)生態(tài)平衡和物種多樣性，必須重視和改善工程區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的多樣性，實現(xiàn)整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。根據(jù)相關(guān)的生物學(xué)研究數(shù)據(jù)，非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物群落的多樣性呈正相關(guān)。換句話說，非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性越強，生物群落的多樣性就越大，物種數(shù)量也就越多。如果非生物環(huán)境非常單調(diào)，則允許生活在其中的生物物種的數(shù)量將減少，生物多樣性將受到嚴(yán)重影響?？梢姡瑸榱思訌娚鷳B(tài)水利工程設(shè)計在河道建設(shè)中的應(yīng)用，必須取得有關(guān)維護(hù)和恢復(fù)的相關(guān)工作，其中區(qū)域的空間異質(zhì)性與非工程項目的工程密切相關(guān)，并保持河道的斷續(xù)性和不連續(xù)性，將進(jìn)一步加強現(xiàn)有前后生態(tài)環(huán)境的一致性建設(shè)，為當(dāng)?shù)胤€(wěn)定生物棲息地，為維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平臺打下良好基礎(chǔ)。

2.2 工程安全性與經(jīng)濟(jì)性的原則

生態(tài)河道建設(shè)不僅要符合水利工程的基本原則，而且要符合生態(tài)學(xué)的原則。生態(tài)水利工程的設(shè)計過程應(yīng)根據(jù)水文和工程力學(xué)的變化規(guī)律，為工程建設(shè)的安全性，穩(wěn)定性和耐久性提供保證。項目的設(shè)計應(yīng)在設(shè)計規(guī)范的范圍內(nèi)，并能夠承受自然載荷。例如，路堤的高度和寬度滿足設(shè)計洪水淹沒高度，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和抗?jié)B性以及路堤防洪深度。同時，對生態(tài)河道建設(shè)的經(jīng)濟(jì)合理性進(jìn)行了分析，并遵循了最大效益和最小風(fēng)險的目標(biāo)。比較多個程序。應(yīng)定期進(jìn)行監(jiān)測和評估，以掌握河流生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)的規(guī)律并獲得合理的技術(shù)解決方案。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計和自我恢復(fù)原則

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能體現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性中。作為一種直接的物種選擇，自組織動力是指對生態(tài)系統(tǒng)友好并且能夠經(jīng)受自然選擇考驗以找到合適的能量和生活環(huán)境的物種。過去，河道建設(shè)的目的主要是控制自然河流，但是生態(tài)水利工程的設(shè)計要求設(shè)計者改變控制自然的觀念，實現(xiàn)人與自然，自然環(huán)境的和諧共存。利用生態(tài)系統(tǒng)的自組織能力以及美學(xué)價值，對生態(tài)水利工程的設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化。

3 傳統(tǒng)河道工程存在的問題

3.1 河道管理體制存在的問題

在現(xiàn)階段我國的河道治理過程中，由于地理位置和省份的不同，同一條河在治理過程中的管理方法有著一定的差距，從而出現(xiàn)了河道工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理、管理存在缺陷等問題。在進(jìn)行治理的時候，有關(guān)部門采取“局部污染，局部治理”的方法，沒有對河道以及周圍的生態(tài)環(huán)境形成統(tǒng)一的認(rèn)識。

3.2 河道規(guī)劃存在的問題

河道的治理是一個時間長并且復(fù)雜多變的過程。在這一過程中，我們需要對河道實施嚴(yán)格的管理制度和控制。畢竟打造河道的新形象不是短時間能夠解決的問題。河道治理過程中的河流管理以及以人為本的服務(wù)宗旨是非常重要的。很多河道治理在規(guī)劃和建設(shè)工作中，只注重有形的過程，而忽略了管理，軟科學(xué)和其他科學(xué)研究。在河道管理以及后期的維修保障中，河道修復(fù)技術(shù)以及治理過程中的養(yǎng)護(hù)非常重要，否則后期的河道的治理效果不能得到有效體現(xiàn)。

3.3 河道工程設(shè)計不合理

采用之前的方法進(jìn)行河道工程建設(shè)時，設(shè)計不合理是經(jīng)常遇到的一個問題。由于設(shè)計人員在設(shè)計的時候只是單方面的考慮了理論規(guī)劃以技術(shù)參數(shù)等要素，比如說防洪、排水、運輸?shù)?，而沒有對當(dāng)?shù)氐膶嶋H施工情況以及生態(tài)保護(hù)等因素進(jìn)行充分考慮，從而造成了項目在使用過程中，工程的角色定位不滿足當(dāng)前需要，對使用效果造成影響。比如說，河道被拉直和彎曲，河道被隨意改變等現(xiàn)象。同時，由于設(shè)計不合理，河道出現(xiàn)了嚴(yán)重的侵蝕或沉淀現(xiàn)象。還有的河道設(shè)計不考慮填挖平衡，使得大量的開挖土石方到處堆放，從而影響了當(dāng)?shù)氐乃镰h(huán)境，嚴(yán)重的話還會出現(xiàn)滑坡以及泥石流等現(xiàn)象。此外，還有的河道在建設(shè)的時候，現(xiàn)場的勘察不具體，沒有深入的調(diào)查生態(tài)系統(tǒng)，未考慮到水利工程的經(jīng)濟(jì)效益以及生態(tài)效益。

4 生態(tài)水利工程設(shè)計的要點

4.1 恢復(fù)空間異質(zhì)

水利工程在建設(shè)的工程中一定要重視物種的多樣性以及生態(tài)平衡。為了實現(xiàn)項目區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)平衡，有必要更加重視生態(tài)系統(tǒng)。非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性是與社區(qū)多樣性相關(guān)性較強的因素。生物群落的多樣性伴隨著非生物空間異質(zhì)性的增加而逐漸增加，這是實現(xiàn)物種多樣性的一個非常重要的因素。為了能夠?qū)⑸鷳B(tài)水利建設(shè)應(yīng)用到河道建設(shè)中，一定要保持和恢復(fù)項目區(qū)的空間異質(zhì)性，以增加項目區(qū)的物種多樣性，這是維持其生態(tài)的重要措施。

4.2 生態(tài)系統(tǒng)的自設(shè)計與自我恢復(fù)

生物和生態(tài)系統(tǒng)在長期共存的情況下，慢慢地發(fā)現(xiàn)了合適的生活環(huán)境，這是生態(tài)系統(tǒng)自組織功能的體現(xiàn)，是生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定發(fā)展的重要標(biāo)志。天然河流的有效管理是傳統(tǒng)水利工程的任務(wù)，在進(jìn)行生態(tài)河道建設(shè)的時候，一定要將生態(tài)系統(tǒng)的自我設(shè)計以及自我恢復(fù)考慮進(jìn)去，這樣才能夠?qū)崿F(xiàn)人與自然環(huán)境的和諧相處。

4.3 工程經(jīng)濟(jì)性與安全性

生態(tài)水利工程設(shè)計中一個非常重要的原則就是生態(tài)學(xué)原理。為了實現(xiàn)水利工程的穩(wěn)定建設(shè)，必須了解工程力學(xué)、水文學(xué)等，使生態(tài)水利工程的設(shè)計更能滿足工程實際需求。能否承受自然載荷是生態(tài)水利工程設(shè)計中的主要問題，如河岸結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，抗?jié)B性能等。在此基礎(chǔ)上，此外，還應(yīng)考慮工程的經(jīng)濟(jì)成本，以確保在安全的基礎(chǔ)上盡可能增加其收益。因此，有必要定期對河道進(jìn)行監(jiān)測和評價，比較多種方案，以實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和安全的雙重保證。

5 生態(tài)水利工程設(shè)計在河道建設(shè)中的運用

（1）修復(fù)河道。通過對河道中的水源進(jìn)行修復(fù)，有機(jī)物可以被氧化以增加水中的溶解氧含量，這更適合于水生生物的生長。修復(fù)河道深灘是提高水體凈化能力的一種很好的反硝化方法。河流兩旁的植物由施工人員進(jìn)行了改善和修復(fù)，從而增加了水中的氧化物含量和自凈能力，周圍的生物也能夠在良好的生態(tài)環(huán)境中生存。此外，河流的形態(tài)需要恢復(fù)，包括恢復(fù)緩沖區(qū)的幾何形狀等。

（2）注意節(jié)約用水。在生態(tài)工程設(shè)計中，還應(yīng)注意生態(tài)植被的數(shù)量和儲水量。河岸可以儲存的水量可以通過河上的植被量來控制。在干旱季節(jié)，路堤的水分有助于植被抵抗干旱氣候。在雨季，即使發(fā)生洪水，河流植被也可以保護(hù)河岸并減少洪水對河岸的破壞。

（3）最大限度發(fā)揮水資源本身的凈化能力。生態(tài)工程設(shè)計一定要考慮河流的凈水能力。水的凈化能力不但能夠氧化有機(jī)物，同時也能夠?qū)o機(jī)物進(jìn)行分解。水中的藻類能夠吸收大河道中的養(yǎng)分，然后提供氧氣，使河流成為一個良好的生態(tài)系統(tǒng)。

（4）為植被保留一些生活空間。在生態(tài)工程設(shè)計中，尤其要對植物的生存空間進(jìn)行充分考慮。由河流，動植物組成的生態(tài)系統(tǒng)使整個設(shè)計更符合當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)特征的自然條件。

（5）生態(tài)水利工程設(shè)計不僅要注意新建工程的生態(tài)設(shè)計，而且要注意恢復(fù)水利工程建設(shè)帶來的環(huán)境影響，從而改善整體生態(tài)。水利工程的實施程度，實現(xiàn)生態(tài)平衡。因此，在工程設(shè)計中，有必要從長遠(yuǎn)的角度分析生態(tài)修復(fù)，制定整個生態(tài)流域的設(shè)計方案。

6 結(jié)語

將生態(tài)水利工程的設(shè)計思想應(yīng)用到河道建設(shè)中是社會發(fā)展的趨勢。在現(xiàn)階段的河道建設(shè)中，仍然面臨著一些河流規(guī)劃，河流管理系統(tǒng)和河流工程設(shè)計等問題。為了將生態(tài)水利工程的設(shè)計思想應(yīng)用到河道建設(shè)中，一定要對河道整治進(jìn)行高度重視，保留動植物的生存空間，改善生態(tài)環(huán)境，為河道的長期發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)。