邱杰

【摘 要】水利工程建設(shè)是為了更好的保證經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，同時(shí)，也是為了更好地滿足人們生活中對(duì)水資源的需求。但是，很多的水利工程建設(shè)出現(xiàn)了對(duì)生態(tài)環(huán)境進(jìn)行破壞的情況，因此，為了更好的保證生態(tài)環(huán)境，在進(jìn)行水利工程建設(shè)時(shí)，對(duì)生態(tài)意義進(jìn)行重視非常必要，生態(tài)水利工程建設(shè)在保證水利工程功能能夠得到充分發(fā)揮以后，還要保證其和環(huán)境相協(xié)調(diào)。本文探討了生態(tài)理念在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)理念；水利工程；設(shè)計(jì)；應(yīng)用

生態(tài)理論應(yīng)用于水利工程設(shè)計(jì)，既合理利用現(xiàn)有水廠的資源，避免了水源工程的重復(fù)建設(shè)，又?jǐn)U大了水廠的供水規(guī)模，解決了水廠供水效益差的問題。管網(wǎng)工程是生態(tài)化水利工程設(shè)計(jì)的重點(diǎn)內(nèi)容，從管網(wǎng)布局、安裝、選材、維護(hù)等方面構(gòu)建生態(tài)化水利。經(jīng)過本次研究發(fā)現(xiàn)，生態(tài)水利具有能耗小、污染少、效率高等特點(diǎn)，在水利工程中推廣有助于實(shí)現(xiàn)資源的優(yōu)化配置，充分發(fā)揮了水利工程的總體效益。

一、水利工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

1、對(duì)局部氣候的影響

水利工程可改變所在地區(qū)降水、空氣濕度、溫度、風(fēng)向等氣候因子。當(dāng)水庫(kù)工程建成蓄水后，庫(kù)區(qū)形成水面，使該區(qū)域的水熱交換方式以及強(qiáng)度發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致當(dāng)?shù)貧鉁匕l(fā)生變化，一般會(huì)提高庫(kù)區(qū)平均氣溫。另外，庫(kù)區(qū)蓄水、水域面積增大，也使水庫(kù)及其周邊蒸發(fā)量、降雨量及濕度增加，使當(dāng)?shù)亟邓畷r(shí)空分布特征發(fā)生一定程度變化。

2、 對(duì)水文情勢(shì)和水溫的影響

水利工程的建設(shè)不但會(huì)改變工程河段的水文情勢(shì)，也會(huì)影響到整個(gè)流域。筑壩使河流非連續(xù)化，庫(kù)區(qū)由原河流生態(tài)系統(tǒng)變成了湖泊生態(tài)系統(tǒng)，其水流速度、水域深度、水溫和水流邊界條件都發(fā)生了極大變化，蓄水也多會(huì)導(dǎo)致庫(kù)區(qū)地下水位升高；壩下河道內(nèi)徑流量、徑流過程、水溫及流態(tài)明顯改變，壩下河道脫水導(dǎo)致沿岸地下水位下降。通常徑流調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的水庫(kù)上述變化幅度很高，徑流式水庫(kù)變化就相對(duì)沒那么明顯。

3、 對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響

水利工程建成后，庫(kù)區(qū)巖土結(jié)構(gòu)、地下水水位、水壓等一系列物理因素的改變，可能導(dǎo)致地震、山體滑坡、塌岸等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。水庫(kù)蓄水導(dǎo)致地殼應(yīng)力增大，易引發(fā)地震。庫(kù)區(qū)地下水位上升，易引發(fā)滑坡、坍塌等事故。

4、 對(duì)水質(zhì)的影響

水利工程建成后，庫(kù)區(qū)水流速度變緩，水中的溶解性礦物質(zhì)減少，溶解氧量下降，水體富營(yíng)養(yǎng)化可能性增大。進(jìn)入庫(kù)區(qū)水體的建設(shè)垃圾和工農(nóng)業(yè)廢水，其含污染物種類多、成分相對(duì)復(fù)雜、難降解，而庫(kù)區(qū)流態(tài)又不利于水中污染物擴(kuò)散，導(dǎo)致庫(kù)區(qū)水體水質(zhì)的污染。

5、對(duì)土壤的影響

水利工程建設(shè)可以保護(hù)工程沿岸及下游農(nóng)田免受洪水沖刷，減緩?fù)寥狼治g，改善土壤水分狀況。但水利工程也可能引起水庫(kù)周邊地下水位上升，氣候變化，蒸發(fā)量加大，進(jìn)而將可能導(dǎo)致或加劇庫(kù)區(qū)周圍土壤鹽堿化現(xiàn)象。

6、 對(duì)生物多樣性的影響

傳統(tǒng)水利工程建設(shè)使自然河流及沿岸渠道化、人工河網(wǎng)化、島嶼化，壓縮了野生生物生存空間，降低了河流及其沿岸生境多樣性； 筑壩建庫(kù)，導(dǎo)致河流的不連續(xù)化，破壞河流水生生態(tài)環(huán)境，嚴(yán)重影響水生生物生存與繁殖； 水利工程建設(shè)可能引發(fā)的水體污染，不僅危及河湖水生生物生存，也惡化河湖沿岸生物的生存環(huán)境。

二、 生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)原則

1、生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)設(shè)計(jì)原則

在進(jìn)行生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員要加強(qiáng)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)功能的保護(hù)與控制，提升系統(tǒng)的整體可持續(xù)建設(shè)和發(fā)展。生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)功能表現(xiàn)出非常明顯的物種自我選擇，能夠?qū)ψ陨硐到y(tǒng)環(huán)境、系統(tǒng)組成進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，達(dá)到自我恢復(fù)的效果。這種效果是生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。因此，設(shè)計(jì)人員要依照生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)指標(biāo)，依照生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展方向進(jìn)行設(shè)計(jì)，最大限度減少生態(tài)水利工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)物種組成和資源配比的影響。要依照生態(tài)系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)因地制宜，在環(huán)境中尋求最佳方案，最大限度減少對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

2、景觀尺度以及整體性的原則

在對(duì)河流以及水域的生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)、規(guī)劃以及管理的過程中，應(yīng)當(dāng)將可持續(xù)性、長(zhǎng)期、大景觀尺度作為實(shí)施的基礎(chǔ)，而不是在短期、局部、小尺度的范圍內(nèi)來實(shí)施。在大景觀的尺度上進(jìn)行河流的修復(fù)具有修復(fù)效率高的優(yōu)勢(shì)，而在小范圍內(nèi)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)，不僅效率比較低，其成功率也得不到保證。所謂的整體性就是從生態(tài)形同所具有的功能以及結(jié)構(gòu)出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)各要素之間交互的作用進(jìn)行充分的了解與掌握，進(jìn)而提出一個(gè)能夠綜合的、整體的對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)的方法，而不是只在河道的水文系統(tǒng)修復(fù)上下功夫，更不是修復(fù)某一單一的動(dòng)物或者植被群體。

3、 保持和恢復(fù)河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

生物群落的多樣性問題指的是物種水平上存在的生物多樣性。在一個(gè)地區(qū)中，空間異質(zhì)性若是非常高，那么就說明其能夠形成許多的小環(huán)境，這樣就能夠?yàn)楦嗟奈锓N提供生存的空間。反之，若是非生物環(huán)境非常單調(diào)，那么生物群落的多樣性就會(huì)降低，群落的密度、比例以及性質(zhì)都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，漸漸的就會(huì)導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)某種程度上的退化。

三、生態(tài)理念在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、生態(tài)水利規(guī)劃

生態(tài)水利的規(guī)劃工作主要包括微觀層次規(guī)劃、中觀層次規(guī)劃和宏觀層次規(guī)劃三個(gè)方面。生態(tài)水利的微觀層次的規(guī)劃主要是水資源規(guī)劃中的某項(xiàng)具體內(nèi)容，如防洪防澇，居民供水和農(nóng)業(yè)供水等具體內(nèi)容。生態(tài)水利的中觀規(guī)劃主要是以某條河流的流域或某行政區(qū)為單位， 從本單元的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)水資源的需求出發(fā)，對(duì)本單元的水資源進(jìn)行綜合的調(diào)查研究，擬定科學(xué)的水資源發(fā)展方案。生態(tài)水利的宏觀規(guī)劃主要是以較大范圍內(nèi)人口、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展等對(duì)水資源的需求出發(fā)，以資源和環(huán)境的可承載力為限度， 制定出本地區(qū)宏觀的水資源發(fā)展綱要，實(shí)現(xiàn)對(duì)本地區(qū)水資源利用的指導(dǎo)和規(guī)劃。

2、 對(duì)河道進(jìn)行改造修復(fù)

在水利工程的建設(shè)中，一般是運(yùn)用在河道里修建河壩來進(jìn)行蓄水，這樣就可以在缺水時(shí)，從河壩里放水，解決缺水問題。遇到水量過多，可以進(jìn)行蓄水，以備以后不時(shí)之需。所以，這樣的技術(shù)給人們的生活帶來的很多的便利之處。同時(shí)，對(duì)于大氣污染、水里魚類或者其他生物的死亡和河里的泥沙的淤積這些城市河道所面臨的問題，都可以進(jìn)行修復(fù)，從而保證城市的生態(tài)環(huán)境的平衡。對(duì)河道的改造，要在保持其能夠可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上進(jìn)行河道的安全和穩(wěn)定行的改造。對(duì)河道的改造中，要先制定好改造的步驟，根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)壞境的需求進(jìn)行逐步的改造，保證每個(gè)施工時(shí)期都能滿足生態(tài)化的建設(shè)，最終河道能夠被全面的修復(fù)好。在河道的改造中，在工程建設(shè)的中要秉承因地制宜的原則，什么樣的生態(tài)環(huán)境采取什么樣的措施來進(jìn)行施工。這就需要對(duì)河道的生態(tài)的壞境進(jìn)行充分的調(diào)查，根據(jù)調(diào)查的結(jié)果來修建河道，實(shí)現(xiàn)人和水利工程的生態(tài)三方的和諧相處。在改造的過程中，還必須有關(guān)河道的自我修復(fù)能力的保護(hù)的相關(guān)的設(shè)計(jì)，這樣就能提高河道的質(zhì)量和可持續(xù)性。

3、建造更合適的堤岸

在水利工程的設(shè)計(jì)中，一個(gè)必須考慮的因素就是堤岸的設(shè)計(jì)。在進(jìn)行堤岸的建造中，我們必須保證工程對(duì)環(huán)境的保護(hù)和經(jīng)濟(jì)性。在河道的設(shè)計(jì)中，一般我們會(huì)考慮在保證生態(tài)的平衡的基礎(chǔ)上維護(hù)河流的自我凈化能力，而在堤岸的建造中，不能讓單一的經(jīng)濟(jì)評(píng)估指標(biāo)體系影響了建筑的質(zhì)量。在堤岸的設(shè)計(jì)和建造中，要選擇合適的建造的改善方面的技術(shù)，從而保證堤岸的堤型和堤線的豐富程度，建筑最合適最優(yōu)的堤岸。

4、重視水利工程生態(tài)功能的體現(xiàn)

要在水利工程設(shè)計(jì)中體現(xiàn)生態(tài)理念，需要充分的考慮水利工程的基本功能與生態(tài)功能，在能夠保證其基本功能的基礎(chǔ)上，加大其生態(tài)功能的體現(xiàn)，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，用于嘗試各種創(chuàng)新性的設(shè)計(jì)方法，將各種先進(jìn)的施工技術(shù)、生態(tài)理念、環(huán)保材料應(yīng)用于水利工程設(shè)計(jì)工作中，這樣不僅能夠有效發(fā)揮水利工程的水利設(shè)施作用，還能夠有效的提升其生態(tài)效益、社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，將生態(tài)理念應(yīng)用于河道的治理工作中，在其治理工作中，通常需要修建防洪堤，但是傳統(tǒng)的防洪堤是在將原有的植被清除之后，應(yīng)用坡面硬化處理，對(duì)于河道的生態(tài)系統(tǒng)具有嚴(yán)重的破壞，這時(shí)如果應(yīng)用生態(tài)理念，在不破壞植被的情況下，制定出合理的設(shè)計(jì)方案，能夠起到良好的應(yīng)用效果。

5、 生態(tài)水利工程與環(huán)境工程有機(jī)結(jié)合

設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)時(shí)，結(jié)合環(huán)境工程的相關(guān)科學(xué)理論，統(tǒng)籌兼顧，水量與水質(zhì)合理調(diào)配，尤其是將水污染治理工程與生態(tài)水利工程相結(jié)合，克服設(shè)計(jì)過程的阻力。在設(shè)計(jì)的過程中，要注意周圍農(nóng)田的水量供應(yīng)情況，這是最應(yīng)該重視的，也是生態(tài)水利工程建設(shè)的最終目的。與此同時(shí)，生態(tài)水利工程還要注意與原來的水利工程協(xié)調(diào)運(yùn)行，將供水的區(qū)域重新規(guī)劃，達(dá)到合理使用的標(biāo)準(zhǔn)，生態(tài)水利工程與其他眾多的建設(shè)工程有機(jī)結(jié)合，相互輔助，提高我國(guó)生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的水平，促進(jìn)我國(guó)生態(tài)水利工程的發(fā)展。

6、結(jié)合生態(tài)水文測(cè)驗(yàn)資料進(jìn)行設(shè)計(jì)

生態(tài)水利工程在設(shè)計(jì)之初，要詳細(xì)收集當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)水文測(cè)驗(yàn)資料與參數(shù)，并加以詳細(xì)分析，評(píng)估工程的可行性以及施工難度系數(shù)，計(jì)算出工程由設(shè)計(jì)階段到后期養(yǎng)護(hù)的總成本預(yù)算。根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w的地理情況，因地制宜，科學(xué)合理地進(jìn)行設(shè)計(jì)，追求生態(tài)和諧發(fā)展。生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是工程水文學(xué)以及生態(tài)水文學(xué)，二者之間缺一不可，只有充分結(jié)合生態(tài)水文測(cè)驗(yàn)資料來對(duì)整個(gè)生態(tài)水利工程進(jìn)行設(shè)計(jì)，才到達(dá)到預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，爭(zhēng)取將生態(tài)水利工程隊(duì)周邊環(huán)境的影響降到最低。

綜上所述，生態(tài)水利工程的目標(biāo)是促進(jìn)生態(tài)學(xué)與水利工程的結(jié)合，要求工程不僅要滿足人類社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展需求，還要滿足河流生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與生物多樣性的需求。目前，生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)由于經(jīng)驗(yàn)積累問題上的不足，其發(fā)展較為緩慢，但是隨著人們對(duì)人與自然的和諧發(fā)展認(rèn)識(shí)的逐漸加深，生態(tài)水利工程的發(fā)展前景將不可限量。

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