黄姿慧
云南农业大学水利学院2018级水利水电工程1班?650201
摘要：为了提高生态水利工程的治理效果，水利工程排洪、蓄水等功能的优化和完善，让水生动物拥有良好的生存环境，现将生态水利工程设计应用于水利建设中，为后期保护环境，实现人与自然的和谐发展打下坚实的基础。为此，以水利工程中的河道治理生态设计为例，严格按照生态水利工程设计原则，将生态河道工程设计实践工作落实到位。结果表明，生态水利工程设计理念具有较高的应用价值和应用前景，实现了水利建设水平的有效提高。
关键词：生态水利工程设计；水利建设；应用
最近几年，在我国科技水平的不断提高下，中国作为一个农业大国，对水力工程建设提出了更高的要求，要求水利工程在建设的过程中，要尽可能满足人们的蓄水、发电和防洪需求，促进我国养殖业、灌溉业等农业的迅猛发展。但是，水利工程在建设期间，难免会对周围环境产生不良的影响，甚至破坏周边生态环境。因此，为了避免以上现象的发生，设计人员要重视对生态水利工程设计理念的应用，提高水力工程规划的科学性和合理性，确保河流和周边生态环境能够实现平衡发展，只有这样，才能促进人鱼大自然的和谐共处，为实现生态环境的健康、可持续发展打下坚实的基础。
一、生态水利工程设计原则
(一)工程安全性和经济性原则
生态水利工程作为一个庞大系统的工程，具有一定的综合性，因此，在河流进行综合治理的过程中，除了要尽可能满足人们的用水需求外，还要促进生态系统的健康、可持续发展，为此，设计人员要严格遵守工程安全性原则和经济性原则[1]，提高工程设施的安全性和耐久性。其次，还要在保证设施设计标准性和规范性的基础上，尽可能提高工程的自然荷载力。同时，还要综合考虑河流的特征，采用模拟河势变化规律方式，实现对河流的纵断面设计和横断面设计，为提高河流的自我修复能力发挥出重要作用。最后，还要重视对生态水利工程经济可行性分析，尽可能实现工程风险最小化和经济效益的最大化。由于生态水利工程具有较高的风险性，因此，在具体的规划和设计中，设计人员要采用多位设计思想，制定出最优设计方案，在此基础上，根据生态系统的建设需求[2]，对生态系统的长期发展情况进行实时监测和评估，以达到提高生态系统稳定性和安全性的目的。
(二)河流形态的空间异质性原则
通常情况下，河流形态的空间异质性会随着生物群落多样性的增强而增强，因此，河流形态的空间异质性与生物群落多样性之间存在着正相关关系。为此，设计人员要在遵守河流形态空间异质性原则的基础上，不断提高生物群落多样性。同时，还要根据河流特点，通过将河流生态环境与工程设计进行有效结合[3]，确保河流生态环境向开放化、丰富化和多样化方向不断发展，以最大限度地提高河流生物群落的复杂性和多样性。此外，在人类活动的作用下，大型治河工程在具体的建设中，经常会出现河流生态环境单一化现象，从而破坏了河流生态环境的完整性和稳定性。而生态水利工程设计可以实现对河流生态环境的恢复和保护，不断提高生物群落的复杂性和多样性，尽可能避免人为因素的不良影响，从而提高河流生态环境的自我修复能力，为促进河流生态环境的健康、可持续发展创造了良好的条件[4]。
(三)生态系统自设计、自恢复原则
河流生态环境具有一定的自我组织能力，能够实现对各种物种的自然选择。为此，设计人员在进行河流生态设计的过程中，要严格遵守生态系统的自设计和自恢复原则，确保生态系统能够经受住大自然的各种选择考验[5]，为提高能源利用率，保证生态环境的适宜性发挥出重要作用。
(四)整体性与微观设计并重原则
为了充分发挥和利用生态水利工程设计理念在河道治理中的应用价值，设计人员将河流生态环境与水利工程进行有效结合，使两者形成一个统一整体。同时，还要根据景观大尺度设计需求，采用科学规划生态水利的方式，进一步提高生态系统结构的完整性和可靠性，为实现对河流生态环境的整体化、综合化设计发挥出重要作用。此外，在进行景观大尺度设计的过程中，设计人员要严格遵守微观性设计原则，在不破坏河流生态环境完整性的前提下，实现对小尺度景观的科学设计，从而实现对河道景观的美化，为进一步发挥和利用生态水利工程设计价值，促进河道生态环境的健康、可持续发展打下坚实的基础。
二、生态河道工程设计实践
(一)生态河道设计的思路和方案
目前，生态河道实践工程逐渐增多，由于各个工程在治理地域方面表现出很大的不同，导致不同工程在具体的实施中其侧重点也会存在一定的差异。为此，设计人员要针对生态河道实践工程的特点，在应用生态水利工程设计理念的基础上，从生态设计和结构设计两个方面入手，对现有河道设计模式进行不断改革和创新，从而将设计工作落实到位。
1生态河道设计思路
在传统水利河道工程治理模式下，其整个设计思路主要以“工程确认、斟察探讨、工程设计”三个环节为主，这种治理模式，过于单一化，缺乏针对性，无法满足现代化生态水利工程设计需求。现将在传统水利河道工程设计思路的基础上，增加一个“实验验证”。其中，工程确认主要是指根据工程的立项情况[10]，对工程涉及的区域范围进行初步确定，在此基础上，对作用范围进行拟定和明确，为后期更好地开展工程施工工作打下坚实的基础。调查探讨主要是指针对工程区域范围进行专门地实地斟察，然后，在综合考虑地形、地貌、生物等各种因素的基础上，将斟察面积不断扩大，并对生物生活习性进行研究和探讨，确保在进行水利建设的过程中，更好地保护生物的生态环境，以促进工程与大自然的和谐发展。工程设计主要是指在建设生态河道的过程中，设计人员要不断开阔自己的视野和眼界，采用创新思维的方式，根据生态河道工程的实际建设需求，对工程设计类型和设计模式进行因地制宜的设计，从而充分发挥和利用生态水利工程设计理念在水利建设中的应用价值。实验验证主要是指根据现有工程的设计需求，采用实验的方式对工程设计效果进行验证和分析，确保工程设计具有一定的可行性和科学性，以实现对河道景观的美化。生态河道设计流程如图1所示。
图1生态河道设计流程
2“栅格结构”的设计方案
为了保证生态河道工程治理效率和效果，设计人员要重视对“栅格结构”方案的运用，以起到保护河道堤岸的作用。同时，还要严格按照相关设计标准和要求，采用堆砌的方式，将生态混凝土堆砌在河道坡面上，从而增大网格式河岸面积。此外，还要采用打孔的方式，将生态混凝土与坡面底部土壤进行有效连接，然后，在各个大大小小的孔中种植植物，从而完成对生态护岸的建设工作，这样一来，不仅为大植物生长提供良好的生存环境，还实现了对河岸生态环境的全面保护。为了充分发挥和利用“栅格结构”方案的应用优势，设计人员要根据生态河道工程设计需求[11]，从以下几个方面入手，实现对“栅格结构”方案的设计和利用。
2.1设计城区河道的立式驳岸
在这一环节中，要想将隔水砌墙设计成栅格结构，使得立式坡面转变为斜式坡面，设计人员需要将90度的坡面角度设置为60-75度之间，同时，还要为坡面留有孔径比较小的栅格，然后，利用这些栅格种植各种花卉植物，以达到美化河道周围环境的目的。
2.2设计城区河道斜式护岸
城区河道斜式护岸主要包含两种类型，一种是混凝土砌石结构，另一种是网络结构护岸，其中，网络结构护岸具有一定的透水性，其示意图如图2所示。这两种类型的护岸结构经过改造和设计后就可以变成栅格结构。为了将斜式护岸设计成栅格结构，设计人员需要从以下几个方面入手：（1）在遵守疏密有序的原则下，充分利用混凝土对斜式护岸进行设计，然后，采用科学分隔栅格空间的方式，对栅格大小进行控制，确保栅格分布具有一定的均匀性。（2）将柳树、杨树等乔木种植在大孔内，将花草种植在小孔内，以达到提高孔空间利用率的目的，避免因仅仅种植花草而导致河岸出现视觉生硬感和单一感。（3）加强对坡面的改建力度，使得乔木与花草进行有效结合，以达到一种错落有致的美感，同时，还要及时修剪柳枝，确保柳枝能够低垂在河面上，从而提高了河道景观的美感，为鸟类提供了良好的栖息场所。
图2网络结构护岸
(二)某城镇河道治理中“栅格”结构设计方案
某城镇河道附件河流主要以季节性河流为主，在夏季，雨水多，城镇河道迎来了丰水期，在秋春季，雨水少，城镇河道迎来了枯水期。该城镇河道工程早在2013年全部竣工，但是，在对该工程进行生态设计的过程中，主要以传统水力工程设计模式为主，仅仅利用混凝土石块材料，实现了对直立式驳岸的建造，这种建造方式过于常规，缺乏一定的创新性，导致河岸出现严重底蚀现象，严重影响了水生植物的正常生长，同时，还破坏了河道的生态环境，给人一种呆板、僵硬的感觉，严重影响了人们的视觉体验。该城镇河道实景图如图3所示。设计人员现根据图中所示的河道情况，从以下几个方面入手，对生态河道工程设计方案进行改进和优化。
图3（a）某河道实景图（b）某河段河堤实景图
1斜面式结构设计
在这一环节中，设计人员要将陡峭驳岸结构进行重新设计和改造，使其变成斜面式结构。在这个过程中，首先，要将斜面角度控制在60-75度之间，河道堤岸设计图如图4所示。同时，还要在综合考虑河道堤岸安全性和美观性的基础上，对河道堤岸斜面进行科学设计，以满足植物花卉种植需要，从而提高河道堤岸的美观性，促进底蚀现象周边生态环境的健康、可持续发展。
图4河道堤岸断面设计图
2栅格结构设计
为了生态城镇河道工程的建设水平，设计人员要重视对河道堤岸斜面的设计，将其设计成栅格结构。为此，设计人员要严格按照一定的设计顺序，在综合考虑栅格规格、数目等信息的基础上，对生态城镇河道工程进行科学设计和布局，确保将多样化的乔木与花草植物种植在不同规格大小的栅格内，以达到绿化城镇河道周边环境的目的，从而实现对生态系统的全面保护。例如：在某一规格的栅格内种植乔木时，可以在左右相邻的两排栅格中种植花草植物，同时，在靠近水面的栅格处种植芦苇等水生植物，通过种植这些多样化植物，可以为各种水鸟提供栖息和觅食的场所，为提高生物链的完整性，保证生态系统的稳定性发挥出重要作用。河道平面设计图如图5所示。
图5河道平面设计图
3斜式台阶设计
为了避免因河堤土墙出现过渡延伸，而单证沿海的布局缺乏一定的合理性，设计人员要在综合考虑沿河布局尺寸的基础上，将斜式台阶插入到河道中，同时，还要科学设计台阶的长度和宽度，为提高生态城镇河道工程建设效率和效果打下坚实的基础[6]。斜式台阶设计图如图6所示，从图中可以看出，空间较大的栅格主要用于种植杨树、柳树等乔木，孔径比较小的区域主要用于种植花草等矮小植物。由于，该河流属于季节性河流，因此，通过实现对斜式台阶的科学设计，可以确保人们在枯水期也能接触水域，感受大自然，同时，还能避免儿童出现坠堤现象的发生[7]，有效地保护了儿童的人身安全。
图6（a）堤岸和台阶组合平面设计图
图6（b）入河台阶断面设计图
图6堤岸断面设计图
结束语：
综上所述，随着社会经济水平的不断提高和信息时代的不断发展，我国我国生态水利工程取得良好的治理效果，不仅实现了排洪、蓄水等水利工程功能的优化和完善，还很好地保护了水环境。这得益于生态水利工程设计理念的应用，因此，为了提高水利建设水平，设计人员要将生态水利工程设计理念充分应用于水利建设中，在确保水利建设工作顺利开展的同时，将水力工程对周边环境的负面影响降到最低，为促进生态环境的健康、可持续发展提供有力的保障。
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