可持續(xù)發(fā)展生態(tài)理念在水利設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

張 艷

（青島卓禹項(xiàng)目管理咨詢有限公司，山東青島 266000）

1 水利工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用可持續(xù)發(fā)展生態(tài)理念的意義

1.1 促進(jìn)水利工程可持續(xù)發(fā)展

在各種規(guī)模及類型的水利項(xiàng)目設(shè)計(jì)中嚴(yán)格執(zhí)行可持續(xù)發(fā)展生態(tài)理念，使水利工程建設(shè)關(guān)注生態(tài)保護(hù)，注重保護(hù)環(huán)境，加固土壤，減少水土流失。以往，許多水利項(xiàng)目設(shè)計(jì)與建設(shè)中過于關(guān)注項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益，以至于破壞了當(dāng)?shù)氐闹脖?，引發(fā)了水土流失、土地沙化等問題，不符合長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。一旦遭遇強(qiáng)降雨天氣，在雨水沖刷下，地面將分布大量溝壑，破壞當(dāng)?shù)馗刭Y源，引發(fā)較大的生態(tài)環(huán)境問題。另外，因?yàn)榇嬖谒亮魇?zāi)害，耕地中不能積累大量有機(jī)物質(zhì)，土壤肥力顯著降低，即使在該土壤中種植農(nóng)作物，農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)、產(chǎn)量不佳，長(zhǎng)此以往，將會(huì)影響生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性，增大洪澇等災(zāi)害發(fā)生的可能性。如果有關(guān)部門未及時(shí)解決水土流失問題，水土過度流失將使水庫(kù)中存在淤積現(xiàn)象，降低河道的防洪、泄洪能力[1]。因此，在水利設(shè)計(jì)中堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展生態(tài)理念，對(duì)促進(jìn)水利工程的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1.2 滿足社會(huì)的需求

水利項(xiàng)目為國(guó)家重點(diǎn)關(guān)注的項(xiàng)目，此類項(xiàng)目的建設(shè)施工是為了滿足國(guó)家社會(huì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求。傳統(tǒng)的水利項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)人員往往將關(guān)注的重點(diǎn)放在水利工程結(jié)構(gòu)質(zhì)量、安全、效益等方面，未過多關(guān)注項(xiàng)目對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。當(dāng)前，全社會(huì)范圍內(nèi)越發(fā)關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，驅(qū)使水利項(xiàng)目建設(shè)過程中不得不考慮生態(tài)性要求，而在工程設(shè)計(jì)中滲透生態(tài)理念，符合社會(huì)進(jìn)步的要求，可以帶動(dòng)行業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展。

1.3 保證水利工程的經(jīng)濟(jì)性和自然性

水利項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境效益顯著，原先的水利項(xiàng)目中設(shè)計(jì)、施工單位等更多關(guān)注項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益，并不重視環(huán)境效益。貫徹水利設(shè)計(jì)中的生態(tài)理念，在各個(gè)環(huán)節(jié)處理好工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，以實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的目標(biāo)。因此，如果能在水利設(shè)計(jì)中全面滲透生態(tài)理念，就能增強(qiáng)水利項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性、自然性，使項(xiàng)目在后續(xù)投入使用后發(fā)揮最大的效益。

2 水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響

2.1 對(duì)區(qū)域氣候產(chǎn)生影響

水利設(shè)計(jì)中貫徹可持續(xù)發(fā)展生態(tài)理念，是出于水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成一系列影響的考慮。結(jié)合水利工程項(xiàng)目的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目建成后對(duì)區(qū)域氣候的影響較大。具體來(lái)說，當(dāng)水利工程建成投入使用后，當(dāng)?shù)亟涤炅棵黠@增多，而庫(kù)區(qū)臨界降雨量顯著減小，周邊范圍內(nèi)的降雨量也較之原先有所增加。但水利工程建設(shè)對(duì)區(qū)域氣候的影響還需考慮工程所在地區(qū)的地形地勢(shì)。比如，工程處于高地勢(shì)位置，背風(fēng)區(qū)降雨量明顯降低。另外，當(dāng)水利工程建成投入使用后，項(xiàng)目所在地的降雨時(shí)間也有調(diào)整。比如，夏季炎熱，水庫(kù)的水面溫度異常高，加劇了氣流運(yùn)動(dòng)，創(chuàng)造了形成降雨的條件[2]。

2.2 對(duì)水文水體產(chǎn)生一定影響

水利工程為大規(guī)模項(xiàng)目，項(xiàng)目耗時(shí)長(zhǎng)，施工周期漫長(zhǎng)，河道水文水體無(wú)法保持原狀，因?yàn)樗?xiàng)目中需建設(shè)蓄水水壩，河道無(wú)法正常流動(dòng)，流速明顯降低，甚至?xí)纬扇嗽旌?。此外，施工建設(shè)中一般會(huì)在河流上游截流，此時(shí)下游河水無(wú)法正常流動(dòng)，水體流速、流量顯著減小，地下水位也存在或大或小的波動(dòng)，河流無(wú)法實(shí)現(xiàn)自凈，不利于保持生態(tài)平衡。

2.3 對(duì)地質(zhì)產(chǎn)生的影響

水利工程作為大項(xiàng)目，一系列施工作業(yè)中可能破壞當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)，因?yàn)榈刭|(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，或受到嚴(yán)重?cái)_動(dòng)，施工期間或者施工結(jié)束后，往往會(huì)出現(xiàn)地震或者滑坡等災(zāi)害，引發(fā)較嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。因此，水利工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)產(chǎn)生的影響需相關(guān)人員重點(diǎn)關(guān)注，設(shè)計(jì)人員在確定施工方案時(shí)應(yīng)考慮水利工程建設(shè)對(duì)地質(zhì)產(chǎn)生的影響，優(yōu)選施工工藝與技術(shù)，預(yù)先采取控制措施。

3 水利設(shè)計(jì)中可持續(xù)發(fā)展生態(tài)理念應(yīng)用的策略

3.1 注重河流自然演變規(guī)律

水利設(shè)計(jì)中滲透可持續(xù)發(fā)展生態(tài)理念時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須從當(dāng)?shù)氐暮恿鞣植贾?，保持河流自然演變?guī)律，避免盲目建設(shè)水利工程而破壞河流生態(tài)環(huán)境的情況。近年來(lái)，我國(guó)的水資源短缺、水環(huán)境惡化問題突出，為滿足可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的目標(biāo)，需要在水利事業(yè)中對(duì)水環(huán)境保護(hù)等方面投入較大的支持，陸續(xù)展開一系列嘗試。因此，水利項(xiàng)目中設(shè)計(jì)人員無(wú)論在何種情況下都需尊重自然、保護(hù)自然，以提高水利項(xiàng)目的綜合效益。具體來(lái)說，設(shè)計(jì)過程中應(yīng)著重分析水利工程與項(xiàng)目所在地生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系，制定最佳的項(xiàng)目方案，保障河流良好的自凈能力、自我修復(fù)能力，使設(shè)計(jì)方案符合科學(xué)性、經(jīng)濟(jì)性要求，最大程度上保障當(dāng)?shù)氐淖匀簧鷳B(tài)[3]。

3.2 做好堤岸建設(shè)工作

水利項(xiàng)目中堤岸建設(shè)為重點(diǎn)和難點(diǎn)，這一部分的建設(shè)任務(wù)是為了保障堤岸的穩(wěn)固性，避免其出現(xiàn)坍塌等而影響河道水流，需要科學(xué)建設(shè)堤岸，增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境效益。原先的建設(shè)理念下，堤岸建設(shè)過程中采用了很多粗放型技術(shù)，而當(dāng)下為符合可持續(xù)發(fā)展生態(tài)理念的要求，有關(guān)設(shè)計(jì)人員需不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建完善的生態(tài)環(huán)境評(píng)價(jià)指標(biāo)，選擇可以使堤岸產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)、社會(huì)與環(huán)境效益的工藝。貫徹生態(tài)理念，兼顧工程建設(shè)與環(huán)境效益，避免人類不合理建設(shè)行為對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的破壞。因此，相關(guān)設(shè)計(jì)人員在建設(shè)堤岸前應(yīng)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)展開調(diào)研，了解現(xiàn)場(chǎng)的水文、生態(tài)等情況，選擇合適的工藝。比如某水利工程，其項(xiàng)目所在地為山區(qū)河流，河道變化大，水位變化明顯，流態(tài)無(wú)規(guī)律，經(jīng)常與山區(qū)綜合河流系統(tǒng)之間存在一定的作用。在此情況下進(jìn)行水利設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循山區(qū)河流的特點(diǎn)，不僅需保持河岸邊坡的穩(wěn)定性，還需要是水利規(guī)劃設(shè)計(jì)與當(dāng)?shù)丨h(huán)境相符合，保障河流的生態(tài)平衡。具體的設(shè)計(jì)中可將生態(tài)護(hù)岸布設(shè)在水陸交界處，設(shè)計(jì)人員需分析水流的沖擊力等因素，選擇適宜的護(hù)岸形式。首先，斜坡式生態(tài)護(hù)岸。設(shè)計(jì)期間迎水坡應(yīng)設(shè)為1:2，以生態(tài)預(yù)制塊為材料構(gòu)建護(hù)坡結(jié)構(gòu)，包含碎石墊，與此同時(shí)在迎水坡部分應(yīng)設(shè)置生態(tài)孔，在其中撒布草籽。在護(hù)坡下部應(yīng)鋪設(shè)土工布，實(shí)現(xiàn)反濾，再由黏性土回填方式處理堤身。在設(shè)計(jì)護(hù)坡基礎(chǔ)時(shí)應(yīng)設(shè)置C20素混凝土基礎(chǔ)，結(jié)合塊石回填技術(shù)處理基礎(chǔ)開挖位置。其次，復(fù)合式生態(tài)護(hù)岸。在設(shè)計(jì)重力式擋墻結(jié)構(gòu)時(shí)設(shè)計(jì)人員應(yīng)利用漿砌塊石砌筑直墻，迎水面嚴(yán)禁有勾縫、露漿問題。通過上述規(guī)劃方式，可直接在該部位構(gòu)成天然石面，為蕨類、爬藤類植物的生長(zhǎng)創(chuàng)造良好條件。

3.3 注重水體生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)能力

各種類型的水利項(xiàng)目中，生態(tài)是不可忽視的方面，從生態(tài)可持續(xù)角度，設(shè)計(jì)人員必須立足水利項(xiàng)目的環(huán)境及生態(tài)特點(diǎn)，采取多樣化方式維護(hù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，減小施工作業(yè)破壞自然環(huán)境的情況。目前，我國(guó)水利事業(yè)進(jìn)入全新的發(fā)展階段，陸續(xù)產(chǎn)生了很多新技術(shù)、新工藝，特別是新出現(xiàn)的生態(tài)材料與技術(shù)，為提高工程的生態(tài)效益起到了關(guān)鍵作用。因此，水利項(xiàng)目設(shè)計(jì)中，有關(guān)人員需關(guān)注水體生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)，在設(shè)計(jì)工作開始前進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)展開調(diào)研，了解水體生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)成。在后續(xù)施工建設(shè)中，應(yīng)盡可能維護(hù)水體生態(tài)平衡，采取修復(fù)措施，為水生動(dòng)物、植物提供良好的生存環(huán)境。為恢復(fù)水體環(huán)境，相關(guān)人員可建設(shè)生態(tài)濕地，在項(xiàng)目區(qū)域內(nèi)重構(gòu)濕地環(huán)境，以恢復(fù)其物理、化學(xué)及生態(tài)功能，凸顯水利設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展理念。在規(guī)劃生態(tài)濕地時(shí)，有關(guān)人員需立足當(dāng)?shù)氐乃h(huán)境，改善水環(huán)境條件，保持區(qū)域內(nèi)的生物多樣性。具體來(lái)說，設(shè)計(jì)人員需將自然景觀與工程構(gòu)筑物高效融合，使生態(tài)濕地能保持長(zhǎng)期自然穩(wěn)定演替。比如，利用水體凈化、植物群落修復(fù)等措施，增強(qiáng)濕地的自我凈化、自我演替能力，改善當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)，增加植被覆蓋率、保持物種多樣性。為凸顯人工濕地的作用，相關(guān)人員需注重棲息地修復(fù)、生物修復(fù)，在項(xiàng)目的上、中、下游區(qū)域建設(shè)生態(tài)濕地，比如，在上游濕地應(yīng)布設(shè)水生植物生長(zhǎng)區(qū)域，通過植物根部、葉、生物膜的綜合作用，凈化水體有機(jī)物。對(duì)于濕地表面流部分，基質(zhì)可選擇改性土壤與礫石，實(shí)現(xiàn)植物、微生物的綜合治理。

3.4 資源開發(fā)與保護(hù)并行

傳統(tǒng)的觀念下，人們認(rèn)為水利工程僅具備防洪、供水功能，并未意識(shí)到水利項(xiàng)目在保護(hù)生態(tài)平衡方面的作用。因此，水利設(shè)計(jì)中，相關(guān)人員需從思想上重視工程的生態(tài)功能，摒棄原先的設(shè)計(jì)理念及方法。我國(guó)雖有豐富的水資源，但因?yàn)槲覈?guó)人口基數(shù)龐大，長(zhǎng)期以來(lái)都面臨水資源匱乏的局面，工程建設(shè)、資源開發(fā)等人類活動(dòng)更造成了水質(zhì)惡化等危機(jī)，不再單純面臨水資源短缺的問題，很多水資源都存在嚴(yán)重污染，水環(huán)境治理、水生態(tài)恢復(fù)任重而道遠(yuǎn)[4]。

3.5 做好河道的改造工作

水利項(xiàng)目中經(jīng)常要改造河道，河道改造是否成功關(guān)乎水利項(xiàng)目的運(yùn)行水平、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效果。河道改造中不應(yīng)單純考慮其安全性，也需要分析改造方案對(duì)水利工程、周圍環(huán)境的干擾，從生態(tài)角度遵守行業(yè)內(nèi)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，任何水利項(xiàng)目的河道改造建設(shè)，設(shè)計(jì)人員都需要將維持生態(tài)平衡放在關(guān)鍵位置，必要情況下保護(hù)岸坡，采取周圍綠化、河道疏浚方式，增強(qiáng)河道的作用，使河道建設(shè)符合周圍環(huán)境，達(dá)到視覺上的美觀性、運(yùn)行中的安全性和生態(tài)性要求。

3.6 優(yōu)化生態(tài)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，完善生態(tài)設(shè)計(jì)思路

原有的水利設(shè)計(jì)中，有關(guān)人員往往參考工程水文學(xué)，為深入貫徹可持續(xù)發(fā)展生態(tài)理念，設(shè)計(jì)人員往往依據(jù)生態(tài)水文學(xué)，參考標(biāo)準(zhǔn)的不同決定了設(shè)計(jì)人員在具體的設(shè)計(jì)中應(yīng)采用不同的設(shè)計(jì)理念及方法，以達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)?？沙掷m(xù)發(fā)展生態(tài)理念下的水利設(shè)計(jì)，需要設(shè)計(jì)人員保持工程水文學(xué)、生態(tài)水文學(xué)的高度統(tǒng)一，從源頭上增強(qiáng)水利工程的生態(tài)環(huán)保性。隨著水利工程中生態(tài)理念的發(fā)展，水利項(xiàng)目建設(shè)的初衷是可以為更多對(duì)象服務(wù)，擴(kuò)大服務(wù)范圍，如使水利工程在濕地保護(hù)、林業(yè)發(fā)展、農(nóng)業(yè)發(fā)展、草原植被、畜牧業(yè)發(fā)展等方面發(fā)揮其應(yīng)有的作用，實(shí)現(xiàn)資源的合理配置，助力可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)[5]。因此，水利設(shè)計(jì)中必須始終推行生態(tài)設(shè)計(jì)，制定清晰的設(shè)計(jì)思路和體系。有關(guān)人員在日常的工作中需不斷優(yōu)化生態(tài)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，建立完善且可行的生態(tài)設(shè)計(jì)思路，為各種規(guī)模及類型的水利項(xiàng)目提供設(shè)計(jì)理論支持。比如，三江平原的“兩江一湖”干流沿岸灌區(qū)工程，形成了良好的生態(tài)設(shè)計(jì)思路，再加上設(shè)計(jì)人員非常注重細(xì)節(jié)性工作，才取得了良好的效果[6]。

3.7 選用環(huán)保材料和生態(tài)技術(shù)

水利設(shè)計(jì)中為達(dá)到生態(tài)理念要求，相關(guān)人員除了要保障生態(tài)理念的先進(jìn)性，同樣需意識(shí)到材料、技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)效果的影響。因此，相關(guān)人員在具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中需合理引入生態(tài)材料及技術(shù)，以發(fā)揮環(huán)保材料在工程生態(tài)性方面的作用。一般來(lái)說，水利項(xiàng)目的規(guī)模龐大，材料種類多且需求量大。如果缺乏材料的合理配置，將導(dǎo)致后續(xù)施工中存在材料浪費(fèi)，不利于實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境保護(hù)。有關(guān)人員需選擇高質(zhì)量、環(huán)保性突出的材料，以發(fā)揮材料的性能優(yōu)勢(shì)。環(huán)保材料不同于常規(guī)材料，其兼具綠色、節(jié)能、無(wú)污染、無(wú)害特征，在水利工程中合理利用環(huán)保材料可提高項(xiàng)目的質(zhì)量、安全，實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)目標(biāo)[7]。另外，水利工程中也涉及多種技術(shù)，技術(shù)是否合理也是影響項(xiàng)目環(huán)境效益的直接因素，設(shè)計(jì)人員應(yīng)密切關(guān)注水利行業(yè)內(nèi)的新技術(shù)，考慮水利項(xiàng)目的建設(shè)實(shí)施要求，優(yōu)先選用低碳環(huán)保工藝與技術(shù)。

4 結(jié)語(yǔ)

觀念的變化、技術(shù)的進(jìn)步為水利事業(yè)帶來(lái)了新的發(fā)展可能，各種規(guī)模及類型的水利項(xiàng)目中，生態(tài)環(huán)保成為首要追求。面對(duì)水利設(shè)計(jì)任務(wù)，有關(guān)設(shè)計(jì)人員需持續(xù)創(chuàng)新設(shè)計(jì)理念，滲入可持續(xù)發(fā)展生態(tài)理念，提高設(shè)計(jì)水平。