水利水電工程中生態河道設計的研究

劉慧杰

摘要：改革開放以來，我國的各項事業都取得了很大成就，水利水電工程也不例外。新時代各項事業迅猛發展，要想在水利水電工程中獲得更大的經濟效益，就要將生態建設的理念融入其中，實現經濟效益和生態效益的共同提升。因此在水利水電工程建設中，應當將生態建設理念與工程建設結合起來。生態理念的應用已經成了水利水電工程進一步發展的基本要求。為了更好地將生態理念應用于水利水電工程中，本文通過對生態河道設計的研究，探討推動水利水電工程進一步發展的相關措施。

關鍵詞：水利水電工程；生態河道設計；生態建設；生態理念

當今時代，生態理念已經滲透到社會生活的方方面面。不管是生產還是生活，只有運用好生態建設理念才能進一步提高生產生活的質量。除此之外，生態建設理念還具有特殊性。在不同的地區，由于氣候、人文、植被等因素的差異，生態建設理念也會存在一些差異。不能在所有地區和所有領域運用同一種生態建設理念，這也是生態建設理念的一個局限性。另外，在進行生態河道設計時還應當考慮到生態的敏感性等相關特性，綜合考慮各種因素，才能更好地在設計生態河道時運用生態理念，推動水利水電工程的進一步發展。

1 目前河道中存在的問題

人類的生存發展離不開水資源，近年來由于社會經濟發展速度加快，人們對水資源的需求量也越來越大。對水資源需求的增加導致不少河道遭到了污染和破壞，對河道的損害會嚴重制約社會經濟的進一步發展。具體來看，目前河道中存在不少問題。首先，河道水污染嚴重。生活生產的發展對水資源的需求不斷加大，不少企業只顧經濟效益，一味開發河道，獲取水資源，又不注重污水的凈化和處理，直接將廢水排入河道。河道被污水污染，水質下降，生態遭到破壞，生物多樣性也會減少。不僅如此，對河道的過分開發還會破壞河道的生態平衡，導致河道的自我修復能力減弱，無法消化排入的大量廢水，河道水質日益變差，水污染越來越嚴重。第二，不少河道遭到了不合理的改造。河道生態功能很多，在人們的生活中起到了很重要的作用。其中一個很重要的功能就是防洪。我國有不少區域經常面臨洪災的威脅，為了更好地利用河道進行防洪，部分地區會對河道的內部結構進行改造和調整，例如加入一些建筑材料，試圖提高河道內部結構的穩定性。但由于專業知識的缺乏或對生態理念理解不充分不徹底，對河道的改造往往不夠合理。如此一來，不僅無法有效提高河道的防洪能力，還會破壞河道天然的生態功能，河道遭到破壞，生態平衡被打破。除此之外，河道區域景觀的破壞也十分嚴重。河道并非獨立存在，而是屬于生態系統的一部分，河道與其周圍的植被、生物等共同構成了復雜的河道生態系統。景觀屬于河道生態系統的一部分，對河道的生態健康起著十分重要的作用。近年來，由于工業的迅速發展，人類肆意開發自然資源，因此河道周圍的景觀不可避免地遭到人為的破壞。景觀不僅能保護河道，還能保持生態系統的穩定性，維持生物多樣性，從而維持河道生態系統的生態平衡。生態系統是一個整體性的系統，往往牽一發而動全身，對景觀的破壞同樣會對河道的生態環境帶來不好的影響。由此可見，目前河道中存在著不少生態問題，為了更好地促進水利水電工程的進一步發展，應當首先針對河道中存在的相關問題具體分析具體解決。

2 水利水電工程中設計生態河道應遵循的原則

2.1 生態原則

在進行生態河道設計時，首先應當遵循生態原則。生態理念永遠應當是河道設計的指導原則，應當作為其最重要的原則嚴格遵守。河道中所有問題的解決都應當從生態理念出發，不管是河道污染的治理、河道景觀的設計、對河道的規劃管理及維護，還是河道生態系統的修復，都應當生態先行，將生態問題放在優先地位進行考量。應當注重保護河道生態系統中的生物多樣性，減少人為過度干涉，提高河道在自然狀態下的自我修復能力。除此之外，在規劃設計河道景觀時，也應當遵循生態學的要求，考慮到生態理念的區域性問題，根據不同地區的特性，選擇不同的植被。同時在選擇植被時還要兼顧植被的習性，盡量選擇習性相近的植被，同一地區習性相近且能適應當地環境的植被更容易存活。這樣不僅河道功能得到了改善，河道生態系統周邊的環境也會得到改善。

2.2 整體性原則

河道生態系統具有整體性，其中的各個要素之間存在著復雜的聯系，發揮著至關重要的作用。在進行河道設計時，不能只考慮其中的某個要素而忽視與其他要素的關系，應當從整體出發，尊重生態系統的內部聯系。首先應當進行評估，整體把握河道生態系統的具體狀況，然后應當對各個要素進行評估和設計，統籌安排生態系統中的各個要素，多方面考慮制定合適的河道整治計劃。設計生態河道，改善河道環境應當包含多個方面的內容，比如治理河道污水、設計河道景觀、維護河道、保護河道生物多樣性等等。同時從多個方面入手，才能從整體上改善河道的生態環境，更好地治理河道。

2.3 區域性原則

生態理念本身就帶有區域性的特征，因此在整體規劃的同時，還應當具體分析不同區域河道的具體狀況，設計出符合不同區域河道的特色方案。由于各地的自然條件存在差異，地理狀況也有不同，因此在設計生態河道時應當首先考察當地環境，把握當地自然環境的特殊性。不能照搬其他地區的成功經驗，而應當根據不同地區的狀況進行具體調整。使河道既能發揮河道的生態作用，又能體現當地自然地理環境的獨特性。這樣不僅能發揮河道的生態作用，還能體現當地的人文特色，發揮社會效益。在進行河道的修復和治理時，應當注意減少對河道原有結構的破壞，應當使河道融入周邊的自然環境中，盡量減少生態系統中的人為因素，做到人與自然和諧相處。

2.4 經濟性原則

水利水電工程的發展不能不考慮經濟，因此在保護河道生態的基礎上，還應當酌情考慮河道的經濟效益。在保護生態環境的前提下，應當注意提高河道工程的實用性，力求在生態范圍內實現經濟效益的最大化。在設計生態河道時，應當首先了解河道的具體狀況，并靈活采用新技術對河道進行修復。技術的進步為修理河道提供了更多樣的選擇，因此在修理河道時應當充分發揮新技術的優勢，提高治理的質量和效率，提高資源的利用率，保障經濟效益。

3 水利水電工程中生態河道產生的效益

在水利水電工程中設計生態河道能同時帶來經濟效益和生態效益。對河道進行修復，設計建設生態河道，修復其中存在的問題，就能發揮好河道的作用，造福人類。生態健康的河道能夠進行灌溉，保障人類生活和生產種植中農作物的用水。通過河道，能夠進行調水，實現水資源的合理配置。除此之外，還能利用河道的水資源進行發電和航運。河道在防洪減災方面也發揮著巨大的作用。由此可見，對生態河道的治理和建設不僅能改善周圍環境，還能提高人們的生活水平和質量。

圖1 生態河道

4 在水利水電工程中設計生態河道的具體措施

4.1 生態河道的結構設計

設計生態河道首先應當從生態河道的整體結構入手。生態河道的整體結構又牽扯到各個方面，應當對每一個方面都進行合理規劃，才能設計出既有生態效益又有經濟效益的生態河道。首先，針對河道的縱斷面，應當充分考慮不同地區河道的特點?？疾旌拥揽v斷面的蜿蜒程度，同時考慮河流的深淺程度。其次要考慮河道蜿蜒曲度。設計好河道的蜿蜒性能夠調控水流急緩，減少河水中攜帶的泥沙量，一定程度上緩解水土流失。進行河道蜿蜒性的建設還能調整河道的結構，合理規劃河道的空間，為河道內的生物提供更多生存空間，提高河道的生物多樣性，提高河道的自我修復能力，維護河道生態系統的平衡。同時還能一定程度上減少其他水利工程的花費。除此之外，在進行河道縱斷面設計的時候還要考慮到河道的深潭和淺灘。受到河流的蜿蜒程度及走向等因素的影響，河道的縱斷面上會產生一定深淺不一的深潭和淺灘。由于深淺不同，河水流經時的流速也會有所差異，有急有緩，因此能產生不同的水流條件。不同的水流條件會給不同的生物提供多樣化的生活環境，為更豐富的生物群落的產生提供了條件。深潭和淺灘的規劃需要進行人為設計，在建設生態河道時，應當充分考慮深潭淺灘的不同特性，合理安排其排列順序，保障生態河道的生態效益。

除了要進行河道的縱斷面設計，還應當進行河道的橫斷面設計。就設計河道橫斷面的結構而言，通常情況下都要考慮傳統的河道力學，同時盡量做到簡化施工。除了要考慮這些，還應當考慮到生態理念的基本原則，并考慮到河道的獨特地貌，規劃河岸的緩陡程度。同時還應當設計好河道堤線與水面的距離，不同的距離會產生不同的河道地貌，帶來不同的生態環境效益。因此在進行河道橫斷面設計的時候要對此類要素多加考慮，力求實現最大的生態效益。

4.2 生態河道護坡植被的設計

對于一個河道生態系統而言，護坡植被是必不可少的。合適的護坡植被能夠維持周圍生態的穩定性，有效改善河道生態系統的整體環境。植被的根系發達，在河道兩岸種植根系發達的護坡植被能夠有效固土，保持河道兩坡的水土，防止水土流失。在進行護坡植被的選擇時，首先應當遵循生態理念的特殊性原則，考慮當地的氣候和水文，選擇適宜生長的植被。其次應當優先選擇好存活、根系發達的植被。所選護坡植被的根系應當能起到保持水土的作用。在確保其能實現保持水土效果的基礎上，再考慮景觀的觀賞效益，實現對河道周邊景觀的美化。此外，在種植護坡植物時，應當請專業人員，采用專業的技術手段，選擇合適的播種方法，提高護坡制備的成活率。還應當設立專門小組對植被的生長進行監測觀察，避免植被死亡帶來的經濟損失。比如，在進行播種時，可以采取混合攪拌技術，將植物種子與其他材料進行混合。播種時采取更加適宜的噴灑播種方式。這種方法能夠有效提高護坡植物的存活率，目前已經取得了不錯的效果。但在使用這種方法時也應當根據不同的情況進行合理調整，做到因地制宜。

4.3 土工材料固土種植基的設計

近年來，隨著人們對生態河道建設更加重視，不同種類的護坡工程也逐漸發展起來。土工材料的固土種植基是近年來發展起來的一種新的生態河道的護坡工程，通過鋪設土工網墊和單元種植基來保持水土，達到護坡的目的。目前廣泛運用的土工網墊主要有兩種類型，多層非拉伸和雙向拉伸平面網。這兩種網墊各有其特性，其突出優勢也有差異。在進行生態河道設計的時候可以根據這兩種網墊的不同特性作出最合適的選擇。多層網墊的黏性較好，借此實現良好的固土效果。雙層拉伸平面網則是主要通過在空間上固定土壤來實現固土的效果。需要注意的是，在設計土工材料固土種植基時，應當確保植物的根系能夠順利通過網墊上的網孔，扎入土壤吸取養分，網墊的使用不能阻礙固土植物的生長。目前在安裝固土種植基時，通常采用人工進行鋪設。為了避免種植基受到暴風雨的破壞，可以在外圍使用混凝土等強度較高的材料進行固定，保護坡面，提高種植基的穩定性。

4.4 植被型生態混凝土設計

植被型生態混凝土的護坡設計是近幾年的新興理念。引入我國后，由于實現了良好的護坡效果，不少土木工程在進行生態河道建設時都會選擇采用植被型生態混凝土的設計。不僅如此，為了實現更好的護坡效果，我國還根據當地的特殊自然地理環境對植被型生態混凝土設計進行了改造和優化，比如改進原材料，調整原材料的成分組成，將保水性更強的材料加入其中等。在原有技術的基礎上進行改進和創新大大提高了該工程的護坡效果，收獲了巨大的生態效益。因此，在進行生態河道建設時，應當靈活借鑒已有的經驗和技術，提高生態河道建設的質量和效率。

5 結語

在水木工程中設計生態河道時，一定要將生態理念融入其中，優先考慮生態原則。同時考慮不同地區特殊的自然地理環境，因地制宜，根據當地不同的生態環境設計不同的方案建設生態河道。生態河道的設計應當從多個方面入手，比如河道的結構，比如護坡植被的選擇等等。同時還應當借鑒已有的生態河道建設經驗，比如應用植被型生態混凝土護坡技術，在坡面上應用能夠保持水土的種植基，并根據具體情況對其進行優化調整，遵循整體性的原則，從多個方面入手建設生態河道。不同地區的河道具有不同的特性，在進行生態建設時應當充分考慮不同地區的特點。此外，在確保生態河道的生態效益的前提下，可以適當考慮其經濟效益?？傊鷳B河道的建設是一項十分重要的工程，對周圍環境及人類的生產生活都有十分重要的影響，因此我們更應當采取措施，建設好生態河道。

參考文獻

[1] 劉國霞.小型農田水利工程中河道治理對策研究[J].農家參謀，2023（2）：150-152.

[2] 姚賢.水利工程中的河道生態護坡施工技術研究[J].工程建設與設計，2022（21）：95-97.

[3] 陶小磊.水利工程河道治理常見問題及對策分析[J].大眾標準化，2022（16）：86-87，90.

[4] 王東民.水利工程中河道堤防施工技術研究[J].山東農業工程學院學報，2022（8）：27-30.

[5] 王建眾，金瑞清，郭秋風.生態河道治理淺析[J].城市建設理論研究（電子版），2016（21）：183-184.

[6] 蔣武.水利水電工程中的河道截流問題[J].科技展望，2016（15）：108.