生态水利工程设计在水利建设中的运用分析

李 俊

（南昌县赣东大堤河道堤防管理站，江西 南昌 330206）

水利建设是一项复杂的工程类型，涉及诸多的内容，不仅需要对人们的需求进行考虑，同时还需要注重环境的生态保护。近年来，国家对环境生态保护越来越重视，推进了生态水利工程设计在水利建设中的运用，而如何实现生态水利工程设计在水利建设中的运用，是目前水利各个相关部门广为关注的问题。

1 生态水利工程设计在水利建设中存在的问题

我国水利建设经过长期的发展，取得了不错的成绩。但是，传统的水利工程建设还存在一定的问题，其中对生态环境的影响和破坏是比较常见的，许多的水利工程已经因为破坏生态环境给我们带来了不可估量损失。在河水的顺流方向建设数量过多的水利工程，导致人工湖泊出现，进而使得河流出现大量的非连续性现象，这对河流周围的动植物也会产生影响；在水利工程的实施过程中，由于对河流进行拦截，导致河流上游出现储水量增多，下游储水量则急剧减少，水流逐渐减弱的情况，自然河流转变成为沟渠，造成下游用水困难。为了保证水利工程能够发挥其本身的意义，为人类生活带来福利，就需通过一定的途径来加强生态工程设计在水利建设中的运用，这对解决诸多的工程环境相关问题具有着重大意义[1]。

2 水利工程生态设计

2.1 安全经济性原则

水利工程建设具有很强的综合性和复杂性，其在建设过程中往往会对周围环境造成一定的破坏。为了尽可能降低水利工程对生态环境的影响，工程建设中选择采用生态水利工程设计手段。生态水利工程设计首先需要遵循安全经济性原则，对河流的治理，在符合其水文规律以及工程力学特性学的前提下，还要保证工程的耐久性和安全稳定性，工程建设以相应的设计规范作为标准，确保工程能够有效的抵抗侵蚀、洪水以及干旱等自然因素灾害。设计可以将河流断面作为依据层，对河流所具有的泥沙冲刷以及运输能力进行计算分析，进而掌握河流的流域特征，确保工程设计具有良好的耐久性和持续性。同时工程设计还应遵守风险最小化和利益最大化的原则，对水利工程的安全性经济性进行分析，并结合河流自身的生态体系，设计出最具生态效益的方案[2]。

2.2 保证生态系统的修复功能

近年来，国家对生态系统的保护越来越重视，生态系统最鲜明的特点是具有良好的修复功能，因此，生态水利工程设计需要以对生态系统修复功能的保护为主。所谓的生态系统恢复功能主要表现在其对自然环境的适应能力上，即在自然生态环境中，根据自然环境生态系统所具有的恢复能力，自主选择适应其生态发展的相关物种，进而构建一种适合其实际环境的生态系统体系。比如，在某工程的水利生态设计中，对河流进行控制，和生态理念进行充分结合，以自然保护为导向，确保其河流具有良好的修复能力，同时还需要依据河流的天然形态以及美学价值，并结合周边地形进行方案设计。由于大尺度景观对自然河流的自我修复功能有着积极影响，而小尺度景观则会对河流的自我修复功能产生不利影响，因此在设计中，应以大尺度的景观作为设计基础，避免出现时期短、尺度小的景观产生。

3 生态水利工程设计在水利建设中的运用

3.1 空间异质性应用

生态水利工程设计不仅需要重视对其生态结构的构建，对其生态环境内的生物多样性同样需要进行重视，因此，设计中需要考虑空间异质性来对生态环境中的生物多样性进行保护。常见的水利生态空间异质性如图1所示。比如，在某水利生态工程的设计中，其无机环境内具有的生物空间异质性越高，其有机体相关物质的分布就会越多，生物链的稳定性也就越高，越发可以促进其环境系统内动植物的平衡发展。生态工程的设计需要保证其建设系统空间的异质性与原来的空间异质性程度一致，从而避免其生物多样性减少[3]。

图1 常见的水利生态空间异质性

3.2 水利经济设计与安全施工协调发展

生态水利工程设计涉及内容比较繁杂复杂，不仅要注重对河流的综合治理。比如蓄水、灌溉、防洪、发电、旅游等，还要考虑其工程区内的河道以及河岸等生态系统的可持续性发展。因此，从生态水利工程的选址至设计以及从施工至建成都需要结合水利工程学、水文学以及生态学等学科规律和原理，对河流自身的生态系统进行充分分析和考虑，掌握其河流泥沙的运移和淤积规律以及河流的侵蚀和冲刷特性等。工程设计还要尽量保证工程的安全性和有效性，需要对其周围的环境因素以及人为因素进行全面了解和掌握，确定其使用效果以及使用周期。生态水利工程的设计还应对经济发展与施工安全进行全面考虑，分析水利工程的各种影响因素，进行必要的加固设计，延长生态水利工程的使用寿命。

3.3 保持工程建设周边水土

随着社会的不断发展，自然环境破坏、林木乱砍滥伐以及林业的过度开发等情况导致我国水土流失情况日发严重，严重危害人民生命财产安全，阻碍社会经济发展，因而生态水利工程设计必须重视对工程建设周边水土的保持。比如，在某工程的生态水利工程设计中，相关设计人员在设计中融入一定的修复技术：自然退化生态修复技术以及护坡设计（如图2所示）等，这些都是生态水利工程设计中应用比较多的技术形式，其对工程周围的水土保持和修复具有重要作用。生态水利工程设计需要从尊重自然以及尽量减少临时占地的理念出发，在施工中，尽量避免大规模扰动原有的地表土壤，减少环境破坏[4]。

图2 水利工程护坡设计

3.4 流域尺度及整体应用

生态水利工程的设计不仅需要注重对新建工程的生态化设计，同时还需要注重对水利工程施工带来的的环境影响进行修复，从而提高水利工程整体的生态化程度，实现工程建设和生态环境的平衡。尽量避免资金或者技术人员短缺造成局部环境改善不完善的现象，以实现水利工程修复实现全面性、整体性。局部修复不仅达不到有效的生态保护效果，也会造成资金浪费。因此，在进行工程设计时，一定要从长远的角度对生态修复进行分析，制定整个生态流域的设计方案。比如，在一些水利生态工程设计中，设计一定的护岸林。护岸林对附近流域的水土稳定具有良好的效果，同时森林树木还能够有效的改善自然气候，实现动植物生长的多样性，对水环境稳定性产生积极的影响。

4 结语

综上所述，随着国民对生态环境保护意识的逐渐加强，水利建设中如何进行生态水利工程设计成为其发展中的重要内容。提高相关人员的生态保护意识，结合实际工程情况，严格执行生态设计标准，是水利建设可持续性发展的必要途径。