关于生态理念在水利水电设计过程中的应用

2023-08-14王有彦

建材与装饰 2023年23期

王有彦

（贵州久源项目咨询有限公司，贵州贵阳 550000）

1 生态理念的特性

生态理念强调的是尊重自然、顺应自然、保护自然，围绕工程全过程做好分析，减少工程建造给自然生态系统带来的负面影响。从生态理念的特性分析主要总结以下3 点：①自然性。基于可持续化发展理念，进行工程设计时充分把握自然发展规律，避免建设工作给生态环境造成破坏，减少工程施工带来的影响，实现水利水电建设与自然系统的和谐把握。为有效生态理念的运用，提出有效的环境保护措施，维持生态平衡。②可持续性。从工程建设的目的来说，是为了给人们生产生活带来更多支持，也是社会持续化发展的表现。随着人们对水利水电工程的建设要求不断提高，开展工程建设的同时，优化生态环境，给人带来更多的服务，带动区域经济更好地发展，实现持续化发展。③社会性。原来水利水电工程建设，注重防洪蓄水功能和发电功能等，忽略了生态功能。基于生态理念，可增强水利水电工程的社会性，增强工程的功能。

2 生态理念在水利水电设计中的应用案例

2.1 案例概述

以某水利工程项目为例，分为北区与南区。其中，北区占地面积34.20hm2；南区占地面积4.94hm2。从水利水生态问题分析，主要包括水系连通、灌溉保障以及水生态修复等。在进行工程设计时，运用生态理念，通过前期的全面调查，掌握完整的资料数据，并且做到科学设计，精准计算各类数据，科学合理设计工程施工方案，助力区域经济稳定发展。

2.2 项目难点

从水利工程设计实践分析，项目难点如下：①水系连通。在进行设计时，需要考虑如何实现片区水网连通、水从何处来引导何处去等，需做好综合分析。②灌溉保障。本次工程设计中要运用生态理念，围绕区域生态景观建设，提出具体的方案。项目区原来的农田灌溉渠网难以留存，进行规划设计时要思考如何保证后期的用水安全。③排涝问题。在进行规划设计时，需要分析如何做到科学合理进行排水分区以及如何发挥区域内景观水系的调蓄能力，实现与外围排水渠系合理衔接，有效解决排涝问题。④拦蓄调控。在进行景观水系的建设方面，要求做到与周围建设风貌相互协调；进行水位设计时要求做到和周边地形地貌的有效衔接。⑤水生态修复问题。本次工程设计需要解决大渠来水泥沙含量高的问题，同时思考如何运用生态措施保持水体的自我净化能力。此外，还需要考虑如何重新构建水生动植物系统，优化生态景观配置，全面提高水生态建设水平。

2.3 工程设计方案

基于生态理念的水利水电设计方案，主要内容如下。

（1）水系连通设计。充分利用现有的涵洞，实现南区与北区水系的连接，控制水利工程建设的投资。对场地现状进行调查，结合场地优势，合理分区布置水面高程。在低水位位置建设提水泵站，达到内部水体循环的效果。本次工程设计方案中提出，核心区域设置沉沙池，科学合理配套控水设施，实现对景观用水与农业用水的有效调控。对区域湖引水口进行改造，最大程度上保证农田灌溉的用水需求得到满足。在汛期来临时，将阀门关闭避免湖水质被破坏。为了实现对景观水体下渗流失的严格有效控制，减少景观的用水量，此次项目中提出使用钠基膨润土防水毯开展防渗处理。除此之外，对于核心区和湖区进行景观优化，结合驳岸的特点，选择适宜的驳岸建设方案，包括硬质驳岸与生态驳岸，全面提升项目区的景观水平。

（2）灌溉保障方案。为实现水利工程的功能，将改建水渠和现有的灌区进行连通，切实保证灌溉用水的畅通性。为了保证灌溉用水的安全性与稳定性，要求改建水渠引水可以独立于景观用水。根据实际情况，优化连接口出水量的配置，最大程度上保证全渠用水的平衡性。合理利用现有的涵洞与排水系统，确保省道两侧排水的畅通效果。此外，在水量的保障方面，设计提出建设引水工程与渠道连通工程，发挥有效的作用，保证工程的灌溉效果。

（3）排涝设计。根据调查的气象资料显示，项目区域的降雨量充沛，不过周围不存在排水河道，极易产生内涝问题。在规划设计方面，提出分区排涝的方案，并且提高排涝标准，优化设计方案。对于积水问题，采取优化水系统流向布置方式，以及多点位涵洞排水方式，强化对排水流量的有效控制。除此之外，设计排水口和外围农田排灌水渠进行连接。通过进行优化设计，达到西北方向到东南方向排涝的效果，实现对积水问题的有效解决。

（4）拦蓄调控。贯彻生态理念，遵循自然规律，借助项目区的地势优势，将项目地按照竖向高程进行划分，形成6 个等级。南北核心区总计3 个等级，各个等级相差1m。从具体规划设计方面分析，溢流堰的布置充分利用等级高差，科学合理设置。与此同时，排水出口位置设置控制闸。一方面，可以有效控制景观设计水位。另一方面，还可以有效排除积水。

（5）水生态修复设计。从工程规划设计实践分析，新建水系的同时重新构建水生动植物群落。在具体建设方面，提出做好水下地形整理，优选水生植物配置方案，做到水生动物选配，并且做好后期的运行维护。通过重新构建生态群落，打造高质量的水生环境。结合项目区的生态情况，对于初期雨水造成的径流污染问题，综合运用景观和海绵城市措施，包括雨水生态塘、生态植草沟以及雨水花园等，做到雨水的有效拦截处理，经过净化处理后实现雨水资源的再利用。除此之外，根据水体流动性好与坏，结合水深情况，利用潜水式推流曝气机以及太阳能曝气机，进行曝气复氧，进而有效改善水体的流动性与水质。

2.4 项目的意义

从水利工程的设计实际分析，贯彻绿色生态理念，优化水系连通、灌溉保障以及其他工程，结合项目区的实际情况，形成安全稳定的水资源系统、水环境系统以及水景观系统，做到了三位一体建设。一方面，实现了水利工程的灌溉功能。另一方面，还具有生态意义，可以为区域生态旅游产业的发展提供保障。

3 生态理念在水利水电设计中的应用策略

3.1 做好前期调查工作

为有效发挥生态理念的运用价值，优化水利水电工程设计方案，需注重前期的调查工作。从生态设计前期入手，组织开展勘察调查，对水利水电工程建设可能涉及的各类生态文明展开全面细致调查，获得完整的资料信息，如水文水资源、水环境质量以及生物状况等。利用各类数据信息进行分析，为工程规划设计工作的开展提供支持。在进行调查时，要求关注生态敏感区，如饮用水水源保护区等，掌握完整的数据信息。根据设计工作的需求，结合水资源分区、主体功能区划分、水功能区划等，展开全面的分析，掌握实际情况。如果资料不足，或者存在生态敏感区，需组织开展现场调查与监测，获得相应的数据信息，指导各项工作的高质量开展。根据调查获得的数据信息，认真分析水利水电工程建设所涉及的水生态问题，并且结合实际情况提出具体的措施。

3.2 优化工程布局设计

从水利水电工程设计实践分析，需结合工程所在流域、水系或者区域特点，结合区域的社会经济发展水平，根据工程功能定位，科学合理避让制约因素，根据生态需求科学合理部署生态保护和修复方案，优化水利水电工程总体布局。在进行工程总体布局方面，认真执行主体功能区制度，充分发挥空间管控以及生态功能保护约束，优化工程规划设计方案，保证方案的可行性。水利水电工程总体布局设计，应该切实保障河湖生态流量，并且要采取有效的措施增强水环境承载能力，保持水生态系统的安全稳定性。除此之外，还要增强工程的生态功能与社会服务功能。在空间形态设计方面，做好以下要点的把握：①水利水电工程的布置，坚持顺应自然的基本原则，综合考虑工程平面与竖向布置，构建科学合理的空间形态，避免建设施工使得区域内部自然空间被改变[1]。②开展工程建设，尽量不使得原来的河湖岸线、河口岸线等自然形态被改变，也不可以缩窄河道行洪断面或者侵占水域。③开展水利水电工程建设，应该尽量保护河湖周围现存自然湿地。④其他要点。在进行设计时，需做好全面综合分析，积极完善水利水电工程的设计方案，全面提升建造的水平，保证建造的效益和效果，防范各类问题的出现[2]。

3.3 优选适宜的工程材料

从建筑物结构与材料的选择方面分析，坚持生态性、环保性、景观性特点，做好全面严格的分析，保证所选的结构与材料可以符合生态要求。对于结构的设计，应该尽量选择和周围自然景观相互协调的结构形式。在保证工程安全的前提下，丰富生态与景观的多样性。坚持因地制宜的原则，科学合理选择建筑结构与材料。与此同时，做好论证分析，选择对生态环境友好的技术、工艺、材料，保障设计方案的可行性[3]。除此之外，建筑结构与材料要求有利于生态环境的塑造，根据工程布置的空间形态与界面特点，打造景观丰富的岸带生态环境。在设计中积极推广使用天然材料，或使用网箱装石或者生态袋装土，保障结构的质量。对于河湖护坡护岸，避免使用硬质不透水护坡材料，尽量选择生态砌块和生态混凝土等，选择富有生态性的护岸形式。对于渠道护坡可以使用生态护坡材料，如果受到防渗要求无法使用生态护坡，那么要求做好不透水护坡的高度控制。在进行规划设计方面，做好全面的分析，切实保障设计方案的合理性，推动水利水电工程高质量建设。

3.4 优化植物配置方案

从水利工程生态建设实际分析，按照生态理念进行植物的优化配置，需要综合考虑岸坡稳定性和生态修复等内容，做好全面的分析，提出优化配置的方案。根据工程类型，结合水利水电工程现场的环境特征，建设植物缓冲区域以及绿色廊道，充分发挥植物拦截作用、过滤作用、削减面源污染作用等，实现对水质的有效净化作用等，全面提高整体的生态水平。对于植物景观风貌的设计，还要结合区域社会经济发展，考虑到植物养护成本以及本土植物特点等，形成优化设计方案，保证生态效益目标实现。为提升植物景观配置的水平，设计人员要做好全面调查，掌握本土的植物资源情况和特点，积极推广使用本土植物，实现严格有效的控制，保证植物配置的合理性，提升植物景观的文化性，创造更多的效益[4]。需要注意的是，在进行植物配置设计时，植物景观设置规划本着尊重现状、生态优先、景观多样、地域特色的种植设计原则，尽量采用乡土树种，利用植物强化城市特色。

3.5 做好人员的培训

水利水电工程设计实践中，生态理念的运用，发挥着积极的作用。为实现工程设计与生态理念的有效融合，需注重设计人员的业务培训，提高人员的素质水平，达到工作的要求。在设计工作中，结合水利水电工程现场的地理条件、气候与水文等实际情况，编制完善的工程措施，指导工程建设工作的开展。在进行设计时，认真考虑生态性的把握，综合分析各类因素，提出优化完善的设计方案，指导生态型水利水电工程的建设。根据工程设计的内容，合理融合生态理念，全面提高设计方案的质量，指导各项工作的开展[5]。

3.6 加强生态设计方法的运用

水利水电工程设计工作中，合理运用生态设计方法，提升工程设计质量。例如，在堤岸设计方面，运用生态理念，做好水资源和自然环境分布情况的调查，掌握环境变化的规律，了解资源的多样性。开展河道改造设计时，还要结合河道状态，进行深入的分析，分析对生态环境造成的影响，最大程度上控制生态环境的影响，以免影响到后期运行的安全。根据堤岸设计任务和内容，提出合理的保护设计方案，如河道清淤方案，坚持生态化原则，做好堤岸设计和河道改造优化，达到生态化发展的要求，充分发挥水利水电工程的效益。在选择保护材料时，优选植草砖用砖等，实现保护功能的同时，还可以减少对环境的不良影响，保证水利水电工程的质量，防范各类问题的出现。做好设计方案的优化分析，助力水利水电工程高效建造。在工程建设期间，认真落实工程设计方案，严格执行水利水电工程设计方案，落实各项生态保护措施，发挥生态保护理念的作用，提升工程整体的效益水平，促进水利水电持续化发展。