生态理念在水利工程设计过程中的应用

2022-12-31孙久社

建筑与装饰 2022年22期

孙久社

聊城市茌平区乐平铺镇农林水综合服务中心山东聊城 252126

引言

近年来，生态文明建设被提高到国家发展战略高度，在社会生产活动中更加注重节能环保和生态文明建设。在水利工程建设的过程中，往往存在片面追求工程效益而忽视生态环境保护和利用的问题，没有很好地把水利工程建设与生态环境保护有机结合起来，使得工程综合效益没有得到很好的发挥。因此，在现代水利工程建设中应注重对环境和可持续发展的研究，在设计和施工中采取合理的方案和措施，实现良好的节能环保、顺应当地的生态环境，在发挥水利工程功能的基础上，进一步发挥环保效益，推进可持续发展[1]。

1 生态理念在水利工程中的重要作用

在水利工程建设过程中会对周围环境产生不利影响，容易对周边的生态环境造成严重破坏，引发水土流失、河道堵塞、堤坝坍塌等严重问题，影响到生态的发展。因此，在水利工程设计中引入生态理念，有利于实现更好的生态环境保护。对水利工程设计中一些缺陷进行改善，可以避免人们的生产生活受到水利工程实施中带来的危害，同时也有利于解决我国地表水资源分布不均匀的问题。此外，生态理念的引入，可以进一步提高对资源的利用效率，实现水利工程促进水资源合理分布的目的，实现人与自然的和谐发展。

2 生态理念和水利工程的关系

生态理念和水利工程之间是存在一定必然联系的，在水利工程的设计过程中，要切实地围绕生态理念来展开设计，而生态理念的具体实践则是通过水利工程的实施来主要呈现的，两者之间处于相互依存、相互影响和促进的状态。在专业学术理念的发展趋势下，生态理念和水利工程设计要保持高度的概念一致以及重要的关系延伸。水利工程设计在本质上就是要把生态环境和生态保护作为主要设计依据，融合生物学、环境学等多方面专业领域，充分体现其综合性。水利工程在设计实践中，要保障水利建设的有效性，贯彻落实生态理念和生态环境的保护举措，结合不同的专业领域，以共同的建设目标为核心，致力于水利工程周边环境的和谐发展和生态系统的正常运行，在保证水利工程设计建设目的不受影响的前提下，尽可能地减少水利工程对环境生态的影响。始终秉承尊重自然、尊重生态环境的水利农田工程设计原则，实现水利建设发展和环境的和谐共存[2]。

3 生态理念设计过程需要遵守的原则

第一个原则是因地制宜型、资源节约型、可持续型。河流往往分布范围广、地域差异大，“一河一策”说明了每条河流都有其独特的特征和治理策略，采用因地制宜型原则对河流进行本土化规划设计是人对水的最大理解。资源节约型和可持续型原则与国家提出的“两山理论”一脉相承，应用在河流上既能节省工程投资、减少对环境的负面扰动，又能为河流自修复、持续发展提供基础。

第二个原则是使用功能满足要求，结构安全稳定可靠。对河流的生态水利工程治理往往采取一系列的工程措施和非工程措施，其目的是解决现状问题，确保其使用功能满足要求，同时结构安全需要稳定可靠。例如，在解决防洪问题时，应确保河道行洪断面、亲水平台及生态堤防的功能满足要求和结构安全。

4 生态理念下水利工程的现状

4.1 对区域气候产生影响

水利工程的建设会使当地的降雨量增加，库区临界的降雨量减少，而一定距离外的区域则会出现降雨量增加的情况。如果工程所在区域的地势比较高，则背风预期的降雨量会减少。此外，其所在区域的降雨时间也会发生一定的改变，比如在我国一些夏季炎热的地区，夏季水库的水面温度较高，加强了大气流，使降雨量进一步增加。而在水库建设完成之后，该区域下垫面也从陆面转为水面，并与空气进行能量交换，而交换的方式和强度也会发生一定改变，导致气温产生变化，年均气温也会在一定程度上提高。

4.2 对水文水体产生一定影响

水利工程的修建会对河道的水文水体产生不好的影响，由于水利工程要修建水坝来蓄水，因此河道水流动性减弱，变成了人造湖泊。在上游进行截流，下游的河流在受到影响时，其水量会下降，周边的地下水位也会发生不规律的变化，河流的自净能力也会受到损害。而在水利工程建设完成之后，其水体也会随之发生改变[3]。

4.3 对地质产生的影响

在水利工程中大坝修建完成之后可能会引发地震或者滑坡现象，这种现象产生的主要原因是大坝的修建加大了水体压力和地壳应力，因此水分进一步渗透到深层，使地壳浸润，加大了岩层的空隙水压力。而水库的水位升高，会使岩坡土体的抗剪能力降低，引发水库的塌方以及山体滑坡的问题。此外，还有可能造成水体污染，比如入归水库的水已经被污染，在出现渗透的情况下，会进一步污染到周围的地下水。

4.4 水利工程设计缺乏创新性

在水利工程设计时，创新是主要的设计元素，也是生态理念下的基本构成。要求水利工程设计在生态理念下依然要以创新为核心进行农业发展构建，重视创新意识的渗透，不断地引进创新技术。但是，现阶段的农业发展状态不稳定，呈现出发展缓慢和滞后等问题，也造成了水利工程建设所需的设施设备缺少创新技术辅助，设计方面也缺少创新理念。由此可见，创新意识的缺乏也是造成水利工程发展不长效的主要原因。

5 水利工程设计中生态理念的应用

5.1 水利工程结构设计

水利工程设计的主体就是针对其工程结构的设计，也是整个水利工程发展的中心思想。因此在其结构设计中要积极渗透生态理念，严格按照生态系统的发展规律进行设计分析和强化，遵循生态环境的标准。在水利工程设计中，要结合实际明确其设计的重心和侧重点，凸显出结构设计的优势，进而发挥出水利工程的最大价值。对于整个农田水利设计结构来说，其中主要是对于堤岸结构的设计，良好的堤岸设计不仅可以防灾减害，还能在一定程度上保护生态结构。所以要求在堤岸设计中要结合实际，把重点放在环境勘探上，以环境勘探的结果为主要依据和依托，对堤岸设计进行改进和完善。比如：当地的降雨量、水位的走向以及当地的生态环境都是可以参考的要素，只有做到全面规划，才能在实践中凸显出设计的有效性和稳定性。在生态理念下进行堤岸结构的设计要实现经济与环境方面的有效衔接，在经济效益的基础上实现对环境的保护[4]。

5.2 要充分掌握当地的水文资料

水文资料是一个地区进行生态记录的重要方式，在设计中应用生态理念发挥着重要作用。因此，在水利工程设计中要实现对生态环境的保护，要对当地的水文情况有充足的了解，掌握足够的水文资料。在设计工作开始前，相关工作人员要积极与当地的水文单位进行沟通，获得有效的水文信息，并对实地进行考察和分析，减小生态环境改变引发的意外情况。此外，还要对工程相关陆域的生态环境现状进行调查，包括对影响范围内涉及的物种、种群和生态系统，特别是该区域内是否存在珍惜物种和自然保护区等，还要清楚动物的分布、庇护所以及迁徙规律等。除了动物之外，还包括对植被和生态系统的调查，植被调查要包括其组成、分层现象和生物量等。

5.3 提高设计人员素质

在水利工程设计中，设计人员的素质对设计水平有直接的影响。因此，提高设计人员素质，引入先进的设计理念，才能在水利工程设计中更好地应用生态理念，保证其能够为人民服务，并实现对生态环境的保护。

5.4 增强水域环境多样性

水利工程建设中，不仅是周边的生态环境，其河流本身就是小的生态系统，是水、陆和气之间的相互作用，在设计中要保证这几点实现和谐统一。在其中要考虑到水域环境多样性，特别是在大规模工程建设中，会使河流渠道化和非联系化，造成河道内生态系统的退化。因此，生态理念的应用，要尽可能保留其原有生物，实现良好的繁殖和恢复，保证生物多样性。比如在我国某山区拟建的水资源利用开发工程中，要建设的项目包括了水库、引水工程和水电站[5]。

5.5 在堤岸设计中生态理念的应用

在水利工程设计中堤岸设计也很重要，在对其进行设计时，要积极引入先进的设计理念，对堤岸的环境效益和经济效益进行全面的分析、评估，并在此基础上，科学设计堤岸的坡度、护砌形式，避免因为经济增长而付出环境破坏的代价。

5.6 加强对生态技术和材料的应用

在生态理念应用发展中，一些新型的生态技术和材料也在不断出现。比如在河道护岸中可以应用连锁护坡砖等生态护岸。此外，翻板闸等新型水闸结构简单、易于操作，并且可以获得良好的生态效果。作为生态理念应用的基础，对生态技术和材料使用范围和特点进行准确把握，有助于生态理念的实现，促进生态目标的实现。

5.7 加强对生态评价体系的重视

提升水利工程建设中环保意识，需要从多方面进行。首先，要依靠国家的相关法律法规，产生强制约束的功效。其次，加强多渠道宣传，对相关的奖惩机制进行优化。在以往的水利工程建设当中，没有足够重视对环境造成的影响，对此要积极采取防治策略，做好趋利避害。根据工程实际情况给予科学评价，使其实现最大价值。评价中要综合考虑到工程的环境价值和生态经济效益，从多个方面展开分析，此过程中更需要立足未来，以长远的眼光看待问题。

5.8 工程施工控制

工程施工控制要注意细节上的优化，也是贯彻生态理念在农田实力工程设计中的主要内容之一。对于生态环境来说，水利工程的实施会对其产生较大的影响，因此，为了更好地推进水利工程建设，首先要以生态系统为关键建设点，融合生态理念，保障工程施工在该过程中的管理与控制。其次要不断对水利工程施工工作展开进行合理化把控和优化。最后在水利工程施工设备方面，要积极地引进节约资源型以及环境保护型的设施，加大对基础设施的建设，以高质量高效能的设备实现水利工程施工管理的最优化。有效地改善环境污染、水资源污染、噪音污染等问题，提升施工的安全性，保障施工的质量，实现生态环境的合理化发展。除此之外，水利工程施工还要严格地按照相关部门的有关规定来开展，在生态理念的驱动下，更多地增加一些提升效能、节省资源的设计，尽可能将涉及的一系列资源进行循环利用和重复利用，避免造成现有资源的浪费，尤其是水资源，更要切实进行设计，提升水资源的利用率。在工程施工时，要特别强调对细节的掌控，比如：常见的施工材料的安置、现场的统筹管理等方面，为水利工程的开展构建优质的施工条件[6]。