生態水利在水利工程中的應用

時同霞

沂水縣水利局馬站水利服務中心 山東臨沂 276400

水利工程是一項重要的民生工程，對保障我國經濟的穩定發展和人民的安居樂業有著非常重要的作用。水利工程建設不僅能夠實現水資源的合理分配與使用，還能有效減少水災害的發生。因此，水利工程建設對于促進社會綠色發展具有非常重要的意義。水利工程建設具有占地面積廣、工程量大、建設周期長、施工難度大以及對生態環境的影響大等特點。在水利工程的建設過程中，若不能注意對環境的保護和資源的節約，不僅會造成建設資源的浪費，還會對環境造成破壞。水利工程設計是水利工程建設的先決條件，對提高水利工程的施工質量，實現水資源的調節作用有著非常重要的意義。在水利工程設計中貫徹綠色設計理念，不僅能充分發揮水利工程的作用，還能有效保護生態環境，實現人類和生態環境的和諧發展。隨著經濟與科技的高速發展，人們在利用自然、改造自然等方面取得了較大的成果，但若不節制，必然會導致生態系統的破壞。在實施水利工程時，設計人員要合理地利用自然資源，還要尤其重視工程與生態系統的和諧統一。

1 生態水利工程概述

1.1 生態水利工程分類

以消除水源隱患及開發國家水資源作為目的生態水利工程，需建造相應堤壩、水壩等各類水工建筑物，這些設施設備對實現生態水利工程目標要求發揮著十分重要的作用。我國生態水利工程中，對相關工程建設進行了以下分類：第一類，服務于農田方面的水利工程，譬如小浪底工程等；第二類是能夠有效起到防洪作用方面的水利工程，譬如長江三峽工程等[1]。

1.2 生態水利工程的功能

首先，生態水利工程可有效提升河道蓄水能力，同時還能夠最大限度地滿足城鎮居民日常生活用水及農業用水等。隨著社會經濟不斷地發展和社會進步，人口數量也越來越多，對國家水資源需求不斷激增。因此，諸多地方政府都需要在各自河流區域構建出不同類型水利工程控制設備等，對當地水資源進行合理科學的調節和利用。在此基礎上，才可有效提高河道蓄水能力，并且可以滿足日常生活用水及農田用水需求等。其次，中國水利工程建設經濟效益日益突增。除以上基本功能外，在汛期，水利工程還可以進行發電和航運，水利工程的經濟效益變得非常可觀。最后，我國生態水利工程項目建設，在防洪排澇效果方面也有極其重要的作用。

2 生態理念在水利工程設計中的重要性

2.1 踐行綠色發展理念

開展萬里碧道規劃建設，就是以水為主線，統籌山、水、林、田、湖、草等各種生態要素，打造“清水綠岸、魚翔淺底、水草豐美、白鷺成群”的生態廊道，進而推動河湖綜合治理、沿線休閑游憩設施建設、產業結構轉型、宜居城鄉建設和區域協調發展，探索出一條經濟社會與生態環境協調發展的新路徑[2]。

2.2 調蓄洪水

水利工程項目的建設可以有效起到調蓄洪水的能力。水利工程項目之中的堤壩、水庫等設備都可以起到良好的削減洪峰以及水量調節的工作。其可以將短時間內驟然上升的水量進行滯后，然后再將其傾瀉出去，這樣可以大幅降低洪水產生的損害。此外，一些儲水能力較高的區域如沼澤、濕地等也具有良好的儲水能力。

2.3 凈化環境

在一個固定的生態系統之中，其可以通過內部的循環來對空氣和水源進行凈化，以此來保障生態環境和氣候的平衡。在生態系統內往往有一個固定的植物生態體系，植物依靠自身的光合作用來吸收空氣中的二氧化碳，提高空氣中氧氣含量。此外，水體表層水分蒸發可以維持區域內的空氣濕度，也可以對空氣中的顆粒物進行吸收。在生態系統內含有一些水生生物可以通過自身的分解功能來消耗水體內的有毒物質。

3 生態水利工程的基本設計原則

3.1 整體性原則

在有效修復河流生態系統過程當中，倘若只是小范圍進行短時間修復工作，生態效率就很難得到提高，修復效果也會大大降低。因此，相關設計人員在設計生態水利工程過程當中，從大范圍入手才能確保生態效率得到恢復，修復效果也能顯著提升。整體而言，就是依托于生態系統功能和結構，在各種要素相互產生作用基礎上，進一步地制定河流生態體系的修復措施。該措施應當擁有著非常強的綜合性。生態學領域下，景觀尺度涵蓋時間以及空間這兩方面。在修復河流過程當中，應當運用到大尺度的景觀，原因如下：第一，水域生態體系就是由許多子系統構成的，主要包括人造工程和生物系統設施等。上述系統和生物系統充分融合，進一步構建出整個生態體系。倘若我國水域系統遭到破壞，只是從河道展開生態修復的工作，非常難以實現預期修復效果，相關設計人員應當依賴綜合因素間作用，進一步地制定可靠修復措施。第二，展開生態系統修復時，需充分考慮河流生態環境流動性及隨機性等特性，這些特征會直接影響到當地生物種群發展[3]。

3.2 充分運用生態系統自我修復原則

與以往傳統水利工程相比，生態水利工程不僅需考慮傳統水利工程相關原則，還需兼顧到生態系統自我修復能力，促進生態系統的可持續發展。為了有效實現上述要求，只依靠人工建筑物是無法完成的。實際上，任何生態圈的形成均是經過長時間自然物競天擇，各方面因素綜合作用引發的效果，生態體系通常有著非常強的自我修復能力。因此，生態水利工程設計過程中需充分利用自我修復這一功能，否則只是憑借人為力量，大概率會出現生態惡化等情況。現實中的良好的途徑是將人為力量和自然力量充分結合，使用生態系統當中的組織功能，由自然選擇合適物種。在此模式下，可有效提高生態系統修復效果的同時顯著節約成本。

4 我國水利工程設計存在的問題

4.1 設計不當導致施工中產生污染

水利工程設計是水利工程施工和建設的基礎，若在水利工程設計時沒有進行充分考慮，沒有完全掌握水利工程周圍環境，將無法因地制宜地進行水利工程設計。更有部分設計人員自身的環保意識薄弱，沒有在設計過程中考慮到水利工程可能會造成的環境污染。此外，由于水利工程的建設工程量較大，建設周期較長，不但會影響到施工區域的植被、綠化等，還會在施工過程中會產生大量的粉塵、噪聲等污染，對工程周圍的生態環境造成嚴重破壞。部分水利工程為了追求施工進度，一味地追趕工期，會進一步加大水資源的污染程度，破壞原有的生態平衡。

4.2 對氣候條件的影響

①在水利工程項目建設過程中，會對建設區域的環境產生影響，儲水量的增加和水域面積的擴張可能會縮短施工區域冬夏的球溫差，導致冬季氣溫高于平常，夏季氣溫低于平常。②對于工程當地風力的影響：工程施工結束后，由于工程施工當地較空，因此對風力的摩擦會明顯減小，從而導致風速增大。③對于降水量的影響：由于工程施工區域儲水充足，日間水汽蒸發率也明顯高于其他地區，這一點由于該區域容易發生大規模降水，從而對工程的上下兩個區域產生重大影響。

5 水利工程設計中實施生態理念的方法

5.1 充分做好準備工作

相關人員在設計生態水利工程過程中，需要和現場勘察工作人員一起到項目建設現場進行勘察，對工程項目施工現場具體狀況具有一個深入了解，確保勘察相關信息的精準性。從而為之后的設計工作提供重要參考依據。勘察內容主要包括生態水利建設工程的水文特質、地域環境、地勢地貌及當地氣候特點等。

5.2 注重河流自然演變規律

水利工程設計期間生態理念的融入，要尊重河流，理解河流，也就是注重河流自然演變規律。這些年水資源短缺、水環境惡化等問題比較嚴重，在這種情況下，人們開始意識到環境保護的重要性，也認識到生態水利工程建設的重要性。所以需要針對實際情況，在設計過程中，要符合自然規律，發揮好生態水利工程的價值與最用。在水利工程設計期間，需要關注水利工程與生態系統之間的關系與相互影響，在水利工程設計期間，要關注河流的自我修復能力，這樣才能在生態理念堅持下，對水災害、水環境等各類問題進行有效解決。水利工程設計全過程，要堅持“生態優先、保護第一”的基本原則，這樣才能最大限度發揮水利工程的作用，降低對生態環境造成的破壞。

5.3 強化應用綠色設計的意識

在進行水利工程設計時要充分融入綠色環保理念。水利工程設計人員在進行水利工程設計前，應到施工現場展開詳細調研，為水利工程設計打下基礎。水利工程設計人員應提高自身綠色設計和節能減排意識，不斷提升自身綜合素養，為水利工程設計中綠色環保理念的應用提供保障。環保理念不僅僅要體現在水利工程施工中，還要體現在施工的準備階段、完善階段、工程使用階段等。例如，要考慮到水利工程施工范圍內棲息動物的遷徙以及魚類的保護，在水利工程使用階段還需要因地制宜地引入一些水生物，維護該區域的生態平衡。

5.4 減少施工中的環境污染問題

在水利工程中落實綠色環保理念，一方面對于經濟和環境的和諧發展有重要意義，另一方面可以強化水利工程對環境的有效處理。比如，水利工程的建設區域，必須要禁止亂砍亂伐，可以通過樹木移植的方法保護現場的樹木，也就是在建設水利工程時，將樹木栽植在接近生活區域的區域，當水利工程竣工后，再移植樹木。為了防止水利工程組織施工破壞當地的生態環境，可以在建設水利工程的準確時期，為棲息在水利工程建設區域內的動物提供遷徙幫助。比如，對魚梯、魚道等進行修建，當水利工程竣工后或者是水利工程正式投入使用后，把水生物引入到水庫中。將綠色設計理念融入到水利工程的設計當中，能夠對生態環境和水利工程建設的深度融合起到積極的作用。在水利工程中推廣并應用綠色設計理念，能夠減少建設水利工程造成的環境破壞，減少資源消耗，節約資源。

5.5 修復計劃與多元化生態

我國國土面積較大，區域之間的特征各異，許多地區的水土流失問題嚴重性不一，形成原因也不同。在對生態進行修復時，需要制定符合實際要求的，且與當地條件不相沖突的修復計劃。修復計劃是修復工作開展的依據，通過對歷史經驗教訓的總結和借鑒，制定科學合理的計劃。河道生態的修復計劃中一個主要的目標就是治理水土流失。以當前的水土流失情況為基準點，分析造成該問題的原因并采取有效措施。以土壤的實際參數為前提，選擇適宜良好生長的植物，成為當地的植物系統的參與者，維持生態系統的多元化。水利工程的經濟效益是基礎，在考慮安全、生態的基礎上需要同時考慮工程的建設成本，其中包括人力成本、材料成本和機械成本等。自然界自身的修復功能是客觀存在的，所以在水利工程的生態護坡建設時，要對其自身的生態修復系統有所了解，以此為參照最大程度上使人工修復系統與自然修復系統相適合，強化修復效果。

5.6 加強對原材料采購的管理

盡管現階段各種環保、經濟、新型的建筑材料在建筑中得到了廣泛應用，但在水利工程中的應用還不夠充分。對此，在進行水利工程設計時，應基于綠色環保理念，從水利工程的實際情況出發，盡可能地選擇環保、綠色材料。合理的原材料能夠為水利工程建設質量的提高提供保障，在水利工程中使用環保、綠色原材料，一方面可以大幅度減少水利工程使用的鋼筋、水泥量，另一方面便于對水利工程現場垃圾的清理。需要注意的是，大部分的施工原材料是可以被二次利用的，例如壩坡剩余的石塊，可以用于加固壩腳，不但能夠降低消耗的原材料，同時還能加固水利工程，節約能源。使用施工材料時，還要做好對施工材料的動態監控，加強監督管理，嚴格把控材料的進場檢驗、監理抽檢等過程，有效保障水利工程的建設質量。

6 結語

綜上所述，河道生態護坡的施工技術種類較多，施工技術的有效性研究是必要的。本文通過對河道生態護坡的實際工程意義進行分析，對河道生態護坡的施工技術進行描述，通過對施工技術的詳細討論，提出提高河道生態護坡建設質量的建議。由于人們對生態環境的要求逐漸增高，對城市水體的質量以及周邊環境的需求越來越高，所以，生態護坡除了具有保護河道邊坡的作用，還可以優化人們的生活環境。