生态理念在水利工程设计中的应用 刘春

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:刘春 徐澎峰
[导读] 摘要:现代水利工程除了城市用水,渔业,船业,发电等在多方面应用。
        杭州铜运建设工程有限公司
        摘要:现代水利工程除了城市用水,渔业,船业,发电等在多方面应用。但对于兴建水利,人们也将付出惨痛的代价。主要是水资源的匮乏,某些自然社会环境,和土地的影响显著。我们国家人口众多,水源贫瘠,人均占水量稀少,仅仅世界平均占有量的25%;仅为900m3,并且分布十分不均匀。水利工程对于降雨量、气温、大气、风力、雾气等气候环境影响十分显著,对人类的身体健康造成了很大的威胁。过去,由于水利工程单一使用,大量水源聚集在工程中,导致地壳压力增大,影响板块间平衡,形成地震等自然灾害;大量土地活动减少,农作物减产。水利工程也破坏了自然流量和水文环境的平衡。水利工程建设破坏生态环境建设,影响水结构、河流和水资源的均衡发展。水利工程对人类社会发展的影响是深远的,生态理念在水利工程中的作用将显著提高。
        关键词:生态理念;水利工程;设计;应用
        1现代水利工程发现的多方面影响
        许多地方河流是梯级滚动开发的,一些小型水库甚至超过了过去流域的平均径流,对生态系统造成不可逆转的破坏。例如,下游引水电站河道断流,有大量枯水河段,对河道影响较大。也有专家指出,水电开发存在掠夺性,会带来无穷的麻烦。中国水电资源短缺,人均不到30%甚至还要少,已经开发的水电能源在可开发能源中的所占的比例也很低,仅有20%左右。所以国家还是要持续支持开发更多的水电能源,因此过度开垦开发对自然生态的破坏是无法免除的。
        2生态理念与水利工程的重要意义
        生态理念是经济社会可持续发展的基本保证,不容忽视。完整的生态环境是以健康、可持续的生态理念为基础,保持人与自然、社会的平衡。以往的发展经验表明,由于生态观念的缺乏和不完善所造成的生态环境问题十分严重,将导致泥石流、滑坡、水土流失、水污染、沙尘暴等严重的自然灾害。因此,生态理念的重要性是无法言喻的。
        水利工程是伴随着人类文明进程越发完善的建设工程,从本质上讲,水利工程学[1]由水文学与工程学组成,在实际建设中,常常由于不能准确预知未来的生态危机,因此生态理念在水利工程设计中的应用就很容易被忽视。将生态理念应用到水利工程设计中,首先应转变观念,将生态理念放在首要地位,把水利工程视为生态水利工程。既要保障水利工程的现实作用,又要重视水利工程的生态理念。
        3目前水利工程存在的问题
        3.1 应用材料规范的缺失
        水利工程设计中涉及使用到的材料多种多样,选择对生态无害、物美价廉的新型材料关乎到生态水利工程的优劣。而对这些新型材料的使用制定相应的规范与标准要求,这是水利工程设计的第一步,将使水利工程设计向生态理念迈进。这就需要对市场上现有的材料有一个透彻的了解,通过筛选和比较,然后结合材料的使用规范,选择质量最好的建筑材料。
        3.2忽视生态概念
        在过去只追求经济效益的粗放型经济发展模式中,生态理念往往被忽视,但幸运的是,在生态环境恢复之后,越来越多的人开始重视保护生态环境的理念。然而,生态概念的应用仅仅停留在表面上。在水利工程建设中应用生态理念,不仅是为了保护现有的生态环境,而且是为了减少材料对自然环境的影响,如使用对地质、土质无害的新型材料,维护动植物生态的平衡等。水利工程设计须摒弃守旧的方式方法,将生态理念上升到大自然的生态平衡状态,考虑让大自然自身的调节功能来维系生态系统,以实现生态理念应用于水利工程设计的最佳效益。
        4水利设计过程中生态理念的应用
        4.1基础模块设计的完善
        为防止水利工程施工过程中存在较大风险,减少与生态环保相悖的设计方案出现,在开展水利工程设计的过程中,应综合考虑环境效益与经济效益,对目标水利工程进行科学合理的规划与设计。采用经济且环保的手段保证水利工程顺利开展,在保证工程质量的同时,符合生态环保理念的要求,同时根据项目的经济目标、环保目标、生态发展目标等进行合理的调配,完善基础模块的设计。在进行基础模块的设计时,应遵循已有河道整治的经验进行生态有机评估体系的建立,此时,需将海岸生态系统、河流生态系统、湖泊生态系统等多方面的评定体系综合考量,在经济评定体系中融入水体中及水体周围生物群落与人类活动信息,开展生态走廊的设计。在进行水文设计时,应坚持完善水文勘测工作,完善勘测技术,制定详尽的探测计划,全面系统地对水域内的生物群落进行调查,更大地实现水利工程的生态效益。在进行堤岸线的设计时,应充分遵循河流的形态与质化特性,根据水域的特征对水文设计进行完善,保持其原有运行状态与规律,制定合适的堤间间距。按照生态保护的理念,在保护生态环境的基础上,合理设计土地利用标准,增设防洪建筑物,加强水利系统保护。根据现有资料和调查资料,准确预测洪量,科学合理地设计植被空间,充分利用河道自净能力。在水利工程设计过程中,根据水生态恢复的基本要求和水利工程的渗漏要求,选择合适的建筑材料,对不同的地质条件进行合理设计,保证河流的横向流动。
        4.2大力推广环保材料使用
        生态环境保护理念在水利工程中体现的一个重要部分就是环保材料的使用。随着现代科学技术的飞速发展,越来越多的环保材料应运而生。在水利工程设计中合理使用这些环保材料,不仅对保证水利工程设计的经济效益,而且对保证水利工程设计的生态效益具有重要意义。首先,需要设计师根深蒂固的环保理念,其次,需要设计者对市场上琳琅满目的环保材料有较为充分的了解,掌握不同材料的适用范围与施工要求等,在满足施工设计质量要求和经济收益的基础上,最大的限度选取具有环境友好性,有利于促进水利工程与生态环境协调性的环保材料。

实际施工中,常选用石笼、植草专用砖等环保材料进行护岸的防护工作,对于护岸的植被,常铺设膜袋等材料保护其健康成长。此外,还可以利用先进的现代化技术对护岸及其植被进行保护,还可利用钢坝闸、翻板闸等技术不断强化水利工程的保护。
        4.3生态堤岸设计
        生态堤岸设计是水利工程最关键的设计环节之一,在进行生态堤岸设计的过程中,应融入现代化的生态理念,结合实际勘测数据,运用现代化软件,以全面系统的调查为基础,以现代化先进技术为工具,以生态理念为指导,全面协调经济目标、可持续发展目标、生态保护目标,三维动态地进行水利工程方案的设计。科学地减少水利工程对环境的负面影响,甚至促进环境的更好发展。在保证生态环境不受破坏的同时,增加水利工程的经济效益,提高工程质量。中国古典哲学提倡人与自然的统一。在水利工程中,还可以向自然学习,利用生态系统的自愈能力,为水利工程提供辅助功能,将人与自然资源有机结合,积极探索适宜的生物措施和工程手段,实现人与自然的和谐共处。
        4.4河道改造
        河道改造效果对工程建设与使用效益影响较大,应从多方面因素进行分析,设计河道改造方案,确保其符合工程建设与生态发展等要求,确保河道长久运行。分析河道疏浚与岸边绿化等问题,明确河道改造方向。围绕生态型护岸原则进行设计,确保河道生态系统稳定发展。加大周边环境规划要求研究,确保改造后的河道与周围环境协调发展。从河道线型设计角度分析,为了泄洪需要应确保过水断面。通常采取河道取直与河床挖深等方法,但建设费用高且生态功能衰退明显,仅将河道作为泄洪渠道与可持续发展观念不符。生态化治理应恢复滨水地带与河道自然形态,避免直线化线型,利用河流形态多样性,加强栖息地和社区的多样性。曲折河岸设计更有利于提高水体含氧量,改善人居环境,减少护岸侵蚀,恢复滨水生态。从断面设计的角度,可以选择多断面设计。恒定水位以下可采用梯形、矩形断面,恒定水位以上可采用二级护岸或缓坡形式,以满足恒定水位亲水性和洪水位泄洪的要求。在河道断面上,尽量保留天然河道断面,必要时可选择复式或梯形断面。
        4.5全面落实生态理念
        要实现水利工程设计的绿色生态环境保护,首先要把生态环境保护的理念纳入到设计者的思想中。二是不断提高从业人员的专业素质和技术水平,更好地贯彻生态理念,更好地运用现代科技手段,实现水利工程绿色生态设计,最大限度地利用生命,国家理念推动更好地发展水利工程。这就需要定期对员工进行培训教育,不断把生态环境保护理念融入员工的思想,通过系统学习巩固员工的基本技能,以便更好地将生态的理念融入设计方案中。培训过程中,可根据实际情况采用分级分批训练,对于具有不同专业基础和不同特长的从业者,给予不同层次的培训,完善其知识体系,以便其更好地利用其知识储备。在培训的过程中,还应注意激发其主动意识,将生态设计的理念深深地埋入他们的设计思想,在实际设计过程中,将生态的理念融入每一个环节,更好地发挥水利工程的经济性,也发挥水利工程的环保性。
        4.6充分结合环境工程和生态水利
        在生态水利工程设计中,要结合现代设计理念,采用专业设计方案,不断调整设计方案,结合环境工程优化工程方案。在这一过程中,要充分重视环境的重要性,坚持工程环境与水利的紧密结合,有效配置水质和高效处理水的设计方案。例如,在水利工程设计中,如果需要对工程河道进行改造,可能会增加水质、水生物、空气污染等。此时,必须充分考虑水利工程对自然环境的破坏。在设计中,以人性化设计为参考,结合生态发展的要求,优化工程方案,设计合理完善的方案,科学改造河道,利用现代化技术采用环保型施工工艺进行水利施工。在设计时可对护岸进行考量,对工程四周进行护岸整体设计,根据周边人群居住要求、生态发展理念等合理的进行了绿化设计与河道改造,进而根据要求控制水流量,保证河道设计方案安全可靠。除此之外,需要对改造方案与环保之间的发展可协调性进行预判与测试,保证方案的科学性。
        结束语
        综上所述,在水利工程中,生态是人类建设和水文地质的进步。生态建设的应用是为了更好地运用科学有效的方法,把设计要求与人们的需求紧密联系起来。从而保证了水文系统的保护,保证了水文系统的多样化。使生态平衡,人们更加节能环保,为大家创造美好的未来。通过探讨生态理念在水利工程规划中的应用,可以提高水利工程的设计质量,打破水系统平衡,避免更多的水资源浪费,从而达到人均水资源平衡。减轻地壳的压力,增加土地的活动,从而提高农作物的生产力。我国的经济不断发展,城市也更加繁荣。水利工程在国民经济发展中起着重要的作用,为了牢固工程、生态环境的平衡、水土流失的减少。城市用水量也不断上升,除了考虑供水系统的稳定性和经济性原则外,也需要重要考虑排水系统的节能环保。循环利用,珍惜水资源,不要做不必要的浪费。做到文明用水,共建幸福美好的家园,只有这样,我们的生活才能更加和谐快乐。
        参考文献:
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        [5] 陈雨辰,危义堂.生态理念在水利工程设计中的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2017,10(7):159-162.
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