基于生态文明发展理念的水利工程设计探讨论文_张传锦

基于生态文明发展理念的水利工程设计探讨论文_张传锦

张传锦

安徽博雅园林建筑有限公司 安徽省滁州市 239082

摘要:水利工程因其需要筑坝蓄水、拦断河流,会破坏河流连续性;或使得河流渠道化,破坏生境;或大量调水,破坏或改变生物赖以生存的水体,而对生态环境尤其是水生态环境造成非常大的影响。这已经受到国家、各行政主管部门和各级政府的高度重视,也引起社会各界的高度关注。那么水利工程规划设计中该如何贯彻生态文明理念,打造资源节约、环境友好、生态和谐的生态文明工程呢?现就此间题进行探讨。

关键词:生态文明;水利工程;生态环境;工程设计

1传统水利工程设计的生态环境问题

1.1河流生态系统的影响

在相当长的一段时间,对于水利工程的功能强调的是如何充分开发利用资源,而对其生态功能认识不足。因此,在设计中往往对生态水量、生态流量、生态水位、生态调度、生态效益以及生态安全等考虑不够,造成一些负面影响。主要表现为水资源的过度消耗,挤占河道内生态环境用水和地下水的补给,河床形态、植物群落和生境的变化等,对河流生态系统造成了伤害。

1.2对自然环境和社会环境的影响

按照传统的设计模式,工程方案的决策主要考虑地形地质条件、技术难度、运行条件、施工条件、工程量等因素,技术经济比较法是方案决策中常用的方法,其目标倾向于经济效益最大化,对自然生态环境、社会环境乃至人文景观等环境因素关注不够。随着时间的推移,工程对自然以及社会环境的破坏逐步显现,由此付出的代价或许是巨大的,乃至是无法弥补的。

1.3对生物资源和多样性的影响

河流是由水、水能、泥沙及自然界长期演化形成的生态系统共同组成的复杂结构。在以往的水利工程设计中对河道的水力学特性关注较多,主要考虑在枢纽工程布置设计中避免河段河势发生较大的变化,保证泄洪畅通,维护河势、航道及岸坡稳定。而对河流物种产卵的生态水力学条件、关键物种在水体中的输移与消长规律和其流畅控制机理以及受损水体等生态水利条件关注较少。因此,水利工程建成后,往往改变了鱼类和水生植物的生存环境,影响了生物资源及生物多样性。

1.4能源的消耗

近年来,我国水利工程建设发展迅猛,建设规模、技术难度和技术创新等方面都已进入世界先进和领先行列。但在技术创新方面,设计人员关注较多的是库容、坝高、装机等技术参数,对结构精细化设计及低碳环保材料的应用等方面关注不够。这主要是因为目前水利工程设计周期短,加之工程规模大,工程安全性至关重要,工程设计中往往采用较为保守的设计思路,从而造成了不必要的资源浪费和能源消耗。

2水利工程规划设计中贯彻生态文明理念的探索

2.1更新水利工程规划设计理念

2.1.1环境保护理念

水利规划中必须把环境保护放在重要的位置,这是水利可持续发展的基本要求。过去在水利规划建设中也关注环境保护的问题,进行了相关的专题论证等工作,但水利发展与环境保护面临着新的矛盾。如水电站的陆续开发,提供了经济社会发展所必需的电力保障,同时对流域防洪、航运、供水、灌溉等方面具有显著效益,对促进河流上下游相关地区经济社会发展具有重要意义,带来了极大的社会经济效益。但水电站的开发对河流的水生环境产生了不利影响,如水电站开发形成的库区淹没了部分产卵场、大型水库下泄低温水改变了河流原有水温规律、水电站调度改变了水文节律、大坝阻隔了鱼类徊游通道等。针对水利发展与环境保护所面临的新问题,从规划的角度,一要在规划阶段将环境保护融人到规划方案中,既要考虑流域经济社会发展需要,又要适应水资源、水生生物资源和水环境的承载能力;二要针对问题提出相应的解决或缓解方案。

2.1.2节水高效利用理念

节水高效利用与环境保护是相辅相成的,由于水资源的高效利用,相对地减少了水资源的开发利用规模,能有效地缓解水与生态之间关系的恶化,促进人与自然的和谐。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在城市水利规划中,传统规划主要依靠管渠、泵站等“灰色”设施来排水,以“快速排除”和“末端集中”控制为主要规划设计理念,往往造成逢雨必涝,旱涝急转。从节水高效利用水资源角度,水利规划应强调优先利用植草沟、雨水花园、下沉式绿地等“绿色”措施来组织排水,以“’漫排缓释”和“源头分散”控制为主要规划设计理念,下雨时吸水、蓄水、渗水、净水,需要时将蓄存的水“释放”并加以利用。跨流域调水工程要充分尊重河流水系的自然格局,决不可超量调水,缺水地区要以节水高效利用水资源作为主要解决途径。

2.1.3人水和谐理念

人水和谐是指人文系统与水系统相互协调的良性循环状态,即在不断改善水系统自我维持和更新能力的前提下,使水资源能够为人类生存和经济社会的可持续发展提供久远的支撑和保障。水利规划中应树立防灾与减灾并举、抗洪与避洪并重、建设与管理兼筹的思想,推行洪水风险管理,顺应自然和社会发展规律,保护为主、合理开发、优化配置、全面节约、有效保护水资源,促进人水和谐,维护河流健康。

2.1.4多规合一理念

自然界是普遍联系的,生态文明建设是系统工程,水利规划中需融人“多规合一”的理念。“多规合一”是指以国民经济和社会发展规划为依据,强化城乡建设、土地利用、环境保护、文物保护、林地保护、综合交通、水资源、文化旅游、社会事业等各类规划的衔接,确保“多规”确定的保护性空间、开发边界、城市规模等重要空间参数一致,并在统一的空间信息平台上建立控制线体系,以实现优化空间布局、有效配置土地资源、提高政府空间管控水平和治理能力的目标。水利规划不仅仅从水利的角度去考虑,还应该从环保、市政、绿化等多专业多角度进行规划。

2.2改进工程方案决策设计原则

工程设计人员在方案决策时,应遵循投入最小化而经济效益和生态效益最大化的原则进行经济合理性分析,展开技术经济、环境经济、节能降耗综合效益比较。应充分考虑工程区的生态环境、自然景观、历史人文、居民习俗等因素,除避免或减缓对敏感保护目标的影响外,还应尽可能减小对自然和社会生态格局的干扰。

2.3重视河流生态水力学条件

传统的水力学知识难以解决水利工程对河流生态系统产生直接和间接、显现和潜在、短期和长期等多方面的影响。在未来的水利工程设计中,应从生态水力学条件研究水利工程的开发对河流生态系统的影响以及相应的对策,如确保河流系统的连通性、保留河流特定的景观特征、创造及维护鱼类迁移和生存条件等。

2.4强化结构精细化设计

由于水利工程建设过程中需要消耗大量的自然资源和能源,因此,在工程设计中应尽可能优化设计,优选材料,实现低资源能源消耗和低污染。可以从以下方面考虑:研究对环境影响最小的新型枢纽布置;完善结构设计优化理论和方法,在保证正常功能的前提下,经过多方案优选,选择最佳的结构形式和结构尺寸,达到结构安全、技术先进、环境友好、节约能源的目的;分析建筑材料生产和运行期消耗的能源,综合对比能耗和能效,在保证工程安全的前提下,尽量使用能耗低的材料;借鉴桥梁、机场、高楼建设及设计经验,研究选择低碳、可再生、可循环、可生物分解材料用于水利工程设计中。

结束语

我们要建设的现代化是人与自然和谐共生的现代化,既要创造更多物质财富和精神财富以满足人民日益增长的美好生活需要,也要提供更多优质生态产品以满足人民日益增长的优美生态环境需要。在设计水利工程时,应不断改进工程设计理念和技术,以保护生态环境、促进人与自然和谐相处为理念指导,在充分发挥水利工程防洪、蓄水、发电等基本功能的前提下,最大程度地实现水利工程的节能与环保。

参考文献:

[1]汪恕诚. 时代新跨越—中国大坝建设若干问题思考[J]. 水力发电, 2011,37(8): 1-3.

[2]贾金生. 中国水电需要又好又快地发展—《对中国能源问题的思考》学习体会[J]. 中国能源, 2008(5): 8-10, 31.

论文作者:张传锦

论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期

论文发表时间:2018/8/28

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