生態(tài)修復(fù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

張富正

慶陽(yáng)市普慶工程咨詢有限責(zé)任公司 甘肅 慶陽(yáng) 745000

我國(guó)提出了可持續(xù)發(fā)展理念和生態(tài)環(huán)保建設(shè)理念，水利工程設(shè)計(jì)應(yīng)該積極融合生態(tài)修復(fù)理念和技術(shù)，預(yù)防水土流失，從而充分發(fā)揮出水利工程的社會(huì)效益。在水利工程設(shè)計(jì)中引進(jìn)生態(tài)修復(fù)技術(shù)能夠有效預(yù)防自然災(zāi)害、提升水利工程的社會(huì)效益，相關(guān)部門(mén)應(yīng)該按照生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用原則，減少水利工程設(shè)計(jì)中可能引發(fā)水土流失等環(huán)境問(wèn)題的因素，促進(jìn)水利工程項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展，創(chuàng)造一個(gè)人與自然和諧共生的家園。

一、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)在水利建設(shè)中存在的問(wèn)題

傳統(tǒng)水利工程建設(shè)可能給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)消極影響，生態(tài)環(huán)境是人們賴以生存的空間，如果水利工程建設(shè)以破壞生態(tài)環(huán)境為代價(jià)，那么人類將會(huì)面臨不可估量的損失。例如，很多水利工程在建設(shè)時(shí)沿著河水的順流方向，人工湖泊出現(xiàn)的可能性大大提升，進(jìn)而導(dǎo)致河流非連續(xù)性狀況的發(fā)生，依靠該河流生存的動(dòng)植物也將會(huì)受到生存威脅。因此，水利工程可能會(huì)帶來(lái)生態(tài)破壞，需要人們?cè)谒こ探ㄔO(shè)中加強(qiáng)生態(tài)工程設(shè)計(jì)，確保人和環(huán)境和諧相處，為人類生活帶來(lái)福利[1]。

二、水利工程設(shè)計(jì)中引進(jìn)生態(tài)修復(fù)技術(shù)的意義

2.1 預(yù)防自然災(zāi)害

生態(tài)修復(fù)技術(shù)在水利工程中的合理應(yīng)用，可以有效預(yù)防自然災(zāi)害。由于水土流失會(huì)使得耕地面積減少，土壤中的營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)隨著水流不斷流失，農(nóng)作物賴以生存的土壤肥力不足以使植物健康生長(zhǎng)，農(nóng)作物產(chǎn)量降低將成為必然趨勢(shì)，加劇了人地矛盾。雖然我國(guó)重視土壤的可持續(xù)發(fā)展和利用，但是目前水土保持效果仍舊不理想。生態(tài)修復(fù)在水利工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中的應(yīng)用可以有效提升水土保持能力，確保土壤中的營(yíng)養(yǎng)成分充足，促進(jìn)農(nóng)作物正常生長(zhǎng)，提升產(chǎn)量[2]。植物生長(zhǎng)可以提升土地植被覆蓋率，提升土壤蓄水能力，水土流失的現(xiàn)象可以得到有效控制，保障周?chē)用竦恼Ｉ?。保護(hù)環(huán)境才能保障人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展，生命離不開(kāi)地球資源，人類需要認(rèn)識(shí)到生態(tài)環(huán)境和生態(tài)修復(fù)技術(shù)的重要性，強(qiáng)化生態(tài)修復(fù)建設(shè)。

2.2 提高水利工程的經(jīng)濟(jì)效益

水土流失會(huì)影響水利工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益，甚至影響整個(gè)城市水利領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益。生態(tài)修復(fù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，可以有效提升水利工程的經(jīng)濟(jì)效益，提升植被覆蓋率，保持土壤蓄水能力，人們面臨的經(jīng)濟(jì)損失也將會(huì)降低。土地蓄水能力的高低與水庫(kù)的使用壽命密切相關(guān)，在生態(tài)修復(fù)應(yīng)用的前提下，可以增加水庫(kù)蓄水量，延長(zhǎng)水庫(kù)使用期限，水庫(kù)故障產(chǎn)生的少，使用時(shí)間長(zhǎng)便可以節(jié)約水庫(kù)資金投入，發(fā)揮水利工程實(shí)際的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，建設(shè)幸福家園。

三、水利工程中的水土流失特征

3.1 植被難以修復(fù)

水利工程建設(shè)和應(yīng)用不可避免的會(huì)占用耕地或宅基地。這些地方植被被清除，長(zhǎng)期缺乏植被覆蓋，且短時(shí)間內(nèi)想恢復(fù)被破壞的植被是較難的，降低了土地水土保持能力。與此同時(shí)，水利工程建設(shè)材料利用了水泥、鋼筋等材料，會(huì)長(zhǎng)時(shí)間占用土地，植物沒(méi)有生存空間，農(nóng)作物的種植也成了問(wèn)題。

3.2 設(shè)計(jì)過(guò)于多樣化導(dǎo)致的水土流失

水利工程設(shè)計(jì)過(guò)程中多樣化程度過(guò)高將會(huì)加快水土流失的速度。水利工程圖紙?jiān)O(shè)計(jì)復(fù)雜繁瑣，且水利工程建設(shè)期間產(chǎn)生的重力作用和引力作用需要保持在一定的閾值以內(nèi)，如果水利工程設(shè)計(jì)時(shí)忽略了工程所能承受的最大閾值，不僅會(huì)引發(fā)很多侵蝕現(xiàn)象，還會(huì)加快水土流失。水土流失和侵蝕問(wèn)題嚴(yán)重或持續(xù)出現(xiàn)，將會(huì)提升該區(qū)域泥石流、山體滑坡以及塌方等災(zāi)難的發(fā)生概率，給人們的人身財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)消極影響[3]。

3.3 以點(diǎn)或線狀的水土流失

水利工程建設(shè)實(shí)際施工過(guò)程需要在偏僻地區(qū)開(kāi)展，施工難度和占地面積較大，地表長(zhǎng)時(shí)間裸露，土壤蓄水能力下降。為了減少施工對(duì)周邊植被的破壞，降低水土流失現(xiàn)象出現(xiàn)的頻率，需要在水利工程設(shè)計(jì)中合理應(yīng)用生態(tài)修復(fù)技術(shù)構(gòu)建安全的施工環(huán)境，確保施工環(huán)境周?chē)氖澄镦満蜕锷姝h(huán)境不受影響，保護(hù)生物賴以生存的家園。

四、水利工程設(shè)計(jì)中生態(tài)修復(fù)的原則

水利工程設(shè)計(jì)中，生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用也需要遵循一定的原則，一般而言，綠色環(huán)保原則、自然性原則、經(jīng)濟(jì)性原則以及社會(huì)性原則能夠有效提升生態(tài)修復(fù)的效果，提升水資源的利用率。

4.1 綠色環(huán)保原則

水利工程設(shè)計(jì)需要保證生態(tài)修復(fù)按照綠色環(huán)保的基本原則進(jìn)行。水利工程建設(shè)的主要目標(biāo)就是為了合理利用水資源，除害興利，水利工程設(shè)計(jì)不應(yīng)該背棄初始的建設(shè)目標(biāo)，最終建設(shè)一個(gè)人與自然和諧相處的狀態(tài)[4]。

4.2 自然性原則

生態(tài)修復(fù)需要以對(duì)大自然的綜合分析為基礎(chǔ)，遵循自然性原則。大自然自身具有一定的平衡狀態(tài)，人們不能隨意打破這種平衡，破壞大自然完善的循環(huán)系統(tǒng)，水利工程設(shè)計(jì)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)對(duì)大自然的細(xì)心呵護(hù)。

4.3 經(jīng)濟(jì)性原則

水利工程也要發(fā)揮一定的經(jīng)濟(jì)效益，生態(tài)修復(fù)也應(yīng)該遵循經(jīng)濟(jì)性原則。例如，水利工程能夠幫助人們抗旱、排澇、防洪，減少了人們的經(jīng)濟(jì)損失，帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)收益。只有在水利工程設(shè)計(jì)時(shí)合理利用生態(tài)修復(fù)技術(shù)，才能確保水利工程經(jīng)濟(jì)效益的可持續(xù)性。

五、水利工程設(shè)計(jì)中的生態(tài)修復(fù)措施

5.1 劃分區(qū)域等級(jí)

水利工程設(shè)計(jì)中生態(tài)修復(fù)技術(shù)應(yīng)用需要根據(jù)不同地域的氣候條件，因地制宜，科學(xué)劃分區(qū)域等級(jí)，進(jìn)行分級(jí)治理。設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行水利工程設(shè)計(jì)生態(tài)修復(fù)之前需要實(shí)地考察施工現(xiàn)場(chǎng)的地形、地貌、水文等自然特征，分析該地區(qū)的氣候條件等因素，結(jié)合當(dāng)?shù)厮亮魇顩r來(lái)針對(duì)性的進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保生態(tài)修復(fù)的有效性。

5.2 退耕還林政策

水利工程設(shè)計(jì)中生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用需要結(jié)合退耕還林政策，盡可能的提升植被覆蓋率，保證大自然正常的生態(tài)系統(tǒng)，減少水土流失的程度，提升土壤蓄水能力，給各種植物和農(nóng)作物提供最佳的生存環(huán)境，提升生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)的能力。

5.3 利用主體施工空間

水利工程施工設(shè)計(jì)人員應(yīng)該充分利用施工空間，例如，可以利用混合式布置方案，在兩岸建設(shè)施工場(chǎng)地，提升空間利用率。其次，設(shè)計(jì)人員還需要規(guī)劃好物資運(yùn)輸?shù)淖罴崖肪€，降低施工運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)周?chē)脖坏钠茐囊约碍h(huán)境污染，同時(shí)最短的運(yùn)輸路線規(guī)劃在一定程度上也能降低運(yùn)輸成本，避免二次倒運(yùn)，有效保持水土。與此同時(shí)，水利工程設(shè)計(jì)人員還應(yīng)該牢記生態(tài)修復(fù)理念，以降低施工建設(shè)對(duì)周邊環(huán)境的污染為目標(biāo)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，及時(shí)回收和處理水利工程施工中產(chǎn)生的棄土和棄渣，降低施工占地面積，減少對(duì)地表的破壞。需要注意的是，如果施工過(guò)程中已經(jīng)造成了地表的破壞，應(yīng)該及時(shí)在被破壞的地表上種植植物，恢復(fù)植被覆蓋率，避免出現(xiàn)水土流失。

5.4 提升施工人員的生態(tài)修復(fù)意識(shí)

施工人員作為水利工程建設(shè)的主要人員，需要提升其自身的生態(tài)修復(fù)意識(shí)。我國(guó)已經(jīng)推出了很多政策來(lái)解決我國(guó)水土流失嚴(yán)重的問(wèn)題。施工人員應(yīng)該積極響應(yīng)國(guó)家政策，積極參與生態(tài)修復(fù)，為治理水土流失貢獻(xiàn)自己的力量。其次，施工企業(yè)還應(yīng)該從外部監(jiān)督施工人員，杜絕出現(xiàn)因?yàn)橐患核接茐纳鷳B(tài)環(huán)境的行為，加強(qiáng)監(jiān)管力度，定期組織施工人員進(jìn)行生態(tài)環(huán)保知識(shí)培訓(xùn)和考核，鼓勵(lì)施工人員利用自己的實(shí)際行為保護(hù)環(huán)境。

5.5 對(duì)水利工程的邊坡防護(hù)實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)

水利工程建設(shè)中，邊坡防護(hù)工作能夠影響整體的工程質(zhì)量。傳統(tǒng)邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)忽視了對(duì)植物的保護(hù)，一般利用噴混凝土或是漿砌石護(hù)坡等方式，在發(fā)揮防護(hù)能力的功能的同時(shí)可能加速水土流失的進(jìn)程。針對(duì)這一問(wèn)題，施工企業(yè)可以優(yōu)化邊坡防護(hù)設(shè)計(jì)，采用給噴混植生植物的護(hù)坡方式，保護(hù)植被。這種護(hù)坡方式能夠給植物生長(zhǎng)提供良好的生長(zhǎng)條件，提升生態(tài)修復(fù)能力和植被覆蓋率，預(yù)防水土流失現(xiàn)象的發(fā)生。與此同時(shí)，合理的邊坡防護(hù)措施能夠擴(kuò)大水利工程邊坡的綠色植被占地面積，增加生態(tài)景觀，人們?cè)讷@得水利工程經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益的同時(shí)，還能夠提升觀賞性，有利于生態(tài)保護(hù)工作的開(kāi)展。此外，水利工程護(hù)坡措施中還可以利用網(wǎng)格草皮，例如，當(dāng)河道綜合治理的長(zhǎng)度為6.08km，而左右岸的新建堤防長(zhǎng)度為11.01km，則施工人員可以利用網(wǎng)格草皮護(hù)坡措施，這種方式在預(yù)防水土流失現(xiàn)象發(fā)生的同時(shí)，有效節(jié)約了維護(hù)成本，還能夠幫助企業(yè)節(jié)約資金，提升邊坡防護(hù)的效果。

5.6 強(qiáng)化機(jī)制及加大投入

在水利工程設(shè)計(jì)中，生態(tài)修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)該以健全的機(jī)制為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮其制約作用，提升水土保持能力。因此，水利工程相關(guān)企業(yè)應(yīng)該重視項(xiàng)目安全管理制度和質(zhì)量監(jiān)管制度的建立和完善工作，不斷強(qiáng)化機(jī)制，提升水利工程建設(shè)質(zhì)量，讓水利工程設(shè)計(jì)與生態(tài)發(fā)展理念相融合，促進(jìn)水利工程項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展。與此同時(shí)，水利工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)工作應(yīng)該有充足的資金投入，支持水土保持工作的開(kāi)展。在過(guò)去，人們常常忽略在水土保持工作上的資金投入，限制了工作的順利有效開(kāi)展。隨著人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的重視程度的提升，水利工程設(shè)計(jì)開(kāi)始關(guān)注水土流失治理工作，在水土保持和生態(tài)修復(fù)上設(shè)置了專項(xiàng)資金。此外，我國(guó)還針對(duì)水利工程設(shè)計(jì)出臺(tái)了大量的法律法規(guī)，要求設(shè)計(jì)人員概算水利工程中水土流失治理的費(fèi)用，嚴(yán)格監(jiān)督水利工程項(xiàng)目的開(kāi)展，使得水土流失專項(xiàng)資金能夠?qū)崒?shí)在在的被用于生態(tài)修復(fù)工作，為人們的生產(chǎn)生活創(chuàng)造一個(gè)宜人的環(huán)境。

結(jié)語(yǔ)

生態(tài)修復(fù)在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有十分重要的意義，是使人類和大自然和諧相處的有力途徑。生態(tài)修復(fù)方式可以預(yù)防水土流失問(wèn)題，提升植被覆蓋率。因此，在實(shí)際的水利工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要設(shè)計(jì)人員從對(duì)水利工程的邊坡防護(hù)實(shí)施優(yōu)化設(shè)計(jì)、劃分區(qū)域等級(jí)、強(qiáng)化機(jī)制及加大投入、提升施工人員的生態(tài)修復(fù)意識(shí)、利用主體施工空間等方面入手，實(shí)現(xiàn)水土、植被的綜合恢復(fù)，促進(jìn)水利工程項(xiàng)目的可持續(xù)發(fā)展。