生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計研究

趙應(yīng)坤

普洱市思茅區(qū)水利勘測設(shè)計院，云南 普洱665000

1 生態(tài)水利工程的內(nèi)涵

生態(tài)水利工程主要強(qiáng)調(diào)生態(tài)理念，以生態(tài)保護(hù)、生態(tài)修復(fù)、生態(tài)治理為主，是一項科學(xué)的水利工程。尤其是近幾年，隨著我國經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長，環(huán)境問題日益突出，為落實節(jié)約資源保護(hù)環(huán)境，實現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展，需要做好水利工程建設(shè)工作。現(xiàn)代生態(tài)水利工程是在傳統(tǒng)水利工程的基礎(chǔ)之上演變而來的，其能夠滿足滿足時代發(fā)展的基本需求。一方面，它以生態(tài)理念作為指導(dǎo)，融入可持續(xù)發(fā)展理念，滿足了人類社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要[1]。另一方面，在保護(hù)生態(tài)水域健康的同時，也全面提高了水資源的使用效率，重點突出了對水資源、生態(tài)環(huán)境的保護(hù)作用，這對水利工程技術(shù)創(chuàng)新提出了更高的要求。

水利工程是在建設(shè)過程中對水資源進(jìn)行調(diào)配、科學(xué)使用，人們修建水利工程的最初目的是保證城市供水、農(nóng)業(yè)灌溉的順利進(jìn)行。在社會經(jīng)濟(jì)的推動之下，水利工程建設(shè)逐步發(fā)展為水力發(fā)電、蓄水養(yǎng)殖等綜合性服務(wù)。生態(tài)水利工程和傳統(tǒng)水利工程是不同的，需要以水域生態(tài)環(huán)境為主要的核心服務(wù)目標(biāo)，充分發(fā)揮生態(tài)水利工程的雙重屬性，即不僅要滿足傳統(tǒng)水利工程建設(shè)的功能屬性，而且要滿足生態(tài)修復(fù)功能的屬性。生態(tài)水利工程使用相關(guān)的科學(xué)技術(shù)，做好生態(tài)改造，對水利工程所在的水域進(jìn)行及時的修復(fù)。在目前的生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計階段，仍然面臨著各種各樣的問題，因此，需要在生態(tài)系統(tǒng)健康和水利經(jīng)濟(jì)效益之間架起一座橋梁，實現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長[2]。

2 生態(tài)水利工程設(shè)計原則

2.1 安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

一直以來，無論是哪種工程建設(shè)，都要以安全為前提，生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計也不例外。在具體作業(yè)時，要滿足水文學(xué)和工程力學(xué)的相關(guān)規(guī)定，確保每個環(huán)節(jié)都合乎規(guī)范。在規(guī)劃設(shè)計時，還要考慮雨水天氣對河床產(chǎn)生的侵蝕和干擾，尤其是在連續(xù)降雨以后，要保證水利工程設(shè)備能正常運行。與此同時，在安全性的基礎(chǔ)之上，還要遵循經(jīng)濟(jì)效益最大化的原則，減少資金的投入，降低風(fēng)險[3]。

2.2 空間異質(zhì)性原則

通常情況下，生態(tài)環(huán)境在空間格局上的分布是不均衡的，復(fù)雜程度較高，這就稱之為空間的異質(zhì)性?？臻g異質(zhì)性受空間輟塊性和梯度綜合的影響，如果觀測到空間異質(zhì)性指數(shù)越高，也就說明在此區(qū)域中，生物能夠?qū)崿F(xiàn)共存，這對生態(tài)水利工程設(shè)計有著至關(guān)重要的影響。

2.3 自我修復(fù)原則

在水利生態(tài)工程建設(shè)之初，不僅考慮到鋼筋混凝土原材料，而且應(yīng)該滿足大自然的交替規(guī)律，以地形地貌為基礎(chǔ)，在客觀環(huán)境上進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計，減少工程建設(shè)的浪費，實現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的有機(jī)統(tǒng)一。在傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)過程中，尤其是在規(guī)劃設(shè)計階段，需要將生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)，納入考慮范疇，這樣才能夠融合生態(tài)水利工程建設(shè)和景觀因素，綜合考慮未來環(huán)境的變化，更好地擴(kuò)大水利工程規(guī)劃的價值。除此之外，還需要對周圍的環(huán)境進(jìn)行綜合性評估，以生態(tài)環(huán)境結(jié)構(gòu)和功能為歸宿點，實現(xiàn)各要素之間的有機(jī)統(tǒng)一，讓生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計更具藝術(shù)性和美觀性。

3 生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計常見的問題

3.1 工作人員業(yè)務(wù)技能不達(dá)標(biāo)

在我國當(dāng)前的生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計過程中，作業(yè)人員專業(yè)素養(yǎng)不高，缺乏高新技術(shù)人才。在日常工作中，部分設(shè)計人員無法精準(zhǔn)地對水利工程的基礎(chǔ)資料進(jìn)行分析，尤其是在進(jìn)行基礎(chǔ)設(shè)計時，忽視了對地質(zhì)情況、水文信息、水資源等問題的考察分析工作，無法確保生態(tài)水利工程正常實施。與此同時，大部分設(shè)計人員也沒有熟練地掌握編制大綱方法，出現(xiàn)編制方案和實際施工存在出入的情況，不符合技術(shù)規(guī)范。

3.2 規(guī)劃設(shè)計內(nèi)容存在問題

在生態(tài)水工程規(guī)劃設(shè)計過程中，由于受到人員專業(yè)技術(shù)的限制，會對設(shè)計內(nèi)容產(chǎn)生一定的干擾，如果生態(tài)水利工程設(shè)計的內(nèi)容不夠科學(xué)，設(shè)計圖紙、單價分析會存在不合理的情況，無法幫助作業(yè)人員掌握準(zhǔn)確的尺寸，也不能對要點進(jìn)行標(biāo)注。不規(guī)范的圖紙設(shè)計，會誘發(fā)后續(xù)的施工隱患問題，這就無法選擇準(zhǔn)確的施工工藝、機(jī)械設(shè)備型號，嚴(yán)重影響施工質(zhì)量，加大施工過程的困難，會對施工進(jìn)度、施工質(zhì)量產(chǎn)生消極的影響。

3.3 水利工程規(guī)劃設(shè)計審核不健全

在審核設(shè)計階段，審核水平和生態(tài)水利工程建設(shè)的科學(xué)性之間有著密切的聯(lián)系，由于受到市場經(jīng)濟(jì)自發(fā)性的影響，絕大部分的設(shè)計單位在日常工作中以過度追求經(jīng)濟(jì)效益、管控成本為主，忽視了社會和環(huán)境效益，這樣就導(dǎo)致生態(tài)水利工程出現(xiàn)和自然環(huán)境不符的問題，再加上人為控制的影響，審核結(jié)果出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致生態(tài)水利工程不科學(xué)，不能發(fā)揮內(nèi)在的價值，從而阻礙生態(tài)水利工程的建設(shè)。

4 生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計的具體路徑

4.1 實地調(diào)查研究

無論是社會發(fā)展，還是自然演變，都要遵循各自的發(fā)展軌跡，水利工程規(guī)劃設(shè)計建設(shè)也應(yīng)該遵循相關(guān)的自然規(guī)律，避免過度的人為改造。為了平衡水利工程活動和生態(tài)環(huán)境變化之間的關(guān)系，在水利工程開展過程中，要管控生態(tài)環(huán)境變化，分析影響因素，實現(xiàn)兩者的平衡，做好生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計，結(jié)合該區(qū)域的地理環(huán)境、水文條件、生物群落等進(jìn)行分析，做好反復(fù)的推理驗證，制訂和區(qū)域水域生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展相適應(yīng)的規(guī)劃方案。在具體的作業(yè)時，需要做好實地的調(diào)查研究工作，無論是規(guī)劃設(shè)計、生態(tài)類型，還是具體的水利工程施工環(huán)節(jié)，都需要進(jìn)行項目可行性研究，分析項目所在地地質(zhì)、水文、植物等各類生態(tài)環(huán)境要素，全方位地分析現(xiàn)場的地形地貌，為后續(xù)研究建設(shè)提供基礎(chǔ)的外在條件，更好地進(jìn)行實地保護(hù)，實現(xiàn)生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的全面提升，做好輔助綜合規(guī)劃工作，保證生態(tài)環(huán)境的平衡。

4.2 附屬建筑物的規(guī)劃設(shè)計

在當(dāng)下的水利工程建設(shè)中，還需要考慮附屬建筑物對生態(tài)建設(shè)產(chǎn)生的影響。與此同時，附屬建筑物能夠解決平順泄流的問題。在規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)該注意，由于部分區(qū)域較為偏遠(yuǎn)，道路條件不夠發(fā)達(dá)，為了全面提升水利工程施工環(huán)節(jié)的安全性和可行性，可以增設(shè)擋土墻、做好下水槽的設(shè)計，進(jìn)而順利地引流雨水，避免雨水向外擴(kuò)散。在建設(shè)擋土墻的同時，可以使用砌筑的方式，做好雨水的匯集、統(tǒng)一處理工作。這時需要重點關(guān)注生態(tài)環(huán)境敏感目標(biāo)，強(qiáng)化生態(tài)水利工程服務(wù)功能，注重對生態(tài)敏感目標(biāo)的保護(hù)。不僅要考慮水利功能、生態(tài)功能，還要協(xié)調(diào)工程和服務(wù)對象之間的關(guān)系、工程實施的經(jīng)濟(jì)價值，綜合利用生態(tài)環(huán)境敏感目標(biāo)，更好地處理水利工程活動和生態(tài)保護(hù)之間的關(guān)系。

4.3 輸水工程和水源工程的設(shè)計

現(xiàn)代生態(tài)水利工程是由傳統(tǒng)的水利工程發(fā)展而來的，尤其是在規(guī)劃設(shè)計階段，使生態(tài)水利工程面臨著諸多的挑戰(zhàn)，這時要以提高設(shè)計人員的綜合能力為主，改變傳統(tǒng)的觀念，分析水利工程活動和生態(tài)環(huán)境保護(hù)之間的辯證統(tǒng)一關(guān)系。以科學(xué)發(fā)展觀為核心，充分發(fā)揮水利工程規(guī)劃設(shè)計的主觀能動性，以區(qū)域生態(tài)理念為基礎(chǔ)，重視生態(tài)學(xué)的客觀規(guī)律，結(jié)合區(qū)域的生態(tài)條件，加大輸水工程和水源工程的設(shè)計。

（1）在進(jìn)行輸水工程設(shè)計時，一方面，做好引水量、排水量的管控工作，如果缺乏資金或者是技術(shù)不夠成熟，會增加灌水模數(shù)圖的難度。尤其是在進(jìn)行引水量設(shè)計時，應(yīng)該考慮各種作物所需要用水量的最大值、設(shè)備出現(xiàn)故障所需要的維修時間，以此確定引水量。另一方面，在進(jìn)行排水量計算時，可以采用平均排除法的方式，全面提高監(jiān)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。

（2）在進(jìn)行水源工程規(guī)劃設(shè)計時，對于不同類型的水源工程，在分析確定工程總庫容時，應(yīng)考慮增加特枯年生態(tài)環(huán)境飲水庫容及抗旱應(yīng)急庫容，除此之外，在生態(tài)類型水利工程運作時，還需要規(guī)劃小攔梯級河壩。尤其是丘陵區(qū)域，可以使用一些環(huán)保生態(tài)的建筑材料及措施，打造工程量不同的小攔梯級河壩工程，提高工程建設(shè)的經(jīng)濟(jì)效益。

4.4 農(nóng)田工程的設(shè)計

生態(tài)水利工程建設(shè)時，應(yīng)該將工程水文和生態(tài)水文專業(yè)知識進(jìn)行融合，分析生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和水庫水量之間的變化關(guān)系，確定水域生態(tài)系統(tǒng)的變化范圍，滿足水資源的存儲需求。在農(nóng)田工程設(shè)計工作開展時，要進(jìn)行臨空面的設(shè)計工作，可以通過觀臺分區(qū)法做好用水灌溉，盡可能減少耕地面積的占用，不規(guī)則的農(nóng)田會影響水利工程的建設(shè)，這時需要及時地重整土地，做好統(tǒng)一規(guī)劃工作，結(jié)合該區(qū)域的地理區(qū)域差異特點，有針對性地落實生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計。

5 結(jié)束語

目前，在生態(tài)水利工程建設(shè)過程中，要加大生態(tài)水利工程的規(guī)劃工作，考慮水利工程周圍區(qū)域環(huán)境特點，做好相關(guān)資料的收集，確保生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。在某種程度上，當(dāng)下的生態(tài)水利工程以人們的環(huán)保意識為基礎(chǔ)、以生態(tài)開發(fā)目標(biāo)為背景、以生態(tài)系統(tǒng)的健康為主要目標(biāo)。它和傳統(tǒng)的水利工程相比，具有一定的生態(tài)服務(wù)功能。在生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計階段，需要做好水利工程選址、布局、項目成本、環(huán)境成本的控制等，兼顧經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)保護(hù)的雙重作用，盡可能地為區(qū)域謀求最大化的經(jīng)濟(jì)效益。