環保設計在水利工程設計中的應用

德州市武城縣水利局，山東 德州 253300

1 環保設計在水利工程設計中的應用背景

興利除害是水利工程的作用，也是水利工程建設的目的所在。國家明確指出水利是國民經濟的基礎產業，是國民經濟基礎設施的重要組成部分，在防洪安全、水資源合理利用、生態環境保護、推動國民經濟發展等方面具有不可替代的重要作用。水利工程事關人類生存、經濟發展、社會進步，興水利、除水患，歷來是中華民族治國安邦的大事，因而水利工程更應堅持綠色發展理念，促進人與自然和諧共生。

1.1 國家政策的支持

黨中央、國務院始終高度重視水利工作，“十二五”時期，中央相繼對水利發展改革、國家水安全、水資源管理制度、水利工程建設實施、水污染防治等方面展開了一系列戰略決策部署，并取得了重大成就；“十三五”時期是我國全面建成小康社會的決勝階段，對水安全保障能力的要求進一步提高，急需解決水資源時空分布不均、水旱災害頻發、水資源短缺、水生態損害、水環境污染等新老問題對我國社會經濟發展的阻礙。2020年10月，黨的第十九屆中央委員會第五次全體會議在2035年遠景目標與“十四五”規劃期間主要目標任務中，再次提出“推動綠色發展，促進人與自然和諧共生。堅持綠水青山就是金山銀山理念，堅持尊重自然、順應自然、保護自然，堅持節約優先、保護優先、自然恢復為主，守住自然生態安全邊界”“繼續提升水資源利用效率，加強水生態保護，協調好水利工程建設與生態保護之間的關系”。由此可見，在水利工程設計中應用環保設計，是筑牢生態安全屏障，加快建設資源節約型、環境友好型社會的趨勢。

1.2 水污染嚴重，人均水資源匱乏

我國幅員遼闊，地域寬廣，水資源總量十分豐富，但我國人口基數大，人均水資源占有量僅為世界平均水平的1/4，被聯合國認定為“水資源緊缺”國家之一。同時，我國水資源時空分布不均，北方干旱嚴重，如首都北京市的人均水資源占有量甚至低于沙漠國家以色列，水資源匱乏程度可見一斑，這嚴重制約了我國社會經濟的發展。

隨著國家工業化進程的不斷推進，污水的排放量激增，很多地區與企業以犧牲環境為代價獲取利潤的最大化，此舉進一步加劇了土地污染和水污染的現狀。

水利工程的影響對象是區域生態環境，因此應在水利工程設計中應用環保設計，通過節水、補水、調水等一系列強有力措施，有效加強水生態保護和修復，提高水資源的利用效率，為打造美麗中國提供強有力的水利支撐[1]。

2 環保設計在水利工程設計中的應用原則

水利工程具有很強的系統性和綜合性，工程體量一般較大，投資金額較多，作業施工區域環境復雜，受自然因素制約，對環境影響作用突出。在水利工程中進行環保設計時，必須審時度勢，合計安排計劃，精心組織施工，具體應遵循以下幾點原則。

（1）恪守人本精神原則。水利工程建設的最終目的是改善生態環境，造福于民，使人們生活更美好，因此在進行水利環保設計時，必須堅持以人為中心，充分考慮項目實際需求，將情感融入生態環境中，設計出有溫度、有內涵、高品位的景觀和工程。

（2）堅持安全和經濟并重原則。經濟效益最大化是水利工程建設的重要目標之一，但是這一目標的實現不應以犧牲工程安全為代價。水利工程建設工期長、耗資規模大、服務周期長，一旦發生事故或者報廢，對社會造成的安全影響以及經濟損失將難以估量。因此，進行環保水利設計時，必須嚴格遵循《水利水電工程環境保護設計規范》（SL 492—2011）要求，既要保證水利工程設施的安全性和適用性，又要兼顧其耐久性和經濟性，以最小風險保證最大經濟效益和社會效益。

（3）貫徹可持續發展原則。將生態環保理念運用到水利工程設計中，是生態環保意識發展的必然結果，也是未來水利工程設計的重要方向。在進行水利工程環保設計時，必須遵循自然規律，尊重生態系統的自組織功能，將水利工程要求、人工景觀與自然景觀的協調統一、生態要求以及生態物種等因素綜合考慮到設計思路中，堅持保護優先、自然恢復為主，實施山水林田湖生態保護和修復工程，構建生態廊道和生物多樣性保護網絡，全面提升森林、河湖、濕地、草原、海洋等自然生態系統穩定性和生態服務功能。我國必須站在可持續發展的戰略高度，整體推進生態環境建設[2]。

3 環保設計在水利工程設計中的應用實踐

3.1 城市河道改造工程環保設計

生態恢復具有長期性、系統性的特點，城市河道的改造整治設計也應該從多方面、全方位進行考慮，設計施工方案必須堅持因地制宜的原則。在開展規劃設計工作前，設計人員需要深入調查了解河道的生態環境、水文地質條件、河流地貌特征、防洪排澇能力、岸坡坍塌程度、水體水質等多種因素，在此基礎上進行科學規劃和統籌布局，充分利用生態系統的自我修復能力，重點保護原有生態體系的完整性、連續性和穩定性，協調水利工程、環境工程、生態工程、景觀園林工程等多專業、多學科，分步展開設計，最終達到多目標控制的目的[3]。

3.2 堤岸工程環保設計

堤岸工程設計是水利工程設計中的一項重要內容，對于生態河道的維護與管理具有重要意義。在人工堤岸的建設過程中，由于對堤岸原有植被的破壞嚴重，水土流失一直是比較突出的問題。因此，對堤岸工程進行環保設計時，應在滿足穩定、應力、變形、滲流控制等的基礎上，充分考慮設計方案對河道生態、周邊環境、景觀等造成的影響；堤線的布置力求平緩連續，杜絕采用折線或者急彎，盡量避開軟弱地基和透水地基區域，以保證堤岸的穩定性。在確定堤距時，設計人員應對河道的地形、地質條件、歷史性洪斷面、河床的沖蝕程度、防洪設計流量等因素進行驗算和分析，在此基礎上設計堤距。堤型的設計應結合水利工程所在區域的地理位置、城市整體規劃設計、筑堤材料、自然和人文景觀、經濟造價等多種因素，優選設計方案，既要保證工程滲透穩定和滑動穩定，又要符合生態保護要求，為物種的多樣性創造空間。

4 促進水利工程環保設計應用的舉措建議

在水利工程設計中應用環保設計是經濟社會發展的必然結果，亦是重要保障，其有利于生態環境的修復和社會的可持續發展。

4.1 在水利工程設計中始終貫徹環保理念

水利工程設計人員應積極轉變創新設計思路，樹立新的發展理念。水利工程建設在一定意義上是水資源優化配置的過程，設計人員在進行水利設計時，需要摒棄重功能輕生態的錯誤理念，既要考慮到人的需求，又要考慮其是否符合綠色發展的理念，是否有利于可持續發展[4]。

4.2 重視新型生態環保材料和環保技術的應用

在開放性市場經濟下，市場和顧客的需求決定產品的開發方向。隨著生態環境的不斷惡化以及人們環保意識的不斷加強，新型生態環保材料被大量推向市場。例如生態格網，因具有高強度的抗腐耐磨性能，被廣泛應用于水利工程項目中，尤其是高流速、沖蝕嚴重、岸坡滲水多的緩河岸。

在現階段的水利工程設計中，應重視對節能環保型技術的推廣和合理使用，創新現有技術，做好技術的內部優化和完善工作，最大程度上降低水利工程施工對生態環境的污染和破壞。

5 結束語

水利是國民經濟和社會發展的基礎和命脈，具有興利和除害的功能，在國民經濟的發展中占據了重要的戰略地位。長期以來，水利工程在防洪、排澇、防災、減災等方面對國民經濟的發展做出了重大的貢獻，同時在工業生產、農業灌溉、居民生活、生態環境等生產經營管理中發揮了巨大的作用。盡管我國在水利工程建設中取得了不菲的成績，但是環保設計的應用力度還遠遠不夠，還有巨大的創新空間。因此，相關水利設計工作人員應繼續不懈努力，結合行業的特點，貫徹生態環保理念，以現有的環保技術為基礎，總結環保設計材料和工藝中的優缺點，并不斷完善設計方案，以期進一步推動水利工程建設的生態化進程。