简要探讨生态水利工程设计在河道建设中的运用
2020-02-15文娜
文娜
(中国葛洲坝集团勘测设计有限公司,湖北武汉 430000)
0 引言
现阶段,中国的河流污染情况非常严重,没有办法为人们提供更加优质的水源。过去的河道管理技术已经没有办法满足当前的环境与经济之间的协调发展。生态河道建设以及河道治理已经是大势所趋,推行生态水利建设不但能够提高我国河道的建设能力,同时也能够推动我国生态建设的稳定发展。
1 生态水利工程设计对河道建设在的重要性
以河流建设为主体,出现了最合理的城市发展工程模式和资源有效利用方式。合理利用资源建设水利,能够在一定程度上确保社会生态平衡,实现和谐共处的战略目标。河道工程建设要立足实际,合理设计生态水工程,保护环境,维护环境。有关部门也要全面贯彻生态保护的理念,在水利工程中有效实施,切实解决河道工程建设中可能造成的环境损失。河道建设将影响生态环境系统的稳定性以及河流的连续性,进而导致河流的细化,改变生态环境系统。如果河流的实际宽度和深度发生变化,我们需要及时改变我们的战略生活方式,以确保其满足自然选择的规律。动植物必须始终遵循优胜劣汰的生存法则。
2 生态水利工程设计的原则
2.1 保持和恢复工程区空间异质原则
在河道建设过程中,为进一步保持工程区生态平衡和物种多样性,必须重视和改善工程区生态系统的多样性,实现整个生态系统的稳定。根据相关的生物学研究数据,非生物环境的空间异质性与生物群落的多样性呈正相关。换句话说,非生物环境的空间异质性越强,生物群落的多样性就越大,物种数量也就越多。如果非生物环境非常单调,则允许生活在其中的生物物种的数量将减少,生物多样性将受到严重影响。可见,为了加强生态水利工程设计在河道建设中的应用,必须取得有关维护和恢复的相关工作,其中区域的空间异质性与非工程项目的工程密切相关,并保持河道的断续性和不连续性,将进一步加强现有前后生态环境的一致性建设,为当地稳定生物栖息地,为维护生态系统平台打下良好基础。
2.2 工程安全性与经济性的原则
生态河道建设不仅要符合水利工程的基本原则,而且要符合生态学的原则。生态水利工程的设计过程应根据水文和工程力学的变化规律,为工程建设的安全性,稳定性和耐久性提供保证。项目的设计应在设计规范的范围内,并能够承受自然载荷。例如,路堤的高度和宽度满足设计洪水淹没高度,结构稳定性和抗渗性以及路堤防洪深度。同时,对生态河道建设的经济合理性进行了分析,并遵循了最大效益和最小风险的目标。比较多个程序。应定期进行监测和评估,以掌握河流生态系统自我修复的规律并获得合理的技术解决方案。
2.3 生态系统自设计和自我恢复原则
生态系统的自组织功能体现在生态系统的可持续性中。作为一种直接的物种选择,自组织动力是指对生态系统友好并且能够经受自然选择考验以找到合适的能量和生活环境的物种。过去,河道建设的目的主要是控制自然河流,但是生态水利工程的设计要求设计者改变控制自然的观念,实现人与自然,自然环境的和谐共存。利用生态系统的自组织能力以及美学价值,对生态水利工程的设计方案进行优化。
3 传统河道工程存在的问题
3.1 河道管理体制存在的问题
在现阶段我国的河道治理过程中,由于地理位置和省份的不同,同一条河在治理过程中的管理方法有着一定的差距,从而出现了河道工程中结构设计不合理、管理存在缺陷等问题。在进行治理的时候,有关部门采取“局部污染,局部治理”的方法,没有对河道以及周围的生态环境形成统一的认识。
3.2 河道规划存在的问题
河道的治理是一个时间长并且复杂多变的过程。在这一过程中,我们需要对河道实施严格的管理制度和控制。毕竟打造河道的新形象不是短时间能够解决的问题。河道治理过程中的河流管理以及以人为本的服务宗旨是非常重要的。很多河道治理在规划和建设工作中,只注重有形的过程,而忽略了管理,软科学和其他科学研究。在河道管理以及后期的维修保障中,河道修复技术以及治理过程中的养护非常重要,否则后期的河道的治理效果不能得到有效体现。
3.3 河道工程设计不合理
采用之前的方法进行河道工程建设时,设计不合理是经常遇到的一个问题。由于设计人员在设计的时候只是单方面的考虑了理论规划以技术参数等要素,比如说防洪、排水、运输等,而没有对当地的实际施工情况以及生态保护等因素进行充分考虑,从而造成了项目在使用过程中,工程的角色定位不满足当前需要,对使用效果造成影响。比如说,河道被拉直和弯曲,河道被随意改变等现象。同时,由于设计不合理,河道出现了严重的侵蚀或沉淀现象。还有的河道设计不考虑填挖平衡,使得大量的开挖土石方到处堆放,从而影响了当地的水土环境,严重的话还会出现滑坡以及泥石流等现象。此外,还有的河道在建设的时候,现场的勘察不具体,没有深入的调查生态系统,未考虑到水利工程的经济效益以及生态效益。
4 生态水利工程设计的要点
4.1 恢复空间异质
水利工程在建设的工程中一定要重视物种的多样性以及生态平衡。为了实现项目区生态系统的动态平衡,有必要更加重视生态系统。非生物环境的空间异质性是与社区多样性相关性较强的因素。生物群落的多样性伴随着非生物空间异质性的增加而逐渐增加,这是实现物种多样性的一个非常重要的因素。为了能够将生态水利建设应用到河道建设中,一定要保持和恢复项目区的空间异质性,以增加项目区的物种多样性,这是维持其生态的重要措施。
4.2 生态系统的自设计与自我恢复
生物和生态系统在长期共存的情况下,慢慢地发现了合适的生活环境,这是生态系统自组织功能的体现,是生态系统稳定发展的重要标志。天然河流的有效管理是传统水利工程的任务,在进行生态河道建设的时候,一定要将生态系统的自我设计以及自我恢复考虑进去,这样才能够实现人与自然环境的和谐相处。
4.3 工程经济性与安全性
生态水利工程设计中一个非常重要的原则就是生态学原理。为了实现水利工程的稳定建设,必须了解工程力学、水文学等,使生态水利工程的设计更能满足工程实际需求。能否承受自然载荷是生态水利工程设计中的主要问题,如河岸结构的稳定性,抗渗性能等。在此基础上,此外,还应考虑工程的经济成本,以确保在安全的基础上尽可能增加其收益。因此,有必要定期对河道进行监测和评价,比较多种方案,以实现经济和安全的双重保证。
5 生态水利工程设计在河道建设中的运用
(1)修复河道。通过对河道中的水源进行修复,有机物可以被氧化以增加水中的溶解氧含量,这更适合于水生生物的生长。修复河道深滩是提高水体净化能力的一种很好的反硝化方法。河流两旁的植物由施工人员进行了改善和修复,从而增加了水中的氧化物含量和自净能力,周围的生物也能够在良好的生态环境中生存。此外,河流的形态需要恢复,包括恢复缓冲区的几何形状等。
(2)注意节约用水。在生态工程设计中,还应注意生态植被的数量和储水量。河岸可以储存的水量可以通过河上的植被量来控制。在干旱季节,路堤的水分有助于植被抵抗干旱气候。在雨季,即使发生洪水,河流植被也可以保护河岸并减少洪水对河岸的破坏。
(3)最大限度发挥水资源本身的净化能力。生态工程设计一定要考虑河流的净水能力。水的净化能力不但能够氧化有机物,同时也能够对无机物进行分解。水中的藻类能够吸收大河道中的养分,然后提供氧气,使河流成为一个良好的生态系统。
(4)为植被保留一些生活空间。在生态工程设计中,尤其要对植物的生存空间进行充分考虑。由河流,动植物组成的生态系统使整个设计更符合当地生态特征的自然条件。
(5)生态水利工程设计不仅要注意新建工程的生态设计,而且要注意恢复水利工程建设带来的环境影响,从而改善整体生态。水利工程的实施程度,实现生态平衡。因此,在工程设计中,有必要从长远的角度分析生态修复,制定整个生态流域的设计方案。
6 结语
将生态水利工程的设计思想应用到河道建设中是社会发展的趋势。在现阶段的河道建设中,仍然面临着一些河流规划,河流管理系统和河流工程设计等问题。为了将生态水利工程的设计思想应用到河道建设中,一定要对河道整治进行高度重视,保留动植物的生存空间,改善生态环境,为河道的长期发展打下坚实的基础。