生態(tài)理念在水利工程設計中的應用分析

呂 賀

(淮安市水利勘測設計研究院有限公司南華分公司，廣東 廣州 510000)

“綠色青山就是金山銀山”，水利工程設計一定要順應時代發(fā)展潮流，融入生態(tài)理念。這些年很多區(qū)域的水利工程建設期間，發(fā)現(xiàn)存在破壞生態(tài)環(huán)境、污染、浪費等各種情況，嚴重影響工程建設的生態(tài)效益，且在建成之后很容易出現(xiàn)質(zhì)量與安全問題。不僅未能發(fā)揮水利工程的實際作用，還對后期的使用造成極大影響。所以在本項目中，水利工程設計引入生態(tài)理念，確保設計的綠色性、可靠性與合理性。

1 工程案例

工程建設河段已進行中小河流治理，為廣東省新豐縣新豐江(梅坑段)綜合治理工程以及新豐縣2016年度中小河流治理項目新豐江治理工程，結合已有工程與規(guī)劃，打造“一廊、三帶、三景”的鄉(xiāng)村生態(tài)體驗展示碧道。新豐江是珠江水系東江的一條支流，全長163 km，河道平均坡降1.29‰，集水面積為5813 km2。在距河源市僅6 km的新豐江下游亞婆山峽谷出口處建立了一個水電站，形成了一個廣東省最大的人工湖——新豐江水庫(又稱萬綠湖)。在該水利工程設計過程中，為落實“綠色青山就是金山銀山”的理念，需要在設計過程中合理應用生態(tài)理念，確保設計的可靠性與合理性。

2 生態(tài)理念在水利工程設計中的重要性

2.1 踐行綠色發(fā)展理念

開展萬里碧道規(guī)劃建設，就是以水為主線，統(tǒng)籌山、水、林、田、湖、草等各種生態(tài)要素，打造“清水綠岸、魚翔淺底、水草豐美、白鷺成群”的生態(tài)廊道，進而推動河湖綜合治理、沿線休閑游憩設施建設、產(chǎn)業(yè)結構轉(zhuǎn)型、宜居城鄉(xiāng)建設和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，探索出一條經(jīng)濟社會與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的新路徑。

2.2 水環(huán)境治理

梅坑河碧道類型主要為鄉(xiāng)村型碧道，根據(jù)《廣東萬里碧道試點建設指引(暫行稿)》，碧道水質(zhì)應清澈無異味，水體流動，健康有活力。碧道水質(zhì)不低于IV類水標準。梅坑河現(xiàn)狀水質(zhì)基本達到Ⅲ類水標準。

2.3 水生態(tài)保護與修復

梅坑河現(xiàn)狀河岸沿線灘地多為天然卵石灘地，本碧道建設方案將對現(xiàn)狀沿河灘地進行保留，部分灘地進行改造；但關于到灘地范圍較大時，需要從當?shù)貙嶋H情況出發(fā)，將生態(tài)河流打造為更加優(yōu)美與宜居的景色，確保人與自然地和諧相處。當灘地的范圍不大時，需要盡量保存下來，不對其進行改造[1]。梅坑河沿岸部分區(qū)域植被較茂密，碧道建設盡量保留岸邊帶現(xiàn)狀自然植被，遵循鄉(xiāng)村型及自然生態(tài)型碧道建設理念，控制開發(fā)程度，減少對岸邊帶原生態(tài)的影響。

2.4 水安全提升

建設河段已進行中小河流治理，在對工程項目進行治理期間，一定要針對實際情況做好治理工作。在防洪設計時，也要將其設計為10 a一遇，不會再增加防洪工程[2]。

3 生態(tài)理念在水利工程設計中的應用原則

3.1 經(jīng)濟性原則

項目在建設期間，需遵循經(jīng)濟性原則，降低成本支出，確保各方效益。在項目實施過程中，對施工材料的要求較高，但是為確保經(jīng)濟效益，一般要就地取材，且需要對取材地的距離進行分析，這樣才能控制材料價格。同時，在工程開展期間，需要對人力成本進行有效控制，避免增加人力成本[3]。

3.2 安全性原則

工程建設河段一定要遵循安全性原則，這樣才能避免在施工過程中出現(xiàn)安全事故，也能確保建設項目建成之后，防止出現(xiàn)安全與質(zhì)量問題。所以安全性原則是基礎，所以需嚴格遵循該原則[4]。

3.3 綠色原則

在生態(tài)理念的應用期間，水利工程項目建設全過程，要確保經(jīng)濟、生態(tài)等協(xié)調(diào)發(fā)展，在確保水利工程安全、質(zhì)量的基礎上，一定要堅持“綠色”理念，在操作過程中，要保持施工的可靠性與合理性，不要對環(huán)境產(chǎn)生影響。同時在材料的選擇過程中，要確保綠色性，不會增加成本，也不會造成環(huán)境污染[5]。

4 生態(tài)理念在水利工程設計中的應用策略

在新豐江新豐縣城上游段碧道建設項目的設計過程中，要堅持“生態(tài)理念”，確保設計符合時代發(fā)展潮流，滿足當?shù)氐纳a(chǎn)需求。為提升水利工程設計質(zhì)量與效率，確保在項目建成之后的可持續(xù)性，要合理應用生態(tài)理念。

4.1 注重河流自然演變規(guī)律

水利工程設計期間生態(tài)理念的融入，要尊重河流，理解河流，也就是注重河流自然演變規(guī)律。這些年水資源短缺、水環(huán)境惡化等問題比較嚴重，在這種情況下，人們開始意識到環(huán)境保護的重要性，也認識到生態(tài)水利工程建設的重要性[6]。所以需要針對實際情況，在設計過程中，要符合自然規(guī)律，發(fā)揮好生態(tài)水利工程的價值與最用[7]。

在水利工程設計期間，需要關注水利工程與生態(tài)系統(tǒng)之間的關系與相互影響，在水利工程設計期間，要關注河流的自我修復能力，這樣才能在生態(tài)理念堅持下，對水災害、水環(huán)境等各類問題進行有效解決。水利工程設計全過程，要堅持“生態(tài)優(yōu)先、保護第一”的基本原則，這樣才能最大限度發(fā)揮水利工程的作用，降低對生態(tài)環(huán)境造成的破壞。

4.2 重視規(guī)劃整體統(tǒng)籌

水利工程設計工作的開展過程中，要站在宏觀戰(zhàn)略角度看待水利工程與經(jīng)濟、生態(tài)環(huán)境之間的關系，在水利工程設計師，要具備發(fā)展思維與眼光。設計需從防洪、供水、生態(tài)保護等多個角度出發(fā)，對河流的整個流域、上下游等進行整體分析，在生態(tài)理念基礎上，確保水利工程的效益最大化[8]。

關注河流的縱向與橫向貫通性，要了解與探究各生態(tài)要素之間的關系。水利工程建成之后能成為生物適宜的棲息之地，一般可以設置沼澤濕地、種植林帶等。在設計期間，材料的選擇要遵循“綠色”原則，避免對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染。如果在施工期間有土方開挖，一定要及時填補[9]。

4.3 注重科技創(chuàng)新

創(chuàng)新是水利工程設計與建設中的關鍵所在，需要對基礎科學進行分析與研究，然后創(chuàng)新基礎學科。通過理論創(chuàng)新，支持科學創(chuàng)新、技術創(chuàng)新，為水利工程設計提供支持。比如“近自然河道治理工程學”的提出與創(chuàng)新，可以為生態(tài)水利工程建設提供可靠支持。在理論創(chuàng)新基礎上，技術創(chuàng)新十分關鍵[10]。

水利工程行業(yè)的發(fā)展離不來技術創(chuàng)新，需要通過生態(tài)型或者綠色型技術與材料的發(fā)展與應用，不斷提升水利工程設計水平。比如在設計過程中，可以將生態(tài)型材料運用到設計中，常見的材料有生態(tài)袋、生態(tài)毯等生態(tài)護岸材料，這些材料在實際應用中比較廣泛，效果良好。同時也可以在設計過程中，運用先進技術對河流流域相關數(shù)據(jù)信息進行監(jiān)測，及時了解河流情況，為水利工程建設提供可靠支持[11]。

4.4 節(jié)能設計

由于本工程是民生工程，主要功能是向縣城供水，主要的效益為社會效益，本工程的節(jié)能降耗效益主要體現(xiàn)在施工階段。在施工技術方案的確定上，一定要符合實際要求，切確保經(jīng)濟型與可靠性，提升節(jié)能設計質(zhì)量。綜合各個方面的情況，對工藝、設備等進行綜合分析。通過科學合理的節(jié)能設計，能有效降低能耗，節(jié)省成本，同時也能降低資源浪費，真正實現(xiàn)綠色發(fā)展。

在該項目中，由于項目規(guī)模較大，消耗的精力、物力較多，所以在組織設計期間，不僅要考慮自身實際情況，還要積極引進先進技術與設備，確保整個設計的可靠性與先進性。施工機械設備選型和配套設計期間，方案的最終確定，需要結合地形、設備性能等各種情況，然后制定出符合本項目的一套方案。電動、液壓、柴油等能耗低、生產(chǎn)效率高的機械設備是優(yōu)選方案，設備的數(shù)量一定要合理確定，避免造成浪費情況。同時也要能為施工的有效開展提供支持。下面就主要施工機械設備數(shù)量及能耗指標如下(見表1)。

表1 主要施工機械設備數(shù)量及能耗指標表

4.5 注重水文化建設

生態(tài)理念下的水利工程設計，要從當?shù)貙嶋H情況出發(fā)，在與生態(tài)環(huán)境相一致的情況下，也要緊密結合當?shù)匚幕ㄔO。通過與文化建設的聯(lián)系，讓水利工程建成之后，成為當?shù)乜平绦麄鞯鹊闹匾獔鏊?，肩負起科普的重責。同時，在宣傳教育工作開展期間，也能讓當?shù)厝罕娬J識到保護生態(tài)環(huán)境及生態(tài)水利工程的重要性。生態(tài)理念下的水利工程設計，需要兼顧文化建設，滿足時代發(fā)展需求。

5 設計成果

生態(tài)理念在水利工程設計中的應用具有良好的節(jié)能效果，該工程綜合能耗計算見表2。

表2 固定資產(chǎn)投資項目綜合能耗情況表(年耗能量)

由于本工程是民生工程，主要功能是向縣城供水，主要的效益為社會效益，本工程的節(jié)能降耗效益主要體現(xiàn)在施工階段。

施工組織設計中節(jié)能設計的重點就在于選擇經(jīng)濟高效的施工技術方案，將節(jié)能降耗落實到施工材料、設備、工藝等技術措施上。本治理工程在采取節(jié)能降耗措施后，能耗總量為：柴油45.389 t，汽油16.04 t，電7.05萬kW·h。經(jīng)濟效益良好。

6 結語

在我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展期間，水利工程是重要基礎，這些年人們對水利工程事業(yè)的發(fā)展要求不斷提升，生態(tài)理念的融入成為關鍵?？v觀全球水利工程設計與建設，生態(tài)理念必將成為主流，是生態(tài)文明建設中必不可少的內(nèi)容。所以我國在未來要加強生態(tài)水利工程相關研究，為生態(tài)水利工程建設提供可靠支持。最后，在我國社會經(jīng)濟改革創(chuàng)新過程中，需要生態(tài)水利的支持，同時也要不斷創(chuàng)新理念與技術，深化水利事業(yè)發(fā)展。