生态水利工程的基本设计原则

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:水利工程对促进中国经济发展具有十分重要的作用。水利工程发展过程中,由于人们对大自然的发展规律认识不足以及对生态环境造成大肆破坏等情形下,最终导致前期工程影响水资源安全。因此,在水利工程项目建设过程中,考虑经济效益的同时需要兼顾生态效益。本文在说明生态水利工程基本状况的基础上,详细阐述生态水利工程的基本设计原则,最后对水利工程设计中实施生态理念的方法进行探讨。

  关键词:生态水利;工程;基本设计原则;

1 引言

  在传统水利工程学中,人们大多都是侧重于自身需求,对生态环境方面有所忽视,造成更大范围的生态环境问题。社会各界在对生态环境存在的诸多问题进行反思后,旨在进一步促进我国生态水利工程发展。生态水利就是以持续发展作为理念,通过多种多样的技术形式,适当转变过往的粗放式建筑形式,将实际水利工程和生态工程有机融合,以此实现社会和生态环境的共同发展。

2 生态水利工程概述

  2.1 生态水利工程分类

  以消除水源隐患及开发国家水资源作为目的生态水利工程,需建造相应堤坝、水坝等各类水工建筑物,这些设施设备对实现生态水利工程目标要求发挥着十分重要的作用。我国生态水利工程中,对相关工程建设进行了以下分类:第一类,服务于农田方面的水利工程,譬如小浪底工程等;第二类是能够有效起到防洪作用方面的水利工程,譬如长江三峡工程等。

  2.2 生态水利工程的功能

  首先,生态水利工程可有效提升河道蓄水能力,同时还能够最大限度地满足城镇居民日常生活用水及农业用水等。随着社会经济不断地发展和社会进步,人口数量也越来越多,对国家水资源需求不断激增。因此,诸多地方政府都需要在各自河流区域构建出不同类型水利工程控制设备等,对当地水资源进行合理科学的调节和利用。在此基础上,才可有效提高河道蓄水能力,并且可以满足日常生活用水及农田用水需求等。其次,中国水利工程建设经济效益日益突增。除以上基本功能外,在汛期,水利工程还可以进行发电和航运,水利工程的经济效益变得非常可观。最后,我国生态水利工程项目建设,在防洪排涝效果方面也有极其重要的作用。

  在人们日常生活及生产活动过程当中,水是极为宝贵的资源,但真正可以获得运用的水资源却只占据地球总水量比较少的一部分,无法满足人们对水资源的需求,水资源能够进一步地促进我国经济、社会发展,共同形成良好效益。从生态角度而言,水的存在也具有比较积极作用。通过合理地支配、调节水资源,可以保证河流在长时间之内处在一种稳定运行状态中,可有效缓解汛期、旱期的随机性,从而减少洪灾或断流等灾害问题的出现。同时水可以被储存在蓄水库中,对杂质污物进行沉淀。在干旱及半干旱的地区,倘若水分充足,就可使得当地生态环境进行改善,有效促进我国社会、经济进步以及发展。为了让水源一直处到平稳状态当中,就应当不断地进行水利工程的建设,如此一来,才能够有效防止旱涝灾害情况的发生,并且能够通过合理调节以及分配我国水量这一形式,使得人民群众的日常生活及生产过程充分得到满足。

3 生态水利工程的基本设计原则

  3.1 整体性原则

  在有效修复河流生态系统过程当中,倘若只是小范围进行短时间修复工作,生态效率就很难得到提高,修复效果也会大大降低。因此,相关设计人员在设计生态水利工程过程当中,从大范围入手才能确保生态效率得到恢复,修复效果也能显著提升。

  整体而言,就是依托于生态系统功能和结构,在各种要素相互产生作用基础上,进一步地制定河流生态体系的修复措施。该措施应当拥有着非常强的综合性。生态学领域下,景观尺度涵盖时间以及空间这两方面。在修复河流过程当中,应当运用到大尺度的景观,原因如下:第一,水域生态体系就是由许多子系统构成的,主要包括人造工程和生物系统设施等。上述系统和生物系统充分融合,进一步构建出整个生态体系。倘若我国水域系统遭到破坏,只是从河道展开生态修复的工作,非常难以实现预期修复效果,相关设计人员应当依赖综合因素间作用,进一步地制定可靠修复措施。第二,展开生态系统修复时,需充分考虑河流生态环境流动性及随机性等特性,这些特征会直接影响到当地生物种群发展。第三,相关设计人员设计过程中,尽量兼顾我国河流生态体系开放性。生态体系本身就可与周围生态系统展开物质交换,只是对河流展开生态修复工作很难以实现修复效果。第四,河流生态修复需花费时间。相关设计人员应做好准备,对河流修复加强管理和检测。

  3.2 充分运用生态系统自我修复原则

  与以往传统水利工程相比,生态水利工程不仅需考虑传统水利工程相关原则,还需兼顾到生态系统自我修复能力,促进生态系统的可持续发展。为了有效实现上述要求,只依靠人工建筑物是无法完成的。实际上,任何生态圈的形成均是经过长时间自然物竞天择,各方面因素综合作用引发的效果,生态体系通常有着非常强的自我修复能力。因此,生态水利工程设计过程中需充分利用自我修复这一功能,否则只是凭借人为力量,大概率会出现生态恶化等情况。现实中的良好的途径是将人为力量和自然力量充分结合,使用生态系统当中的组织功能,由自然选择合适物种。在此模式下,可有效提高生态系统修复效果的同时显著节约成本。

  3.3 保持河流环境多元化的原则

  在河流中不仅有水,还有诸多动植物。水利工程建设过程中,会进一步地影响到动植物生存,极有可能会使得河流中生物没有生存空间。因此在建设水利工程过程中,需要尽量地保证河流环境的多样化,在河流当中不同类型的生物都会具有一定的生存空间。在生态系统当中,由水、固体及气体三者相互作用,进一步地形成多样化的河流环境,水利工程建设过程会影响到河流当中的水质以及水流量。随着水利工程建设规模增大,很多河流会由于因水利工程建设而形成断流等状态,使得原本连续河道逐渐变成水库,进而出现环境单一化情形,对某些需要洄游的鱼类极为不利。此状况若长期存在,导致部分鱼类会因河流环境改变,而引发族群灭绝。相关设计人员应避免出现类似情况,在建设水利工程时因地制宜、最大限度地保持原始河流生态环境,为广大物种提供繁殖、生存环境。

  3.4 符合反馈调整式的设计原则

  生态系统遭到破坏的速度要比恢复速度快许多,因此在建设完成一项水利工程后,河流的生态环境恢复时间比较漫长。只有经历长期恢复之后,才可使生态系统中的生物多样性及结构多样性等都得到良好恢复,只有当河流的生态系统当中的结构变得多样化,才可有效提升河流的抗逆性,有助于获得河流的稳定发展。恢复过程当中,若没有人类干预,会需要更长的年限,甚至会导致部分生物灭绝,为尽快恢复生态系统,需要有效调整河流环境中的信息反馈,提升其恢复速度。

  3.5 安全与经济性原则

  任何工程建设都需以安全性原则为首要原则,其次才是经济性原则。安全性的原则就是工程在竣工后承受自然灾害的能力,譬如洪水以及风暴等灾害,由于我国水利工程建设受一些施工环境的影响,在对其展开设计工作时,还需要适当地考虑有关河水变化和侵蚀等因素,从而使水利工程的设计变得合理,使得创建出的水利工程能够耐用。经济性原则就是因为生态水利工程具有较大的建造规模,规模越大成本就越高。因此,需要考虑因素也很多,需要综合考虑各种因素,才能行之有效地制定相关方案,并有效选择出成本较低的方案,最终有助于提升工程施工公司的经济效益。

4 水利工程设计中实施生态理念的方法

  4.1 充分做好准备工作

  相关人员在设计生态水利工程过程中,需要和现场勘察工作人员一起到项目建设现场进行勘察,对工程项目施工现场具体状况具有一个深入了解,确保勘察相关信息的精准性。从而为之后的设计工作提供重要参考依据。勘察内容主要包括生态水利建设工程的水文特质、地域环境、地势地貌及当地气候特点等。

  4.2 加强河道改造工作

  河道改造是水利工程建设的重要组成部分之一,应当加强对水利工程建设的河道改造工作。需要确定一个科学、合理的实施方案,严格按照国家可持续发展要求实施有效策略,进一步确保河道的有效发展。这样,除可以有效实现社会经济发展外,还可以确保一定的安全性。在对河道进行改造过程中,需要始终坚持生态平衡理念,通过推进岸边保护工作、加强环境绿化工作等进一步改造河道。

  4.3 做好堤岸建设

  堤岸建设是水利工程的重点项目,在堤岸建设中也应保持生态理念。这就需要在建设之初,适当地转变以往传统的知识理念,对此地经济发展的指标展开正确以及科学评估工作,这样一来,才可以创建出来一个科学的生态环境,全面保护评价的体系,再根据这一生态指标和其地域环境的现状,从而展开堤岸建设的工作,实现自然环境与经济的协调发展,有效阻止生态水利工程破坏环境情况的发生。

5 结束语

  综上所述,对现有水利工程项目来说,水利工程建设可进一步促进社会经济发展,但同时也不可避免地对自然环境产生破坏。由于我国生态水利工程的项目建设,使得水土流失情况不断发生,大部分动植物生存、繁殖等面临着严重威胁。修建的大型水利、大坝工程,会大大破坏广大动植物生存环境,最终在长期作用下走向灭绝。相关设计人员在水利工程设计过程中,应有效结合到生态学相关理念,创建出来全新的生态水利工程,以此来实现生态环境免破坏和社会、经济效益共存的目的,这对社会和生态持续发展具有重要的现实意义。

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作者:杨欣欣 单位:赤峰市阿鲁科尔沁旗水利局

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