生態水利工程設計在水利建設中的運用分析

李 俊

（南昌縣贛東大堤河道堤防管理站，江西 南昌 330206）

水利建設是一項復雜的工程類型，涉及諸多的內容，不僅需要對人們的需求進行考慮，同時還需要注重環境的生態保護。近年來，國家對環境生態保護越來越重視，推進了生態水利工程設計在水利建設中的運用，而如何實現生態水利工程設計在水利建設中的運用，是目前水利各個相關部門廣為關注的問題。

1 生態水利工程設計在水利建設中存在的問題

我國水利建設經過長期的發展，取得了不錯的成績。但是，傳統的水利工程建設還存在一定的問題，其中對生態環境的影響和破壞是比較常見的，許多的水利工程已經因為破壞生態環境給我們帶來了不可估量損失。在河水的順流方向建設數量過多的水利工程，導致人工湖泊出現，進而使得河流出現大量的非連續性現象，這對河流周圍的動植物也會產生影響；在水利工程的實施過程中，由于對河流進行攔截，導致河流上游出現儲水量增多，下游儲水量則急劇減少，水流逐漸減弱的情況，自然河流轉變成為溝渠，造成下游用水困難。為了保證水利工程能夠發揮其本身的意義，為人類生活帶來福利，就需通過一定的途徑來加強生態工程設計在水利建設中的運用，這對解決諸多的工程環境相關問題具有著重大意義[1]。

2 水利工程生態設計

2.1 安全經濟性原則

水利工程建設具有很強的綜合性和復雜性，其在建設過程中往往會對周圍環境造成一定的破壞。為了盡可能降低水利工程對生態環境的影響，工程建設中選擇采用生態水利工程設計手段。生態水利工程設計首先需要遵循安全經濟性原則，對河流的治理，在符合其水文規律以及工程力學特性學的前提下，還要保證工程的耐久性和安全穩定性，工程建設以相應的設計規范作為標準，確保工程能夠有效的抵抗侵蝕、洪水以及干旱等自然因素災害。設計可以將河流斷面作為依據層，對河流所具有的泥沙沖刷以及運輸能力進行計算分析，進而掌握河流的流域特征，確保工程設計具有良好的耐久性和持續性。同時工程設計還應遵守風險最小化和利益最大化的原則，對水利工程的安全性經濟性進行分析，并結合河流自身的生態體系，設計出最具生態效益的方案[2]。

2.2 保證生態系統的修復功能

近年來，國家對生態系統的保護越來越重視，生態系統最鮮明的特點是具有良好的修復功能，因此，生態水利工程設計需要以對生態系統修復功能的保護為主。所謂的生態系統恢復功能主要表現在其對自然環境的適應能力上，即在自然生態環境中，根據自然環境生態系統所具有的恢復能力，自主選擇適應其生態發展的相關物種，進而構建一種適合其實際環境的生態系統體系。比如，在某工程的水利生態設計中，對河流進行控制，和生態理念進行充分結合，以自然保護為導向，確保其河流具有良好的修復能力，同時還需要依據河流的天然形態以及美學價值，并結合周邊地形進行方案設計。由于大尺度景觀對自然河流的自我修復功能有著積極影響，而小尺度景觀則會對河流的自我修復功能產生不利影響，因此在設計中，應以大尺度的景觀作為設計基礎，避免出現時期短、尺度小的景觀產生。

3 生態水利工程設計在水利建設中的運用

3.1 空間異質性應用

生態水利工程設計不僅需要重視對其生態結構的構建，對其生態環境內的生物多樣性同樣需要進行重視，因此，設計中需要考慮空間異質性來對生態環境中的生物多樣性進行保護。常見的水利生態空間異質性如圖1所示。比如，在某水利生態工程的設計中，其無機環境內具有的生物空間異質性越高，其有機體相關物質的分布就會越多，生物鏈的穩定性也就越高，越發可以促進其環境系統內動植物的平衡發展。生態工程的設計需要保證其建設系統空間的異質性與原來的空間異質性程度一致，從而避免其生物多樣性減少[3]。

圖1 常見的水利生態空間異質性

3.2 水利經濟設計與安全施工協調發展

生態水利工程設計涉及內容比較繁雜復雜，不僅要注重對河流的綜合治理。比如蓄水、灌溉、防洪、發電、旅游等，還要考慮其工程區內的河道以及河岸等生態系統的可持續性發展。因此，從生態水利工程的選址至設計以及從施工至建成都需要結合水利工程學、水文學以及生態學等學科規律和原理，對河流自身的生態系統進行充分分析和考慮，掌握其河流泥沙的運移和淤積規律以及河流的侵蝕和沖刷特性等。工程設計還要盡量保證工程的安全性和有效性，需要對其周圍的環境因素以及人為因素進行全面了解和掌握，確定其使用效果以及使用周期。生態水利工程的設計還應對經濟發展與施工安全進行全面考慮，分析水利工程的各種影響因素，進行必要的加固設計，延長生態水利工程的使用壽命。

3.3 保持工程建設周邊水土

隨著社會的不斷發展，自然環境破壞、林木亂砍濫伐以及林業的過度開發等情況導致我國水土流失情況日發嚴重，嚴重危害人民生命財產安全，阻礙社會經濟發展，因而生態水利工程設計必須重視對工程建設周邊水土的保持。比如，在某工程的生態水利工程設計中，相關設計人員在設計中融入一定的修復技術：自然退化生態修復技術以及護坡設計（如圖2所示）等，這些都是生態水利工程設計中應用比較多的技術形式，其對工程周圍的水土保持和修復具有重要作用。生態水利工程設計需要從尊重自然以及盡量減少臨時占地的理念出發，在施工中，盡量避免大規模擾動原有的地表土壤，減少環境破壞[4]。

圖2 水利工程護坡設計

3.4 流域尺度及整體應用

生態水利工程的設計不僅需要注重對新建工程的生態化設計，同時還需要注重對水利工程施工帶來的的環境影響進行修復，從而提高水利工程整體的生態化程度，實現工程建設和生態環境的平衡。盡量避免資金或者技術人員短缺造成局部環境改善不完善的現象，以實現水利工程修復實現全面性、整體性。局部修復不僅達不到有效的生態保護效果，也會造成資金浪費。因此，在進行工程設計時，一定要從長遠的角度對生態修復進行分析，制定整個生態流域的設計方案。比如，在一些水利生態工程設計中，設計一定的護岸林。護岸林對附近流域的水土穩定具有良好的效果，同時森林樹木還能夠有效的改善自然氣候，實現動植物生長的多樣性，對水環境穩定性產生積極的影響。

4 結語

綜上所述，隨著國民對生態環境保護意識的逐漸加強，水利建設中如何進行生態水利工程設計成為其發展中的重要內容。提高相關人員的生態保護意識，結合實際工程情況，嚴格執行生態設計標準，是水利建設可持續性發展的必要途徑。