生態(tài)水利在水利工程中的應(yīng)用

時(shí)同霞

沂水縣水利局馬站水利服務(wù)中心 山東臨沂 276400

水利工程是一項(xiàng)重要的民生工程，對(duì)保障我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展和人民的安居樂業(yè)有著非常重要的作用。水利工程建設(shè)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)水資源的合理分配與使用，還能有效減少水災(zāi)害的發(fā)生。因此，水利工程建設(shè)對(duì)于促進(jìn)社會(huì)綠色發(fā)展具有非常重要的意義。水利工程建設(shè)具有占地面積廣、工程量大、建設(shè)周期長(zhǎng)、施工難度大以及對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響大等特點(diǎn)。在水利工程的建設(shè)過程中，若不能注意對(duì)環(huán)境的保護(hù)和資源的節(jié)約，不僅會(huì)造成建設(shè)資源的浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞。水利工程設(shè)計(jì)是水利工程建設(shè)的先決條件，對(duì)提高水利工程的施工質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)水資源的調(diào)節(jié)作用有著非常重要的意義。在水利工程設(shè)計(jì)中貫徹綠色設(shè)計(jì)理念，不僅能充分發(fā)揮水利工程的作用，還能有效保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)人類和生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。隨著經(jīng)濟(jì)與科技的高速發(fā)展，人們?cè)诶米匀?、改造自然等方面取得了較大的成果，但若不節(jié)制，必然會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的破壞。在實(shí)施水利工程時(shí)，設(shè)計(jì)人員要合理地利用自然資源，還要尤其重視工程與生態(tài)系統(tǒng)的和諧統(tǒng)一。

1 生態(tài)水利工程概述

1.1 生態(tài)水利工程分類

以消除水源隱患及開發(fā)國(guó)家水資源作為目的生態(tài)水利工程，需建造相應(yīng)堤壩、水壩等各類水工建筑物，這些設(shè)施設(shè)備對(duì)實(shí)現(xiàn)生態(tài)水利工程目標(biāo)要求發(fā)揮著十分重要的作用。我國(guó)生態(tài)水利工程中，對(duì)相關(guān)工程建設(shè)進(jìn)行了以下分類：第一類，服務(wù)于農(nóng)田方面的水利工程，譬如小浪底工程等；第二類是能夠有效起到防洪作用方面的水利工程，譬如長(zhǎng)江三峽工程等[1]。

1.2 生態(tài)水利工程的功能

首先，生態(tài)水利工程可有效提升河道蓄水能力，同時(shí)還能夠最大限度地滿足城鎮(zhèn)居民日常生活用水及農(nóng)業(yè)用水等。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷地發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，人口數(shù)量也越來越多，對(duì)國(guó)家水資源需求不斷激增。因此，諸多地方政府都需要在各自河流區(qū)域構(gòu)建出不同類型水利工程控制設(shè)備等，對(duì)當(dāng)?shù)厮Y源進(jìn)行合理科學(xué)的調(diào)節(jié)和利用。在此基礎(chǔ)上，才可有效提高河道蓄水能力，并且可以滿足日常生活用水及農(nóng)田用水需求等。其次，中國(guó)水利工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益日益突增。除以上基本功能外，在汛期，水利工程還可以進(jìn)行發(fā)電和航運(yùn)，水利工程的經(jīng)濟(jì)效益變得非常可觀。最后，我國(guó)生態(tài)水利工程項(xiàng)目建設(shè)，在防洪排澇效果方面也有極其重要的作用。

2 生態(tài)理念在水利工程設(shè)計(jì)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(shè)，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(jìn)而推動(dòng)河湖綜合治理、沿線休閑游憩設(shè)施建設(shè)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、宜居城鄉(xiāng)建設(shè)和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，探索出一條經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的新路徑[2]。

2.2 調(diào)蓄洪水

水利工程項(xiàng)目的建設(shè)可以有效起到調(diào)蓄洪水的能力。水利工程項(xiàng)目之中的堤壩、水庫等設(shè)備都可以起到良好的削減洪峰以及水量調(diào)節(jié)的工作。其可以將短時(shí)間內(nèi)驟然上升的水量進(jìn)行滯后，然后再將其傾瀉出去，這樣可以大幅降低洪水產(chǎn)生的損害。此外，一些儲(chǔ)水能力較高的區(qū)域如沼澤、濕地等也具有良好的儲(chǔ)水能力。

2.3 凈化環(huán)境

在一個(gè)固定的生態(tài)系統(tǒng)之中，其可以通過內(nèi)部的循環(huán)來對(duì)空氣和水源進(jìn)行凈化，以此來保障生態(tài)環(huán)境和氣候的平衡。在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)往往有一個(gè)固定的植物生態(tài)體系，植物依靠自身的光合作用來吸收空氣中的二氧化碳，提高空氣中氧氣含量。此外，水體表層水分蒸發(fā)可以維持區(qū)域內(nèi)的空氣濕度，也可以對(duì)空氣中的顆粒物進(jìn)行吸收。在生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)含有一些水生生物可以通過自身的分解功能來消耗水體內(nèi)的有毒物質(zhì)。

3 生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則

3.1 整體性原則

在有效修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)過程當(dāng)中，倘若只是小范圍進(jìn)行短時(shí)間修復(fù)工作，生態(tài)效率就很難得到提高，修復(fù)效果也會(huì)大大降低。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程過程當(dāng)中，從大范圍入手才能確保生態(tài)效率得到恢復(fù)，修復(fù)效果也能顯著提升。整體而言，就是依托于生態(tài)系統(tǒng)功能和結(jié)構(gòu)，在各種要素相互產(chǎn)生作用基礎(chǔ)上，進(jìn)一步地制定河流生態(tài)體系的修復(fù)措施。該措施應(yīng)當(dāng)擁有著非常強(qiáng)的綜合性。生態(tài)學(xué)領(lǐng)域下，景觀尺度涵蓋時(shí)間以及空間這兩方面。在修復(fù)河流過程當(dāng)中，應(yīng)當(dāng)運(yùn)用到大尺度的景觀，原因如下：第一，水域生態(tài)體系就是由許多子系統(tǒng)構(gòu)成的，主要包括人造工程和生物系統(tǒng)設(shè)施等。上述系統(tǒng)和生物系統(tǒng)充分融合，進(jìn)一步構(gòu)建出整個(gè)生態(tài)體系。倘若我國(guó)水域系統(tǒng)遭到破壞，只是從河道展開生態(tài)修復(fù)的工作，非常難以實(shí)現(xiàn)預(yù)期修復(fù)效果，相關(guān)設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)依賴綜合因素間作用，進(jìn)一步地制定可靠修復(fù)措施。第二，展開生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)時(shí)，需充分考慮河流生態(tài)環(huán)境流動(dòng)性及隨機(jī)性等特性，這些特征會(huì)直接影響到當(dāng)?shù)厣锓N群發(fā)展[3]。

3.2 充分運(yùn)用生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)原則

與以往傳統(tǒng)水利工程相比，生態(tài)水利工程不僅需考慮傳統(tǒng)水利工程相關(guān)原則，還需兼顧到生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)能力，促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。為了有效實(shí)現(xiàn)上述要求，只依靠人工建筑物是無法完成的。實(shí)際上，任何生態(tài)圈的形成均是經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間自然物競(jìng)天擇，各方面因素綜合作用引發(fā)的效果，生態(tài)體系通常有著非常強(qiáng)的自我修復(fù)能力。因此，生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)過程中需充分利用自我修復(fù)這一功能，否則只是憑借人為力量，大概率會(huì)出現(xiàn)生態(tài)惡化等情況?，F(xiàn)實(shí)中的良好的途徑是將人為力量和自然力量充分結(jié)合，使用生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中的組織功能，由自然選擇合適物種。在此模式下，可有效提高生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)效果的同時(shí)顯著節(jié)約成本。

4 我國(guó)水利工程設(shè)計(jì)存在的問題

4.1 設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致施工中產(chǎn)生污染

水利工程設(shè)計(jì)是水利工程施工和建設(shè)的基礎(chǔ)，若在水利工程設(shè)計(jì)時(shí)沒有進(jìn)行充分考慮，沒有完全掌握水利工程周圍環(huán)境，將無法因地制宜地進(jìn)行水利工程設(shè)計(jì)。更有部分設(shè)計(jì)人員自身的環(huán)保意識(shí)薄弱，沒有在設(shè)計(jì)過程中考慮到水利工程可能會(huì)造成的環(huán)境污染。此外，由于水利工程的建設(shè)工程量較大，建設(shè)周期較長(zhǎng)，不但會(huì)影響到施工區(qū)域的植被、綠化等，還會(huì)在施工過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵、噪聲等污染，對(duì)工程周圍的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。部分水利工程為了追求施工進(jìn)度，一味地追趕工期，會(huì)進(jìn)一步加大水資源的污染程度，破壞原有的生態(tài)平衡。

4.2 對(duì)氣候條件的影響

①在水利工程項(xiàng)目建設(shè)過程中，會(huì)對(duì)建設(shè)區(qū)域的環(huán)境產(chǎn)生影響，儲(chǔ)水量的增加和水域面積的擴(kuò)張可能會(huì)縮短施工區(qū)域冬夏的球溫差，導(dǎo)致冬季氣溫高于平常，夏季氣溫低于平常。②對(duì)于工程當(dāng)?shù)仫L(fēng)力的影響：工程施工結(jié)束后，由于工程施工當(dāng)?shù)剌^空，因此對(duì)風(fēng)力的摩擦?xí)黠@減小，從而導(dǎo)致風(fēng)速增大。③對(duì)于降水量的影響：由于工程施工區(qū)域儲(chǔ)水充足，日間水汽蒸發(fā)率也明顯高于其他地區(qū)，這一點(diǎn)由于該區(qū)域容易發(fā)生大規(guī)模降水，從而對(duì)工程的上下兩個(gè)區(qū)域產(chǎn)生重大影響。

5 水利工程設(shè)計(jì)中實(shí)施生態(tài)理念的方法

5.1 充分做好準(zhǔn)備工作

相關(guān)人員在設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程過程中，需要和現(xiàn)場(chǎng)勘察工作人員一起到項(xiàng)目建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察，對(duì)工程項(xiàng)目施工現(xiàn)場(chǎng)具體狀況具有一個(gè)深入了解，確?？辈煜嚓P(guān)信息的精準(zhǔn)性。從而為之后的設(shè)計(jì)工作提供重要參考依據(jù)?？辈靸?nèi)容主要包括生態(tài)水利建設(shè)工程的水文特質(zhì)、地域環(huán)境、地勢(shì)地貌及當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c(diǎn)等。

5.2 注重河流自然演變規(guī)律

水利工程設(shè)計(jì)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(yán)重，在這種情況下，人們開始意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，也認(rèn)識(shí)到生態(tài)水利工程建設(shè)的重要性。所以需要針對(duì)實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)過程中，要符合自然規(guī)律，發(fā)揮好生態(tài)水利工程的價(jià)值與最用。在水利工程設(shè)計(jì)期間，需要關(guān)注水利工程與生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系與相互影響，在水利工程設(shè)計(jì)期間，要關(guān)注河流的自我修復(fù)能力，這樣才能在生態(tài)理念堅(jiān)持下，對(duì)水災(zāi)害、水環(huán)境等各類問題進(jìn)行有效解決。水利工程設(shè)計(jì)全過程，要堅(jiān)持“生態(tài)優(yōu)先、保護(hù)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(duì)生態(tài)環(huán)境造成的破壞。

5.3 強(qiáng)化應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)的意識(shí)

在進(jìn)行水利工程設(shè)計(jì)時(shí)要充分融入綠色環(huán)保理念。水利工程設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行水利工程設(shè)計(jì)前，應(yīng)到施工現(xiàn)場(chǎng)展開詳細(xì)調(diào)研，為水利工程設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。水利工程設(shè)計(jì)人員應(yīng)提高自身綠色設(shè)計(jì)和節(jié)能減排意識(shí)，不斷提升自身綜合素養(yǎng)，為水利工程設(shè)計(jì)中綠色環(huán)保理念的應(yīng)用提供保障。環(huán)保理念不僅僅要體現(xiàn)在水利工程施工中，還要體現(xiàn)在施工的準(zhǔn)備階段、完善階段、工程使用階段等。例如，要考慮到水利工程施工范圍內(nèi)棲息動(dòng)物的遷徙以及魚類的保護(hù)，在水利工程使用階段還需要因地制宜地引入一些水生物，維護(hù)該區(qū)域的生態(tài)平衡。

5.4 減少施工中的環(huán)境污染問題

在水利工程中落實(shí)綠色環(huán)保理念，一方面對(duì)于經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的和諧發(fā)展有重要意義，另一方面可以強(qiáng)化水利工程對(duì)環(huán)境的有效處理。比如，水利工程的建設(shè)區(qū)域，必須要禁止亂砍亂伐，可以通過樹木移植的方法保護(hù)現(xiàn)場(chǎng)的樹木，也就是在建設(shè)水利工程時(shí)，將樹木栽植在接近生活區(qū)域的區(qū)域，當(dāng)水利工程竣工后，再移植樹木。為了防止水利工程組織施工破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，可以在建設(shè)水利工程的準(zhǔn)確時(shí)期，為棲息在水利工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)的動(dòng)物提供遷徙幫助。比如，對(duì)魚梯、魚道等進(jìn)行修建，當(dāng)水利工程竣工后或者是水利工程正式投入使用后，把水生物引入到水庫中。將綠色設(shè)計(jì)理念融入到水利工程的設(shè)計(jì)當(dāng)中，能夠?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境和水利工程建設(shè)的深度融合起到積極的作用。在水利工程中推廣并應(yīng)用綠色設(shè)計(jì)理念，能夠減少建設(shè)水利工程造成的環(huán)境破壞，減少資源消耗，節(jié)約資源。

5.5 修復(fù)計(jì)劃與多元化生態(tài)

我國(guó)國(guó)土面積較大，區(qū)域之間的特征各異，許多地區(qū)的水土流失問題嚴(yán)重性不一，形成原因也不同。在對(duì)生態(tài)進(jìn)行修復(fù)時(shí)，需要制定符合實(shí)際要求的，且與當(dāng)?shù)貤l件不相沖突的修復(fù)計(jì)劃。修復(fù)計(jì)劃是修復(fù)工作開展的依據(jù)，通過對(duì)歷史經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的總結(jié)和借鑒，制定科學(xué)合理的計(jì)劃。河道生態(tài)的修復(fù)計(jì)劃中一個(gè)主要的目標(biāo)就是治理水土流失。以當(dāng)前的水土流失情況為基準(zhǔn)點(diǎn)，分析造成該問題的原因并采取有效措施。以土壤的實(shí)際參數(shù)為前提，選擇適宜良好生長(zhǎng)的植物，成為當(dāng)?shù)氐闹参锵到y(tǒng)的參與者，維持生態(tài)系統(tǒng)的多元化。水利工程的經(jīng)濟(jì)效益是基礎(chǔ)，在考慮安全、生態(tài)的基礎(chǔ)上需要同時(shí)考慮工程的建設(shè)成本，其中包括人力成本、材料成本和機(jī)械成本等。自然界自身的修復(fù)功能是客觀存在的，所以在水利工程的生態(tài)護(hù)坡建設(shè)時(shí)，要對(duì)其自身的生態(tài)修復(fù)系統(tǒng)有所了解，以此為參照最大程度上使人工修復(fù)系統(tǒng)與自然修復(fù)系統(tǒng)相適合，強(qiáng)化修復(fù)效果。

5.6 加強(qiáng)對(duì)原材料采購(gòu)的管理

盡管現(xiàn)階段各種環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、新型的建筑材料在建筑中得到了廣泛應(yīng)用，但在水利工程中的應(yīng)用還不夠充分。對(duì)此，在進(jìn)行水利工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)基于綠色環(huán)保理念，從水利工程的實(shí)際情況出發(fā)，盡可能地選擇環(huán)保、綠色材料。合理的原材料能夠?yàn)樗こ探ㄔO(shè)質(zhì)量的提高提供保障，在水利工程中使用環(huán)保、綠色原材料，一方面可以大幅度減少水利工程使用的鋼筋、水泥量，另一方面便于對(duì)水利工程現(xiàn)場(chǎng)垃圾的清理。需要注意的是，大部分的施工原材料是可以被二次利用的，例如壩坡剩余的石塊，可以用于加固壩腳，不但能夠降低消耗的原材料，同時(shí)還能加固水利工程，節(jié)約能源。使用施工材料時(shí)，還要做好對(duì)施工材料的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，加強(qiáng)監(jiān)督管理，嚴(yán)格把控材料的進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)、監(jiān)理抽檢等過程，有效保障水利工程的建設(shè)質(zhì)量。

6 結(jié)語

綜上所述，河道生態(tài)護(hù)坡的施工技術(shù)種類較多，施工技術(shù)的有效性研究是必要的。本文通過對(duì)河道生態(tài)護(hù)坡的實(shí)際工程意義進(jìn)行分析，對(duì)河道生態(tài)護(hù)坡的施工技術(shù)進(jìn)行描述，通過對(duì)施工技術(shù)的詳細(xì)討論，提出提高河道生態(tài)護(hù)坡建設(shè)質(zhì)量的建議。由于人們對(duì)生態(tài)環(huán)境的要求逐漸增高，對(duì)城市水體的質(zhì)量以及周邊環(huán)境的需求越來越高，所以，生態(tài)護(hù)坡除了具有保護(hù)河道邊坡的作用，還可以優(yōu)化人們的生活環(huán)境。