深圳市广汇源水利勘测设计有限公司
摘要:生态理念在水利工程设计中的应用，可以有效提升生态建设的综合效益，同时也符合和谐社会建设要求。传统水利工程设计过程中很少考虑生态，导致后期要花大的精力去解决生态问题，削弱了水利工程的实际效益。本文根据多年的工作实践，对生态理念的意义及应用进行分析，供同行借鉴。
关键词: 水利工程；生态理念；设计
前言
近几年来我国经济得到迅速发展，水利工程建设数量也不断增多，随着我国节能环保和可持续发展观的提出。因此，在水利工程设计过程中，应遵循生态理念，最大程度减少水利工程对环境的破坏和污染，解决水利工程和自然生态环境之间的相互协调发展问题。水利工程又称水工程，指为了控制调配自然地表水及地下水所修建的工程项目。与其他建筑工程相比，水利工程量庞大，具有综合性强、工期长及施工技术复杂等鲜明特点，对于周边环境影响深远，并且受水文气象、地质地形及自然资源等地理条件的限制，成本投入高昂，是促进社会发展及国民经济增长的基础产业。
一、水利工程设计环节应用生态化理念的必要性
水利工程具有工期长、工程量大、综合性强及施工技术复杂等鲜明特点，并且受气象条件、地质地形及自然资源等地理条件的限制，一旦工程建成蓄水后水流速度不同水体污染净化效果也不尽相同。同时，水利工程内水体流速缓慢且水体滞留时间长，水体内藻类活动频繁产生大量二氧化碳，与水中钙、镁离子相结合形成水体悬浮物下沉一定程度减轻水體硬度确保水体色度及浊度，预防水体碱性指标过高，破坏水体污染迁徙扩散能力及水气界面交换速率造成水体复氧能力下降。由此可见，水利工程设计环节应用生态化理念能保护施工区域周边水体水质。
作为促进社会发展及国民经济增长的基础产业，水利工程受地理条件限制涉及多个部门有机协调合作，资金投入大且对于周边环境影响深远，一旦工程建成后水体水流速度缓慢，部分水域水体几乎处于静止状态，并且泥沙沉降后水体透明度高光合作用好有利于浮游植物生长。同时，水利工程建成后大量农田被淹营养成分分解后溶解于水体形成蓄积区域，为浮游植物生长提供条件，但是蓄水后切断洄游性鱼类“生存通道”，存在诱发区域生物多样性退化现象的可能性，尤其是微生物、动物、水生植物及洄游性鱼类，一旦通道受阻产卵觅食场地消失或水温流速变化导致物种死亡。
二、水利工程生态设计的原则
（一）坚持了我国保护和修复生态环境的原则
随着我国现在大力提倡节能环保的理念之下，应该将生态理念和环境保护考虑到水利工程的建设中，这样可以有效的促进我国生态环境保护的政策实施，并且在执行的过程中基本不会影响到水利工程本身，这样既可以满足生态环境建设的要求，同时还可以全面持久的保证水利工程效益的充分发挥。
（二）遵循调节性原则
因生态系统会随着年月的变化而变化，因而其日后的发展方向难以确定，加之生态系统本身又需要不断进行补充与完善才能稳步提升生态系统整个的防御能力。基于此，在具体的生态水利建设施工中，当完成施工操作后首先应进行的是工程反馈操作，即对于建设中存在的问题与不足之处适当完善与调节，调整完善后还需进一步进行观察，并不斷修改这种循环反复的水利运行模式，直到其与生态系统的变化规律相互适应。
（三）遵循实用性原则
就生态水利工程而言，其中不仅涉及传统水利工程所蕴含的各种功能，而且还涉及整个的生态河流系统维护功能。其中传统水利工程中的功能主要包含有水资源调节、防洪涝灾害及灌溉等功能。这表示生态水利工程在具备上述功能的基础上，还应保护好河流生态环境，避免遭受破坏。因而在生态水利工程设计环节应遵循实用性设计原则，诸如：充分考虑施工建设区域内的自然环境、河流条件以及地理地貌等因素，围绕自然条件展开水利工程设计，才能够满足当下人们对生态环境全面保护的要求。此外，从节约建设成本方面考虑，遵循实用性设计原则，有助于取得更高的经济与社会效益。
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（四）遵循整体性原则
河流生态系统本身可以看成是一个生态整体，该系统中包含有多种多样的小系统，诸如：水文系统、生物系统和工程系统等。因而在设计环节应当全面考虑所在河流的水量、水流以及水位，以免在具体的建设环节影响到水利工程整体性。此外，初期设计环节，设计者应全面搜集各种有关该河域内生态环境资料，只有充分了解河域内物种情况，才能更科学的设计生态水利工程。
三、生态理念在水利工程设计中的应用
（一）在防洪堤岸结构设计中的应用
堤岸设计是防洪设计的最重要的内容。传统的堤岸结构一般选择在迎水面铺设浆砌片石或者砼板护坡作为防护工程，虽然起到了防洪作用，但是在另一方面浆砌片石或者砼板护坡却阻断了河水向两岸的渗透通道，两岸的植被也逐渐干枯而死，造成了水土流失严重的影响了周边的生态环境。随着自然防生原理和防生技术的不断运用，目前以草皮和乔灌木等植物相互结合而成的生态堤岸也逐渐得到了广泛的应用。由草木或乔灌木植物施工建设成的堤岸护坡工程具有着极强的水土保持性，且植物茎干又能在一定程度上增加了过水断面的粗糙程度，防洪排涝功效显著。选择这种防洪生态堤岸需要注意在设计和建设的时候，对于植物的选择必须要合理。例如说当地的气候条件、地理所处的环境和水土的自然条件等等，根据这些因素做出正确科学合理的解决措施。因此在进行水利工程设计过程中，采取合理的生态堤岸来进行设计，不仅可以达到防洪排涝效果而且还可以全面有效的提高堤岸结构水土保持性，最大限度的降低对河道的破坏和污染，有助于实现人和自然相互之间的协调发展。
（二）在河岸滩地防洪设计中的应用
河岸滩地具有较好的滞洪效果等，因此在进行整治的过程中就要充分利用河岸滩滞洪效果明显等特点。经过大量的参考文献和实践证明，对于河岸滩地防洪设计过程中，如果仅考虑河岸线的顺直，这样做确实节省了一部分工程量，但也束窄了原河道断面，使得水流速度更快，两岸护坡因高速水流冲刷破坏率增大，维护费用也随之增加。因此在进行防护设计的过程中，尽量使建筑物建在原有的河岸线上，多利用原有的河岸滩并在河岸滩地上种植一些植物。对于防护的植物可以优先选择耐水淹的植被，这样不仅防洪效果显著，而且基本不会破坏周边自然环境，达到了两者兼顾的效应。
（三）在灌溉渠道设计的应用
在对于灌溉渠道设计规划的过程中，考虑到与工程相关因素的同时还必须要和山水生态等相关的规划相互结合，最大限度的实现环境效益和经济效益两者的相互结合。如对于建在牧区或者山区的渠道，每隔一段距离在渠道上设计一处动物饮水槽解决野生动物饮水的问题，另外在野生动物经常走牧道与渠道交叉处根据高程在渠道上设置涵洞或者便桥，便于野生动物通行等。对于建在田间的渠道，可以在灌溉渠道的两侧种植适合当地栽种的树木，树木可起到防风的作用，另外树木可以提供阴影，缓和水温变化，对田间农作物和周围生态用水都有利。
（四）在节水灌溉项目中的应用
随着经济的高速发展，水资源短缺与社会发展的矛盾越来越突出。新疆作为缺水的地区在全国率先实施了节水灌溉工程，节水灌溉项目的实施为新疆水资源腾出了更多的利用空间，做出了巨大的贡献。但从以往的农田节水灌溉设计来看，工程设计及用水量大多只考虑农作物，而对于农田周边的生态用水（如引水渠附近的林带、植被等）没有含在设计当中。众所周知在传统的沟畦灌农田内有较为完善的灌溉渠系，在灌溉农作物的同时也兼顾满足了周边的生态用水。而实施节水灌溉项目后田间很多渠系都被取消填平变成了基本农田，有些项目根据地势条件将原有的引水支、斗渠改成了地埋管道引水从而实现了自压供水系统。在这种情况下若不考虑周边生态用水，势必影响到原有的生态系统。目前在实施节水灌溉项目的地方这种情况还是比较常见的：渠道两边的植被、树木及田间的防风林带由于原来的渠系被取消，地面管道设计又没有单独给它预留供水管，导致这些树木和植被逐渐因缺水干枯而死，不仅失去了防风的作用而且对周边的环境还造成了很不利的影响。另外田间渠道基本都被取消，农田长时间使用喷、滴灌节水技术而得不到大水漫灌，农田也会慢慢的出现盐碱化，严重影响作物产量。
因此在节水灌溉工程设计中，要对生态用水单独考虑，如在引水干管上每隔一定的距离设置一处供生态用水的放水阀，并考虑其用水时间和用水量，使之两者兼顾达到比较合理的效果，另外在采用喷、滴灌方式的农田里，设计管道铺设间距时要考虑保留田间主要灌水渠道，做到两者相互不影响，保证今后农田漫灌压碱时的需要。
综上所述可以看出，对于把生态理念应用到在水利工程设计中去，并不是要把工程对生态环境有影响的一些因素全部都解决，这也是不现实的。对于设计单位来说，要不断的加强和完善自身对生态理念的认识，将这种理念融入到设计的过程中，把水利工程中的那些影响生态的因素降到最低，做到工程建设与生态保护并重，以水定发展，统筹协调生态和生产用水，在保护中开发，在开发中保护，趋利避害，扬长避短，尊重河流，善待河流，保护河流，促使水利工程与生态环境协调发展，实现人与自然的和谐。
参考文献:
[1]崔世彬，张庆华，马静，曹三海.小型水利工程工程可持续运行管理评价[J].人民黄河，2011（8）.
[2]郝志强.水利工程建设施工中的环境管理与保护措施浅析[J].中国西部科技，2010（11）.
论文作者:刘俊杰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第28期
论文发表时间:2018/2/6
标签：生态论文; 水利工程论文; 水体论文; 水利论文; 工程设计论文; 堤岸论文; 理念论文; 《防护工程》2017年第28期论文;