水利工程設計中綠色設計理念的應用

張玉華

中國電建集團中南勘測設計研究院有限公司 湖南 長沙 410014

1 水利工程設計中綠色設計理念的應用價值

持續發展的工業生產領域為廣大人民的日常生活提供了巨大的便利條件，是現代人民不可或缺的重要部分，但在工業化發展速度不斷加快的過程中，也誘發了諸多新型社會問題，例如工業生產造成的資源匱乏問題，工業生產對自然生態環境造成的污染破壞問題，這極大的威脅著廣大人民群眾賴以生存的自然環境，阻礙著和諧社會的持續發展。當今社會對于環境破壞問題極為重視，針對水資源的科學合理運用，需要解決水利工程與生態環境以及社會資源之間的矛盾關系，促使水利工程建設能夠和當地生態環境相互融合，該部分工作是廣大水利工程設計人員需要深入研究和探討的問題。伴隨著我國人口數量的不斷增加，廣大人民生活水平的愈發進步，人們對于水資源的需求量也在進一步擴大，為了促使水資源能夠得到合理的分配和利用，我國政府在近幾年來不斷推進優質水利工程項目的建設工作。而在水利工程設計工作開展期間，相關要在保障水利工程各項基本功能的同時，針對水利工程建筑物設計進行優化和升級，讓水利工程和生態環境得到統籌化發展，在水資源開發利用的過程中，降低水利工程建設對生態環境產生的不良破壞?，F代化水利工程建設以及設計工作，要在原有設計理念的基礎上，結合多方面影響因素，在發揮水利工程項目建設功能性的同時，把控其設計質量，達成生態環境保護的設計目標，還要在具體設計內容當中融入綠色生態環境保護理念，體現出水利工程項目建設的價值和意義，促使每個工程建設都能滿足綠色設計要求的標準，實現人與自然協同化發展。

2 綠色設計理念在水利工程設計中的運用原則

盡管我國水資源總量相較其他國家儲量較大，但由于我國人口數量眾多，所以人均水資源相對較為匱乏，并且大量水資源得不到良好的利用，這嚴重制約了現代社會的科學發展。近些年來，我國政府以及社會各界逐步意識到環境保護工作的重要性，同時對于環境、資源以及人口之間的關系也提出了維持平衡的發展目標。在水利工程項目建設規模擴大的同時，相應的工程項目建設材料消耗量也在進一步擴大，整體施工周期較長，對周邊自然環境會產生極大影響。在工程項目建設過程中，需要對周邊采取征遷移民的管理措施，尤其是水利工程項目建設工作開展之后，大量水資源還會被重新分配，這讓水環境的安全威脅進一步增大，而將綠色設計理念融入到水利工程項目建設以及設計工作當中，對于整個水利工程建設會產生至關重要的影響，所以相關事件需要對以下幾項原則保持較高的關注度。第一，工程設計工作必須要從河流主體出發，切實把控水利工程項目建設的具體需求，將其與河流內部水資源，河流季節變化的規律聯系起來，在前期水利工程建設方案規劃的過程中就要做出科學設計，還要聘請專業的設計人員，對河流實際場地進行觀測和勘察，從而對流域進行整體的規劃和設計，確保水利工程建設能夠和周圍自然環境維持平衡狀態，達成協調統一的運行環境，進一步提高水利工程方案設計的應用實效性。第二，始終保持較為嚴格的安全施工管理狀態，在前期方案設計的過程中就要制定出安全管控方案，結合河流域的季節性特征，對現場施工的各個區域配置完整的安全防護措施，促使現場施工人員以及安全管理人員的人身安全能夠得到保障。第三，開展水利工程項目設計工作，始終要堅持生態環境保護思維。工程設計人員也要具備極為豐富的專業知識，將綠色環保施工理念體現在工程設計內容當中。借助相應的生態環境保護設計，通過自然生態系統的自我恢復能力以及自我調節能力，讓水利工程周邊自然環境迅速恢復到最佳狀態，最大限度上降低水利工程建設對周邊生態環境產生的不利影響。第四，設計人員要結合反饋數據信息，對設計方案作出動態化調整，將綠色設計理念融入到水利工程的設計內容當中，充分考慮自然環境當中的各項不可控影響因素，準確掌握自然環境的時態變化，合理的設置反饋信息以及反饋系統，結合反饋特征定時對設計方案作出調整[1]。

3 我國水利工程設計存在的問題

3.1 設計不足導致生態環境破壞

為了能夠有效開展水利工程項目建設和施工工作，工程項目建設單位必須要提前進行工程設計，如果工程設計未能對水利工程建設區域的周圍環境全面勘探和充分掌握，那么就無法采取因地制宜的工程設計策略，還有一部分工程設計人員環保意識存在欠缺，未能在設計工作當中將環保思維融入其中，這就會對工程項目建設周邊的生態環境造成極大的污染和破壞。除此之外，由于水利工程項目建設的總體工程量較大，建設周期相對較長，如果在施工過程中進行大面積挖掘或者土方回填，那么地表植物都會產生不可逆的損害，還會在施工過程中產生極大的揚塵污染以及噪聲污染，在破壞工程項目建設周邊區域自然環境的同時，影響周邊居住人民的正常生活。還有一部分水利工程項目建設企業一位的追求施工進度，過于追趕施工工期，對于各項環境保護措施并未建設到位，這就進一步提升了生態環境的污染程度，讓工程建設區原有的生態環境無法保持平衡狀態。

3.2 建筑原材料環保問題

要想從根本上在水利工程設計內容當中融入綠色環保元素，在設計工作開展初期，就要充分了解各類原材料對于自然環境能夠產生的相關影響。水利工程項目建設當中，各類建筑原材料是不可或缺的重要基礎資源，例如水泥是工程主體結構建設的原材料，大量使用水泥材料便會對周圍生態環境造成污染，鋼筋也是極為常見的工程主體結構建設原材料，大量使用鋼筋不但會造成鐵礦資源的消耗，在大批量鐵礦冶煉的過程中，還會產生各種有毒有害氣體，在污染自然生態環境的同時，威脅廣大人民群眾的生命安全，石塊則是一種天然的建筑原材料，但在大量獲取石塊的過程中需要挖掘身體，采石的過程中也會破壞山體地表植被，這就導致梅雨季節會引發泥石流災害，長此以往還會出現水土流失的問題，導致周圍生態環境呈現出無法恢復的狀況。

3.3 竣工后影響周邊生態系統

大規模開展水利工程項目建設，往往會造成工程建設區域水體環境出現較大改變，并且在工程項目施工建設的過程中，其周圍地表植被以及土壤也會造成破壞，如果在工程項目建設施工工作完畢之后，未能按照具體要求對周邊生態環境進行修復，只是進行了較為簡單的恢復工作。那么長此以往，便會造成水土流失問題，從而誘發自然災害的出現。但由于樹木或者喬木等植被的整體生長周期較長，水環境的修復工作也需要經歷大量時間，所以要想讓工程建設區域的自然環境恢復到初始狀態，那么就會經歷較長的恢復周期。我國當前的水利工程施工后所采取的生態環境恢復手段，并不能將破壞的生態環境恢復到原狀。

4 基于綠色設計理念的水利工程設計策略

4.1 做好前期設計工作

4.1.1 樹立高度的水資源節約觀念

在合理利用水資源的過程中，要充分發揮出自然資源的作用和價值，在此過程，為廣大人民群眾打造區域性生活環境是極為重要的部分，而水利工程項目建設對于整個流域的各方面影響也是不可忽視的。因此，在水利工程項目設計工作的過程中，相關工作人員要強化各類宣傳手段的應用[2]。例如專業技術的講座，聘請專業科研人員進行講解以及水利工程設計內容的相互交流活動等，以此來對設計人員進行引導和培訓，使綠色環保設計理念深入到設計人員的腦海當中，讓設計人員潛移默化的具備綠色環保水利工程設計思維。

4.1.2 創建良好的外部環境

在開展水利工程項目設計工作的過程中，相關必須要具備較為豐富的專業知識儲備和良好的綜合素養，我國政府也要大力的培養和扶持專業技術培訓機構，促使我國水利工程設計行業能夠形成綠色環保設計潮流。除此之外，還要制定較為完善的法律法規，加大法律規范手段的執行力度，解決我國各個流域污水排放問題，以此為水利工程設計工作創造極具優勢的外部環境，也能為各項水利設計工作的順利開展奠定堅實基礎。

4.2 正確選擇建筑原材料

在開展水利工程項目建設的過程中，通常需要消耗大量的建筑材料，伴隨著現代科學技術的不斷發展和進步，越來越多的新型環保節能材料被研發出來。因此，在水利工程項目建設設計工作當中，相關工作人員要恰當合理的應用節能環保施工材料，在滿足工程項目建設要求的同時，盡可能選擇性價比更高，環保效能更為優良的原材料，為工程項目建設創造理想條件。在不斷加強綠色施工材料應用水平的同時，還能將消耗指數較高的材料應用比例不斷降低，例如鋼筋材料和水泥材料。另外，水利工程建設企業要針對固體垃圾的處理工作作出優化，加大循環利用原材料的使用比例，例如各類土壤挖掘棄渣要作出專門的資源化利用，每一類資源都要發揮出相應的價值。

4.3 綠色設計在河道生態治理堤壩中的應用

伴隨著當今廣大人民群眾思想水平的不斷更新和升級，各類生態景觀以及河流的重視度也在進一步加大，針對生態環境的治理工作，不但要綜合河流景觀，生態環境，自然資源等方面的因素，還要開闊眼界對人為因素，河流因素以及自然生態元素進行全面統籌，實現多方面的協調共同發展。在開展河流規劃治理工作過程中，要采取全流域統籌規劃的治理策略。促使流域內部人民，水文地質條件，經濟發展元素等信息都能全面融合，讓人類的活動和自然環境相互協調。在河道防洪工程建設的過程中，要充分發揮出河道自身的天然性優勢，構建起立體式河流岸線。在進行河流修復治理的過程中，為了能夠不影響中下游的資源應用，要考慮區間性多渠道再生水資源的開發和利用，始終堅持生態環境治理思維，將原有流域內部廢棄的建筑和老舊堰壩拆除。針對河道的改造設計工作，相關工作人員要對外部環境的具體狀況進行全面勘察，促使生態環境保護目標以及外部環境之間的景觀距離進一步細化，進一步明確河道水體的功能性，在掌握河道取水排水口分布位置的基礎上，（區域水系統循環如圖1所示）不斷完善外環境關系（特色廊架設計如圖2）。而工程設計人員將綠色設計理念融入河道整體改造方案的同時，還要將施工內容進行全面的細化和明確，促使淤泥和棄渣能夠得到良好處置。

圖1 區域水系統循環

圖2 特色廊架設計

4.4 解決筑壩技術生態問題

在水利工程項目建設過程當中，開展河流內堰壩設置工作是不可忽視的重要問題。河流內堰壩的建設工作會讓整個河流的水利條件以及壩體上下游的生態環境出現明顯變化。在大壩修建的過程中，上游往往會積聚較為大量的淤泥，這就會影響河勢以及河流水流的良好條件，這就讓河流下游地區的淤泥堆積在一定程度上減少，但壩體上游的嚴重淹沒，便會造成淹沒范圍生態環境出現較大的不利影響，并且內堰壩還會嚴重阻礙生物洄游通道，讓流域內部水生物愈發稀少。因此，在開展水利工程內堰壩設計工作的過程中，相關人員要充分重視生態環境保護工作，從生態環境保護的角度出發，結合河流流域的具體狀況，采取恰當合理的生態環境保護方案，例如設置魚類以及生物洄游通道，生態物種泄放設施等，保障建設與生態環境保護工作保持平衡協調[3]。

5 總結

在現代化水利工程設計工作開展期間，恰當合理的選取綠色環保設計理念，能夠滿足當前社會持續發展的切實需求，也能充分發揮出生態水利工程建設的特點和價值。在開展綠色設計方案分析工作期間，相關設計人員要具備較高的專業能力，別和水利工程項目建設的具體情況，運用科學有效的綠色設計手段，從而全面提升水利工程項目的設計品質。