石二磊

（河南省江淮水利勘測設(shè)計有限公司，河南濟源 459000）

0 引言

水利工程具有抵擋自然災(zāi)害的作用，但在水利工程建設(shè)中，會破壞地區(qū)生態(tài)環(huán)境，原有設(shè)計理念不再適用，影響設(shè)計方案的實際落實效果。相關(guān)人員應(yīng)正確認知生態(tài)水利工程設(shè)計的重要性，基于建設(shè)水利工程目標，創(chuàng)新工程設(shè)計理念，協(xié)調(diào)水利工程與自然環(huán)境之間的關(guān)系，避免設(shè)計水利工程中存在質(zhì)量問題，為人們營造安全的生活環(huán)境。

1 生態(tài)水利工程概述

生態(tài)水利工程為水利工程的分支，工程建設(shè)中融入環(huán)境保護理念，不僅關(guān)注社會的經(jīng)濟發(fā)展需求，還注意原有生態(tài)環(huán)境的保護，不會打破該區(qū)域生態(tài)環(huán)境的平衡性，工程建成后河流生態(tài)系統(tǒng)的功能不會退化。生態(tài)水利工程的建設(shè)，有效協(xié)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)與經(jīng)濟發(fā)展之間的關(guān)系，執(zhí)行設(shè)計方案過程中，也不會造成周邊環(huán)境被污染，使該區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)更為穩(wěn)定，延長水利工程的使用壽命，且具有較強的美觀性，生態(tài)水利工程如圖1所示。設(shè)計生態(tài)水利工程過程中，設(shè)計人員要堅持環(huán)境保護原則，根據(jù)周邊生態(tài)環(huán)境特點，確定水利工程設(shè)計方案，確保建設(shè)水利工程期間，周邊環(huán)境不會被破壞，維持地區(qū)生態(tài)平衡，河流生態(tài)功能始終良好，為社會可持續(xù)發(fā)展貢獻力量[1]。

圖1 生態(tài)水利工程

2 生態(tài)水利工程設(shè)計原則

2.1 環(huán)境保護

保護環(huán)境為生態(tài)水利工程設(shè)計的主要目標，為保證設(shè)計工作質(zhì)量，設(shè)計人員在開始設(shè)計工作前，要了解工程建設(shè)區(qū)域的生態(tài)環(huán)境特點，探析生態(tài)環(huán)境與水利工程之間的關(guān)系，實現(xiàn)保護地區(qū)生態(tài)環(huán)境的目標，凸顯生態(tài)水利工程的優(yōu)勢。工程設(shè)計中，應(yīng)適度利用地區(qū)原有生態(tài)資源，確保工程建成后，區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)依舊處于平衡狀態(tài)，并重視施工現(xiàn)場環(huán)境恢復(fù)工作的開展，確保施工后該區(qū)域生態(tài)環(huán)境良好，為人們營造舒適的生活環(huán)境，幫助人們抵擋自然災(zāi)害的侵襲[2]。

2.2 安全經(jīng)濟性

工程設(shè)計中，要堅持安全第一的原則，既要保證施工現(xiàn)場環(huán)境不被破壞，又要保證施工人員的人身安全，確保工程設(shè)計方案順利實施，施工過程中不會發(fā)生突發(fā)事件，控制生態(tài)水利工程的建設(shè)成本。工程設(shè)計中還要注意工程的美觀性，使設(shè)計的水利工程景觀與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，提升該區(qū)域的美觀性，賦予建成水利工程更高的利用價值，豐富地區(qū)的旅游資源，為旅游業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)，提高水利工程創(chuàng)造的經(jīng)濟價值，加快地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展速度。

2.3 統(tǒng)一性

保持統(tǒng)一性也是生態(tài)水利工程設(shè)計需遵循的原則，主要指生態(tài)環(huán)境與生態(tài)水利工程之間的統(tǒng)一，設(shè)計時應(yīng)保證該工程建成后，不會破壞該區(qū)域原有生態(tài)環(huán)境，生態(tài)系統(tǒng)依舊處于平衡狀態(tài)，且景觀協(xié)調(diào)統(tǒng)一。同時還要保證生態(tài)效益、社會效益與經(jīng)濟效益統(tǒng)一，摒棄原有生態(tài)水利工程設(shè)計理念，不僅關(guān)注工程的社會效益與經(jīng)濟效益，還要關(guān)注工程建成帶來的生態(tài)效益，使生態(tài)水利工程在社會發(fā)展中發(fā)揮應(yīng)有作用[3]。

3 生態(tài)水利工程設(shè)計策略

3.1 明確技術(shù)規(guī)范

為保證生態(tài)水利工程設(shè)計合理性，設(shè)計工作開始前，應(yīng)基于生態(tài)水利工程的特點與作用，明確技術(shù)應(yīng)用規(guī)范，要求設(shè)計人員依據(jù)確定的規(guī)范，高質(zhì)量完成工程設(shè)計工作，建成水利工程達到預(yù)期標準。為保證設(shè)計工作有序開展，設(shè)計人員應(yīng)以原有技術(shù)規(guī)范為基礎(chǔ)，考慮現(xiàn)代社會建設(shè)生態(tài)水利工程的目標，對已有技術(shù)規(guī)范進行調(diào)整，作為設(shè)計人員完成設(shè)計工作的基礎(chǔ)資料，彌補實踐經(jīng)驗不足的問題，引導(dǎo)設(shè)計人員按照規(guī)范運用技術(shù)，順利完成生態(tài)水利工程設(shè)計工作。生態(tài)水利工程建設(shè)區(qū)域生態(tài)環(huán)境存在差異，使用技術(shù)不同，為此在確定技術(shù)規(guī)范時，應(yīng)按照不同區(qū)域的生態(tài)環(huán)境特點，確定選擇技術(shù)的標準，并規(guī)范設(shè)計人員運用該技術(shù)的方式，確保設(shè)計的工程建設(shè)方案切實可行。明確技術(shù)規(guī)范后，能夠改變設(shè)計人員的思想觀念，使其認識到環(huán)境保護的重要性，激發(fā)設(shè)計人員的創(chuàng)新意識，調(diào)整設(shè)計生態(tài)水利工程的思路。例如，某水利工程改造設(shè)計中，設(shè)計人員使用生態(tài)袋加固原有堤坡，不僅提升原有堤坡的穩(wěn)定性，還能夠優(yōu)化區(qū)域生態(tài)環(huán)境，改造后水利工程的應(yīng)用價值顯著提升，改變地區(qū)居民的生活環(huán)境，阻擋自然災(zāi)害侵襲該地區(qū)[4]。

3.2 重視環(huán)境監(jiān)測

生態(tài)水利工程設(shè)計中，設(shè)計人員要重視環(huán)境監(jiān)測工作的開展，采集真實展現(xiàn)環(huán)境的數(shù)據(jù)信息，以便工作人員掌握區(qū)域環(huán)境情況，作為完成設(shè)計工作的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，以保證設(shè)計方案的合理性，實現(xiàn)建設(shè)生態(tài)水利工程的目標。設(shè)計工作開始前，設(shè)計人員要深入工程建設(shè)現(xiàn)場，了解工程建設(shè)區(qū)域的實際情況，分析區(qū)域環(huán)境特征，并整合環(huán)境監(jiān)測結(jié)果，作為完成設(shè)計工作的基礎(chǔ)資料。將信息技術(shù)用于環(huán)境信息處理，深入開發(fā)采集數(shù)據(jù)信息的潛在利用價值，分析不同指標的變化趨勢，預(yù)判工程建設(shè)期間是否存在發(fā)生安全事故的可能性，并通過合理的設(shè)計，降低發(fā)生意外事件的可能性。在工程設(shè)計期間，設(shè)計人員要注意監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計，按照設(shè)計生態(tài)水利工程的功能，在合適位置布設(shè)傳感器，用于采集環(huán)境信息，優(yōu)先選用智能化程度較高的傳感器，保證傳感器采集數(shù)據(jù)信息的真實性，并實時向工作人員傳輸信息，以便了解生態(tài)水利工程的運行情況，適時采取措施維修各項設(shè)施。設(shè)計人員要不斷將先進的檢測技術(shù)用于工作，與項目負責人溝通采購更為先進的檢測設(shè)施，準確且快速采集環(huán)境數(shù)據(jù)，加快環(huán)境檢測工作效率，保證采集數(shù)據(jù)信息的時效性。

3.3 引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)

為進一步提升設(shè)計方案的合理性，可將虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于生態(tài)水利工程設(shè)計，通過模擬施工現(xiàn)場的真實環(huán)境，在虛擬空間內(nèi)展現(xiàn)設(shè)計方案的落實效果，作為檢驗設(shè)計方案合理性的基礎(chǔ)，在落實設(shè)計方案前，及時調(diào)整設(shè)計方案。創(chuàng)建虛擬場景為運用該技術(shù)的重要環(huán)節(jié)，創(chuàng)建流程如圖2 所示，要求設(shè)計人員嚴格按照該流程完成設(shè)計工作，為保證創(chuàng)建場景的真實性，可運用3DSMax 貼圖渲染，隨后借助SketchUp 軟件實現(xiàn)虛擬場景的構(gòu)建。貼圖方式的選擇會影響虛擬場景制作效果，設(shè)計人員運用該技術(shù)前，需分析不同貼圖方式的特點，根據(jù)生態(tài)水利工程設(shè)計實際需要，選擇最合適的貼圖方式，以保證創(chuàng)建虛擬現(xiàn)實場景的清晰度。該技術(shù)的引入，使設(shè)計工作開展難度下降，設(shè)計人員無須前往工程現(xiàn)場，也可了解施工現(xiàn)場的環(huán)境變化，基于工程現(xiàn)場的實際情況，隨時調(diào)整設(shè)計生態(tài)水利工程的思路，減少修改設(shè)計方案的次數(shù)，避免制定的設(shè)計方案難以落實，影響生態(tài)水利工程建設(shè)進度[5]。

圖2 虛擬現(xiàn)實場景創(chuàng)作流程

3.4 設(shè)計樁板式擋墻

生態(tài)水利工程設(shè)計中，擋墻設(shè)計為重要內(nèi)容，科學(xué)設(shè)計樁板式擋墻，可提升建成生態(tài)水利工程的生態(tài)性能，保證周邊生態(tài)系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，有效抵擋洪澇等自然災(zāi)害，延長建成護岸的使用壽命，降低水利工程出現(xiàn)坍塌的可能性。為保證設(shè)計的樁板式擋墻科學(xué)合理，設(shè)計人員需了解工程區(qū)域內(nèi)地質(zhì)情況，根據(jù)樁板式擋土墻的施工需要，修復(fù)施工區(qū)域巖土層，并依據(jù)巖土層類型，確定修復(fù)邊坡比，常見巖土層修復(fù)邊坡比如表1所示。進行樁板式擋墻設(shè)計前，需首先制定巖土層修復(fù)方案，確定修復(fù)邊坡比，改變施工現(xiàn)場的環(huán)境，為后續(xù)工作順利開展奠定基礎(chǔ)，設(shè)計中要注意樁位的設(shè)計，科學(xué)控制不同樁柱之間的距離，并在設(shè)計方案中注明樁柱的長度與位置，要求相關(guān)人員嚴格按照該標準完成測量放樣工作，使確定樁位與設(shè)計樁位偏差不超過1cm。土方開挖為施工重要環(huán)節(jié)，設(shè)計工作中設(shè)計人員也要基于生態(tài)水利工程設(shè)計目標，設(shè)計開挖土方的規(guī)格，為安裝樁板式擋墻奠定基礎(chǔ)，并在設(shè)計方案中注明開挖土方的方式，督促施工人員嚴格按照設(shè)計方案開挖土方，保證施工過程的安全性。

表1 巖土層修復(fù)邊坡比

3.5 柵格結(jié)構(gòu)護岸設(shè)計

生態(tài)水利工程設(shè)計中，通過在河岸設(shè)計柵格結(jié)構(gòu)，可起到保護河岸的作用，格柵結(jié)構(gòu)護岸如圖3 所示，該結(jié)構(gòu)的護岸，既能夠提升河岸的穩(wěn)定性，又可提升河岸的綠化面積，使護岸與周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)。設(shè)計格柵結(jié)構(gòu)護岸時，要注意護岸坡度的設(shè)計，一般應(yīng)設(shè)計為60°～75°，還需基于原有護岸的穩(wěn)定性，確定格柵的規(guī)格，再依據(jù)地區(qū)氣候條件，設(shè)計格柵間種植植物的種類，保證植物的存活率，充分發(fā)揮格柵結(jié)構(gòu)護岸的優(yōu)勢，提升河岸的穩(wěn)定性，并改善該區(qū)域的生態(tài)環(huán)境。在設(shè)計格柵結(jié)構(gòu)時，要保證各孔格均勻分布且大小相等，以便設(shè)計人員完成后續(xù)設(shè)計工作，不同規(guī)格格柵內(nèi)部適合種植的植物種類不同，大格柵內(nèi)適宜種植樹木，而小格柵內(nèi)適宜種植花草，合理設(shè)計格柵內(nèi)種植植物種類，為不同生物營造良好的生存環(huán)境，可使該區(qū)域生態(tài)結(jié)構(gòu)更為完整，不容易發(fā)生自然災(zāi)害，更符合設(shè)計生態(tài)水利工程的目標。在設(shè)計柵格結(jié)構(gòu)時，還要注意柵格內(nèi)填充物的設(shè)計，通常情況下，柵格內(nèi)填充物應(yīng)設(shè)計為河道原有砂石，并選擇適宜在該土壤環(huán)境中種植的水生植物，該設(shè)計方案的落實后，即便在豐水期護岸也不會被水流破壞，柵格內(nèi)植物生長良好，河岸保護效果良好[6]。

圖3 格柵結(jié)構(gòu)護岸

3.6 提升人員素質(zhì)

設(shè)計人員作為設(shè)計工作的主要執(zhí)行者，其素質(zhì)會影響工程設(shè)計結(jié)果，生態(tài)水利工程設(shè)計，對設(shè)計人員的綜合素質(zhì)提出更高要求，為此工程負責人應(yīng)重視培訓(xùn)工作的開展，提升設(shè)計人員的綜合素質(zhì)，使其掌握完成生態(tài)水利工程設(shè)計的能力。首先，提高設(shè)計人員選拔標準，豐富檢驗設(shè)計人員能力水平的方式，確保其認同生態(tài)水利工程的社會價值，并增加崗前培訓(xùn)環(huán)節(jié)，幫助設(shè)計人員適應(yīng)工作環(huán)境與工作內(nèi)容，盡快參與到生態(tài)水利工程設(shè)計工作，將全新的設(shè)計理念用于工程設(shè)計。其次，加大人員培訓(xùn)力度，完善培訓(xùn)機制，組織面向設(shè)計人員的培訓(xùn)活動，并重視思想教育工作的開展，培養(yǎng)設(shè)計人員的環(huán)保意識，為其創(chuàng)造系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)機會，隨時調(diào)整培訓(xùn)的形式與內(nèi)容，提升設(shè)計人員參與培訓(xùn)活動的興趣，培訓(xùn)內(nèi)容滿足設(shè)計人員差異化的學(xué)習(xí)需求。再次，建設(shè)線上學(xué)習(xí)平臺，突破培訓(xùn)的時間與空間限制，并增加設(shè)計人員的交流機會，鼓勵其相互分享設(shè)計經(jīng)驗。最后，健全考核機制，明確檢驗設(shè)計人員學(xué)習(xí)情況的標準，并將考核結(jié)果與績效相聯(lián)系，引起設(shè)計人員對培訓(xùn)活動的重視，積極參與到培訓(xùn)活動中，并基于考核結(jié)果，隨時調(diào)整學(xué)習(xí)計劃。

4 結(jié)語

綜上所述，社會發(fā)展過程中，生態(tài)水利工程發(fā)揮重要作用，只有高質(zhì)量完成水利工程設(shè)計工作，才能保證建成水利工程符合預(yù)期。相關(guān)人員要關(guān)注行業(yè)發(fā)展趨勢，學(xué)習(xí)先進的生態(tài)水利工程設(shè)計理念，適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展需要，制定更科學(xué)的水利工程設(shè)計方案，既能夠起到抵擋自然災(zāi)害的作用，又不會破壞地區(qū)生態(tài)平衡。