可持續發展生態理念在水利設計中的應用

張 艷

（青島卓禹項目管理咨詢有限公司，山東青島 266000）

1 水利工程設計中應用可持續發展生態理念的意義

1.1 促進水利工程可持續發展

在各種規模及類型的水利項目設計中嚴格執行可持續發展生態理念，使水利工程建設關注生態保護，注重保護環境，加固土壤，減少水土流失。以往，許多水利項目設計與建設中過于關注項目的經濟效益，以至于破壞了當地的植被，引發了水土流失、土地沙化等問題，不符合長遠發展的目標。一旦遭遇強降雨天氣，在雨水沖刷下，地面將分布大量溝壑，破壞當地耕地資源，引發較大的生態環境問題。另外，因為存在水土流失災害，耕地中不能積累大量有機物質，土壤肥力顯著降低，即使在該土壤中種植農作物，農作物的長勢、產量不佳，長此以往，將會影響生態環境的穩定性，增大洪澇等災害發生的可能性。如果有關部門未及時解決水土流失問題，水土過度流失將使水庫中存在淤積現象，降低河道的防洪、泄洪能力[1]。因此，在水利設計中堅持可持續發展生態理念，對促進水利工程的可持續發展具有重要意義。

1.2 滿足社會的需求

水利項目為國家重點關注的項目，此類項目的建設施工是為了滿足國家社會發展的現實需求。傳統的水利項目中，設計人員往往將關注的重點放在水利工程結構質量、安全、效益等方面，未過多關注項目對生態環境的影響。當前，全社會范圍內越發關注可持續發展，驅使水利項目建設過程中不得不考慮生態性要求，而在工程設計中滲透生態理念，符合社會進步的要求，可以帶動行業的穩步發展。

1.3 保證水利工程的經濟性和自然性

水利項目的經濟、社會與環境效益顯著，原先的水利項目中設計、施工單位等更多關注項目的經濟與社會效益，并不重視環境效益。貫徹水利設計中的生態理念，在各個環節處理好工程建設與生態環境之間的關系，以實現人與自然和諧發展的目標。因此，如果能在水利設計中全面滲透生態理念，就能增強水利項目的經濟性、自然性，使項目在后續投入使用后發揮最大的效益。

2 水利工程建設對生態環境產生的影響

2.1 對區域氣候產生影響

水利設計中貫徹可持續發展生態理念，是出于水利工程建設對生態環境造成一系列影響的考慮。結合水利工程項目的建設經驗，項目建成后對區域氣候的影響較大。具體來說，當水利工程建成投入使用后，當地降雨量明顯增多，而庫區臨界降雨量顯著減小，周邊范圍內的降雨量也較之原先有所增加。但水利工程建設對區域氣候的影響還需考慮工程所在地區的地形地勢。比如，工程處于高地勢位置，背風區降雨量明顯降低。另外，當水利工程建成投入使用后，項目所在地的降雨時間也有調整。比如，夏季炎熱，水庫的水面溫度異常高，加劇了氣流運動，創造了形成降雨的條件[2]。

2.2 對水文水體產生一定影響

水利工程為大規模項目，項目耗時長，施工周期漫長，河道水文水體無法保持原狀，因為水利項目中需建設蓄水水壩，河道無法正常流動，流速明顯降低，甚至會形成人造湖泊。此外，施工建設中一般會在河流上游截流，此時下游河水無法正常流動，水體流速、流量顯著減小，地下水位也存在或大或小的波動，河流無法實現自凈，不利于保持生態平衡。

2.3 對地質產生的影響

水利工程作為大項目，一系列施工作業中可能破壞當地的地質結構，因為地質結構發生變化，或受到嚴重擾動，施工期間或者施工結束后，往往會出現地震或者滑坡等災害，引發較嚴重的人員傷亡和經濟損失。因此，水利工程建設對地質產生的影響需相關人員重點關注，設計人員在確定施工方案時應考慮水利工程建設對地質產生的影響，優選施工工藝與技術，預先采取控制措施。

3 水利設計中可持續發展生態理念應用的策略

3.1 注重河流自然演變規律

水利設計中滲透可持續發展生態理念時，設計人員必須從當地的河流分布著手，保持河流自然演變規律，避免盲目建設水利工程而破壞河流生態環境的情況。近年來，我國的水資源短缺、水環境惡化問題突出，為滿足可持續發展戰略的目標，需要在水利事業中對水環境保護等方面投入較大的支持，陸續展開一系列嘗試。因此，水利項目中設計人員無論在何種情況下都需尊重自然、保護自然，以提高水利項目的綜合效益。具體來說，設計過程中應著重分析水利工程與項目所在地生態系統之間的關系，制定最佳的項目方案，保障河流良好的自凈能力、自我修復能力，使設計方案符合科學性、經濟性要求，最大程度上保障當地的自然生態[3]。

3.2 做好堤岸建設工作

水利項目中堤岸建設為重點和難點，這一部分的建設任務是為了保障堤岸的穩固性，避免其出現坍塌等而影響河道水流，需要科學建設堤岸，增強經濟、社會與環境效益。原先的建設理念下，堤岸建設過程中采用了很多粗放型技術，而當下為符合可持續發展生態理念的要求，有關設計人員需不斷總結經驗，構建完善的生態環境評價指標，選擇可以使堤岸產生經濟、社會與環境效益的工藝。貫徹生態理念，兼顧工程建設與環境效益，避免人類不合理建設行為對當地生態環境的破壞。因此，相關設計人員在建設堤岸前應進入現場展開調研，了解現場的水文、生態等情況，選擇合適的工藝。比如某水利工程，其項目所在地為山區河流，河道變化大，水位變化明顯，流態無規律，經常與山區綜合河流系統之間存在一定的作用。在此情況下進行水利設計時應遵循山區河流的特點，不僅需保持河岸邊坡的穩定性，還需要是水利規劃設計與當地環境相符合，保障河流的生態平衡。具體的設計中可將生態護岸布設在水陸交界處，設計人員需分析水流的沖擊力等因素，選擇適宜的護岸形式。首先，斜坡式生態護岸。設計期間迎水坡應設為1:2，以生態預制塊為材料構建護坡結構，包含碎石墊，與此同時在迎水坡部分應設置生態孔，在其中撒布草籽。在護坡下部應鋪設土工布，實現反濾，再由黏性土回填方式處理堤身。在設計護坡基礎時應設置C20素混凝土基礎，結合塊石回填技術處理基礎開挖位置。其次，復合式生態護岸。在設計重力式擋墻結構時設計人員應利用漿砌塊石砌筑直墻，迎水面嚴禁有勾縫、露漿問題。通過上述規劃方式，可直接在該部位構成天然石面，為蕨類、爬藤類植物的生長創造良好條件。

3.3 注重水體生態系統自我恢復能力

各種類型的水利項目中，生態是不可忽視的方面，從生態可持續角度，設計人員必須立足水利項目的環境及生態特點，采取多樣化方式維護當地的生態系統，減小施工作業破壞自然環境的情況。目前，我國水利事業進入全新的發展階段，陸續產生了很多新技術、新工藝，特別是新出現的生態材料與技術，為提高工程的生態效益起到了關鍵作用。因此，水利項目設計中，有關人員需關注水體生態系統的自我恢復，在設計工作開始前進入現場展開調研，了解水體生態系統的構成。在后續施工建設中，應盡可能維護水體生態平衡，采取修復措施，為水生動物、植物提供良好的生存環境。為恢復水體環境，相關人員可建設生態濕地，在項目區域內重構濕地環境，以恢復其物理、化學及生態功能，凸顯水利設計的可持續發展理念。在規劃生態濕地時，有關人員需立足當地的水環境，改善水環境條件，保持區域內的生物多樣性。具體來說，設計人員需將自然景觀與工程構筑物高效融合，使生態濕地能保持長期自然穩定演替。比如，利用水體凈化、植物群落修復等措施，增強濕地的自我凈化、自我演替能力，改善當地的生態系統，增加植被覆蓋率、保持物種多樣性。為凸顯人工濕地的作用，相關人員需注重棲息地修復、生物修復，在項目的上、中、下游區域建設生態濕地，比如，在上游濕地應布設水生植物生長區域，通過植物根部、葉、生物膜的綜合作用，凈化水體有機物。對于濕地表面流部分，基質可選擇改性土壤與礫石，實現植物、微生物的綜合治理。

3.4 資源開發與保護并行

傳統的觀念下，人們認為水利工程僅具備防洪、供水功能，并未意識到水利項目在保護生態平衡方面的作用。因此，水利設計中，相關人員需從思想上重視工程的生態功能，摒棄原先的設計理念及方法。我國雖有豐富的水資源，但因為我國人口基數龐大，長期以來都面臨水資源匱乏的局面，工程建設、資源開發等人類活動更造成了水質惡化等危機，不再單純面臨水資源短缺的問題，很多水資源都存在嚴重污染，水環境治理、水生態恢復任重而道遠[4]。

3.5 做好河道的改造工作

水利項目中經常要改造河道，河道改造是否成功關乎水利項目的運行水平、經濟效益、環境效果。河道改造中不應單純考慮其安全性，也需要分析改造方案對水利工程、周圍環境的干擾，從生態角度遵守行業內的設計標準。因此，任何水利項目的河道改造建設，設計人員都需要將維持生態平衡放在關鍵位置，必要情況下保護岸坡，采取周圍綠化、河道疏浚方式，增強河道的作用，使河道建設符合周圍環境，達到視覺上的美觀性、運行中的安全性和生態性要求。

3.6 優化生態設計基礎，完善生態設計思路

原有的水利設計中，有關人員往往參考工程水文學，為深入貫徹可持續發展生態理念，設計人員往往依據生態水文學，參考標準的不同決定了設計人員在具體的設計中應采用不同的設計理念及方法，以達到設計目標?？沙掷m發展生態理念下的水利設計，需要設計人員保持工程水文學、生態水文學的高度統一，從源頭上增強水利工程的生態環保性。隨著水利工程中生態理念的發展，水利項目建設的初衷是可以為更多對象服務，擴大服務范圍，如使水利工程在濕地保護、林業發展、農業發展、草原植被、畜牧業發展等方面發揮其應有的作用，實現資源的合理配置，助力可持續發展戰略目標的實現[5]。因此，水利設計中必須始終推行生態設計，制定清晰的設計思路和體系。有關人員在日常的工作中需不斷優化生態設計基礎，建立完善且可行的生態設計思路，為各種規模及類型的水利項目提供設計理論支持。比如，三江平原的“兩江一湖”干流沿岸灌區工程，形成了良好的生態設計思路，再加上設計人員非常注重細節性工作，才取得了良好的效果[6]。

3.7 選用環保材料和生態技術

水利設計中為達到生態理念要求，相關人員除了要保障生態理念的先進性，同樣需意識到材料、技術對設計效果的影響。因此，相關人員在具體的項目設計中需合理引入生態材料及技術，以發揮環保材料在工程生態性方面的作用。一般來說，水利項目的規模龐大，材料種類多且需求量大。如果缺乏材料的合理配置，將導致后續施工中存在材料浪費，不利于實現項目現場的環境保護。有關人員需選擇高質量、環保性突出的材料，以發揮材料的性能優勢。環保材料不同于常規材料，其兼具綠色、節能、無污染、無害特征，在水利工程中合理利用環保材料可提高項目的質量、安全，實現環境保護目標[7]。另外，水利工程中也涉及多種技術，技術是否合理也是影響項目環境效益的直接因素，設計人員應密切關注水利行業內的新技術，考慮水利項目的建設實施要求，優先選用低碳環保工藝與技術。

4 結語

觀念的變化、技術的進步為水利事業帶來了新的發展可能，各種規模及類型的水利項目中，生態環保成為首要追求。面對水利設計任務，有關設計人員需持續創新設計理念，滲入可持續發展生態理念，提高設計水平。