摘要：水利工程建设深刻影响着人们的生产生活,是我国基础设施建设中的重点工程建设。水利工程建设过程中,如果不注重对水利工程建筑的生态化设计,就会产生一系列生态环境问题。随着社会经济的发展,人们的环保意识不断提高,也对生态环境的质量提出了更高的要求,因此构建水利工程建筑中生态化设计框架,平衡水利工程建设与生态理念,成为当前水利工程设计研究中的重要课题。
关键词：水利工程; 生态理念; 设计;
1 水利工程建筑对生态环境的影响
1.1 对河流生态的影响
水利工程建设首先会对河流分布情况造成影响。建设过程中,施工单位需要利用渠道进行引流。因此在水利工程中通常要修建人工渠道,人工修建的河道必定会改变河流原本的流水走向,产生新的侧支。工程设计中如果对此不够重视,形成横断面,导致土层硬化,破坏河流原本的自然分布形态,一定程度上会间接对河流的生态系统造成影响。如果不改变当前的水利工程设计,阻断河流,长期影响河流的延续性,对于河流中生物伤害较大,使得生物种类与数量大幅度下降。而生物物种的减少,会进一步影响河流生态中水质的自我调节能力。
1.2 对陆地生态的影响
水利工程建设施工对工程施工周围的土壤和植被造成破坏。修建的临时或者永久性建筑,也将对陆地生物的生活习惯造成不可避免的影响。开采挖掘的过程中,由于砂石料的大量使用,被破坏了植被的地域导致水土流失的加剧[1]。虽然水利工程建设方便人们的生产生活,堤坝蓄水工程,可以有效地避免水涝和干旱对农作物的损害。但由于蓄水堤坝的出现,可能会导致堤坝周围土壤含水量的减少,最终导致土壤盐碱化。
1.3 对生活环境的影响
水利工程建设中如果不注重对生态环境的保护,对人们的生产生活造成影响。水利工程中的施工噪声问题,会严重干扰到居民的正常生活。施工弃渣不按照规定倾倒,甚至直接排入河道的现象频发。有些施工单位不注重施工卫生,工地废纸、烂塑料四处飞舞,严重破坏当地的生活环境。
2 水利工程建筑生态化设计中存在的问题
在水利工程建筑设计中融入生态理念,是当前水利工程设计中的共识。但由于受传统水利工程建设思想的影响,当前的水利工程建筑生态化设计框架的构建依然面临着不小的问题,如地域水文资料的缺乏。对水利工程进行生态化设计时,首先要做的一件事是要充分了解当地的水文资料,结合具体的生态环境特征设计整个水利工程建筑。但水文资料的缺乏,很容易影响到设计中对当地生态环境的准确分析与判断,对当地生态环境产生影响。
除此之外,生态化设计理念与标准的发展还不完善,当前大部分设计人员在水利工程设计中,对生态理念在设计方案中的运用还没有那么深刻的理解和认识[2]。水利工程建设的主要目的是通过水利建设,提高当地水利资源利用的有效性,实现设计中理想的社会效益与经济效益。因此大多数水利工程设计人员,在进行水利工程设计时,更多地会考虑水利工程建设的社会效益与经济效益,而忽视水利工程的生态效益。尤其是当工程经济效益与生态效益之间产生冲突时,由于各方面因素的影响,设计人员的设计理念更加倾向于经济效益的实现。但应该认识到,水利工程如果不重视对生态环境的影响,就很难实现工程的可持续利用,甚至背离工程目标。
3 水利工程建筑生态化设计原则
3.1 整体性原则
整体性原则是水利工程生态化设计的首要原则。对生态水利工程进行设计规划时,要保证工程各项效益的平衡,就需要对工程整体进行充分的研究、分析,考虑生态系统整体的结构和功能,在充分了解生态环境特征的基础上综合设计方案。比如在堤防护岸的生态化设计中,就需要充分考量堤防的整体的社会和经济效益;同时要对堤防工程建设环境进行充分的考察,做到堤防与自然环境的融合、统一,让生态堤防发挥其应有的作用。
3.2 经济与安全性原则
水利工程建筑设计原则中,经济性和安全性是生态水利设计原则中的两条基本原则。水利工程建设的规模一般很大,所涉及的资金较多,且水利工程建设完成后也要达到一定的经济效益,因此在水利工程的生态化设计过程中,就需要充分考虑设计方案的经济性。好的生态化设计方案,可以在充分保护工程所在生态环境的基础上,利用生态环境的特点去设计水利工程方案。在一定程度上,甚至可以降低工程成本,且做到工程建设与生态环境之间的平衡与和谐。另一方面,水利工程对生产生活有着较大的影响,作为一种综合性工程项目,在防洪、发电、航运以及供水等方面起着重要的作用。这些水利工程所承担的功能,影响着人们的生产、生活,因此对于水利工程的安全性需要格外的重视。在水利工程的生态化设计中,要考虑工程的经济效益以及对生态环境的影响,还要充分考量水利工程是否符合工程力学进而水文力学规律,保证水利工程的安全可靠。
3.3 自然优先原则
理解自然优先的含义之前,首先要明白自然界生态系统的重要性。通常一处生态系统的建立,是自然界经过多年的发展之后形成的。水利工程建设对这种生态系统的破坏,很容易对当地的生态环境造成不可逆转的伤害。因此在工程设计之初,就应该充分考量工程对生态的影响。要想达到工程与生态的完美融合,就要在工程设计阶段,通过实际勘察水量、水文、水质以及地貌等生态因素,分析研究之后,将设计理念与生态环境结合起来,遵循自然规律,顺应自然,才可以更好地促进工程的可持续利用。
4 水利工程建筑的生态化设计策略
4.1 水源工程的生态化设计
水利工程的生态化设计中,为满足下游的灌溉需要,首先要考量拦河坝的壅高水位。但是因为河流中存在大量泥沙,因此在拦河坝的长期运行中,就很容易导致河床加宽,虽然有利于泄洪安全,但是无法保证上下游之间泥沙的冲淤平衡,因此要设计冲砂底孔。如果在设计中,无法找到齐全的水文、气象资料,那么在进行旧坝改造时,需要让拦河坝的宽度保持在一定范围内,对于无孔坝,需要在其中设置闸门控制的冲砂孔,确保河床运行稳定。在一些丘陵山区地带,河流高低落差较大,因此要设置多个小梯级拦河坝,在进行设计时,需要使用混凝土和浆砌石建设。对于灌溉区域比较小,经济条件比较差的地区,这种工程量很小的梯级拦河坝有着很大的实用性。
4.2 输水工程的生态化设计
输水工程建设生态化设计的要点主要有两个方面,即排水量和引水量的合理设计。排水量的计算一定要确保结果的准确性,一般可以采用平均排除法进行计算。引水量在进行确定时,需要确保充足的资金与成熟的技术来进行规划设计,否则很容易增加编制灌水模数图的难度。在进行引水量设计时,一定要考虑到作物的最大需水量以及延续的时间长短来进行预算设计。
4.3 辅助建筑物的生态化设计
水利工程建设中,水渠中的落差受到辅助建筑物很大的影响,辅助建筑物建设能够有效解决平顺泄流、消能等问题。在进行规划设计时,一定要重视辅助建筑物中的陡坡和跌水。通常可以选择标准要求较低的定型设计。比较偏僻的地区,交通条件比较差,就需要用土渡槽,也就是台渠。通过增设挡土墙、反滤层,然后做好下水槽规划设计,对增强雨水引流能力,避免渠道外侧雨水的扩散,可以很大程度上提高工程建设的安全性。砌筑挡水墙,可以将雨水汇集,进行统一处理。
4.4 生态河道的设计
河道的生态化设计中,需要对河道的断面、平面以及护岸和河床等进行设计。进行设计之前,首先要对设计工作有一个整体的把握,明确设计的总体思路,确认工程之后,完成工程立项,之后要对工程现场进行充分的勘察,进行方案设计,对方案的合理性进行研究。在设计护岸时,多采用网格结构,虽然是硬性结构,但网格中间的孔,可以让网格空间与土壤充分连接,其中还可以种植绿色植物,在美化生态的同时,还能起到一定的护栏作用,将河道的生态性和整体性有效地结合。为进一步增强河道的抗冲蚀能力,还可以根据不同河道的情况,设计不同的网格结构,如斜式护岸、立式驳岸以及直立式结构等。
5 水利工程建筑生态化设计要点
水利工程建筑的生态化设计中,设计人员在进行方案设计时需要注意充分考察当地的生态环境,科学有效地利用水力资源,实现水利工程经济效益与环境效益的最大化。在考察生态环境,做好设计前期工作过程中,多数设计人员会忽视水文学对水利工程生态化设计的重要作用。在水利工程建筑的生态化设计中,一定要充分考量工程可能对河流造成的影响,保护水流资源,保证水资源的科学、合理地有效利用,实现水利工程的可持续发展。目前水利工程生态化设计的规范标准并不统一,因此需要设计人员提升自身素养,充分理解生态理念对水利工程建筑设计的重要意义。在设计工作中,做到遵循自然规律,不断优化设计方案,实现工程建设和生态环境的平衡。
6 结语
经济的发展过程中,产生了环境问题,给人们的生产生活造成了很大的影响。随着人们环保意识的增强,水利工程建筑的生态化设计,成为水利工程设计的主流。随着对生态理念的深入了解与认识,基于生态理念的水利工程设计,有助于我国经济实现可持续发展战略,对我国生态环境的保护有着重要的意义。
参考文献
[1] 崔云发.探析水利工程建筑的生态化设计[J].水能经济,2018(2):345-346.
[2]明俊.生态理念在水利工程规划与设计中的应用分析[J].四川水泥,2019(7):53.