水利工程建筑生態(tài)化設(shè)計框架構(gòu)建
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關(guān)鍵詞：水利工程；生態(tài)理念；設(shè)計
1.1對河流生態(tài)的影響
水利工程建設(shè)首先會對河流分布情況造成影響。建設(shè)過程中，施工單位需要利用渠道進行引流。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會改變河流原本的流水走向，產(chǎn)生新的側(cè)支。工程設(shè)計中如果對此不夠重視，形成橫斷面，導(dǎo)致土層硬化，破壞河流原本的自然分布形態(tài)，一定程度上會間接對河流的生態(tài)系統(tǒng)造成影響。如果不改變當前的水利工程設(shè)計，阻斷河流，長期影響河流的延續(xù)性，對于河流中生物傷害較大，使得生物種類與數(shù)量大幅度下降。而生物物種的減少，會進一步影響河流生態(tài)中水質(zhì)的自我調(diào)節(jié)能力。
1.2對陸地生態(tài)的影響
水利工程建設(shè)施工對工程施工周圍的土壤和植被造成破壞。修建的臨時或者永久性建筑，也將對陸地生物的生活習(xí)慣造成不可避免的影響。開采挖掘的過程中，由于砂石料的大量使用，被破壞了植被的地域?qū)е滤亮魇У募觿1]。雖然水利工程建設(shè)方便人們的生產(chǎn)生活，堤壩蓄水工程，可以有效地避免水澇和干旱對農(nóng)作物的損害。但由于蓄水堤壩的出現(xiàn)，可能會導(dǎo)致堤壩周圍土壤含水量的減少，最終導(dǎo)致土壤鹽堿化。
1.3對生活環(huán)境的影響
水利工程建設(shè)中如果不注重對生態(tài)環(huán)境的保護，對人們的生產(chǎn)生活造成影響。水利工程中的施工噪聲問題，會嚴重干擾到居民的正常生活。施工棄渣不按照規(guī)定傾倒，甚至直接排入河道的現(xiàn)象頻發(fā)。有些施工單位不注重施工衛(wèi)生，工地廢紙、爛塑料四處飛舞，嚴重破壞當?shù)氐纳瞽h(huán)境。
2水利工程建筑生態(tài)化設(shè)計中存在的問題
在水利工程建筑設(shè)計中融入生態(tài)理念，是當前水利工程設(shè)計中的共識。但由于受傳統(tǒng)水利工程建設(shè)思想的影響，當前的水利工程建筑生態(tài)化設(shè)計框架的構(gòu)建依然面臨著不小的問題，如地域水文資料的缺乏。對水利工程進行生態(tài)化設(shè)計時，首先要做的一件事是要充分了解當?shù)氐乃馁Y料，結(jié)合具體的生態(tài)環(huán)境特征設(shè)計整個水利工程建筑。但水文資料的缺乏，很容易影響到設(shè)計中對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的準確分析與判斷，對當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境產(chǎn)生影響。除此之外，生態(tài)化設(shè)計理念與標準的發(fā)展還不完善，當前大部分設(shè)計人員在水利工程設(shè)計中，對生態(tài)理念在設(shè)計方案中的運用還沒有那么深刻的理解和認識[2]。水利工程建設(shè)的主要目的是通過水利建設(shè)，提高當?shù)厮Y源利用的有效性，實現(xiàn)設(shè)計中理想的社會效益與經(jīng)濟效益。因此大多數(shù)水利工程設(shè)計人員，在進行水利工程設(shè)計時，更多地會考慮水利工程建設(shè)的社會效益與經(jīng)濟效益，而忽視水利工程的生態(tài)效益。尤其是當工程經(jīng)濟效益與生態(tài)效益之間產(chǎn)生沖突時，由于各方面因素的影響，設(shè)計人員的設(shè)計理念更加傾向于經(jīng)濟效益的實現(xiàn)。但應(yīng)該認識到，水利工程如果不重視對生態(tài)環(huán)境的影響，就很難實現(xiàn)工程的可持續(xù)利用，甚至背離工程目標。
3水利工程建筑生態(tài)化設(shè)計原則
3.1整體性原則
整體性原則是水利工程生態(tài)化設(shè)計的首要原則。對生態(tài)水利工程進行設(shè)計規(guī)劃時，要保證工程各項效益的平衡，就需要對工程整體進行充分的研究、分析，考慮生態(tài)系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)和功能，在充分了解生態(tài)環(huán)境特征的基礎(chǔ)上綜合設(shè)計方案。比如在堤防護岸的生態(tài)化設(shè)計中，就需要充分考量堤防的整體的社會和經(jīng)濟效益；同時要對堤防工程建設(shè)環(huán)境進行充分的考察，做到堤防與自然環(huán)境的融合、統(tǒng)一，讓生態(tài)堤防發(fā)揮其應(yīng)有的作用。
3.2經(jīng)濟與安全性原則
水利工程建筑設(shè)計原則中，經(jīng)濟性和安全性是生態(tài)水利設(shè)計原則中的兩條基本原則。水利工程建設(shè)的規(guī)模一般很大，所涉及的資金較多，且水利工程建設(shè)完成后也要達到一定的經(jīng)濟效益，因此在水利工程的生態(tài)化設(shè)計過程中，就需要充分考慮設(shè)計方案的經(jīng)濟性。好的生態(tài)化設(shè)計方案，可以在充分保護工程所在生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)上，利用生態(tài)環(huán)境的特點去設(shè)計水利工程方案。在一定程度上，甚至可以降低工程成本，且做到工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境之間的平衡與和諧。另一方面，水利工程對生產(chǎn)生活有著較大的影響，作為一種綜合性工程項目，在防洪、發(fā)電、航運以及供水等方面起著重要的作用。這些水利工程所承擔的功能，影響著人們的生產(chǎn)、生活，因此對于水利工程的安全性需要格外的重視。在水利工程的生態(tài)化設(shè)計中，要考慮工程的經(jīng)濟效益以及對生態(tài)環(huán)境的影響，還要充分考量水利工程是否符合工程力學(xué)進而水文力學(xué)規(guī)律，保證水利工程的安全可靠。
3.3自然優(yōu)先原則
理解自然優(yōu)先的含義之前，首先要明白自然界生態(tài)系統(tǒng)的重要性。通常一處生態(tài)系統(tǒng)的建立，是自然界經(jīng)過多年的發(fā)展之后形成的。水利工程建設(shè)對這種生態(tài)系統(tǒng)的破壞，很容易對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成不可逆轉(zhuǎn)的傷害。因此在工程設(shè)計之初，就應(yīng)該充分考量工程對生態(tài)的影響。要想達到工程與生態(tài)的完美融合，就要在工程設(shè)計階段，通過實際勘察水量、水文、水質(zhì)以及地貌等生態(tài)因素，分析研究之后，將設(shè)計理念與生態(tài)環(huán)境結(jié)合起來，遵循自然規(guī)律，順應(yīng)自然，才可以更好地促進工程的可持續(xù)利用。
4水利工程建筑的生態(tài)化設(shè)計策略
4.1水源工程的生態(tài)化設(shè)計
水利工程的生態(tài)化設(shè)計中，為滿足下游的灌溉需要，首先要考量攔河壩的壅高水位。但是因為河流中存在大量泥沙，因此在攔河壩的長期運行中，就很容易導(dǎo)致河床加寬，雖然有利于泄洪安全，但是無法保證上下游之間泥沙的沖淤平衡，因此要設(shè)計沖砂底孔。如果在設(shè)計中，無法找到齊全的水文、氣象資料，那么在進行舊壩改造時，需要讓攔河壩的寬度保持在一定范圍內(nèi)，對于無孔壩，需要在其中設(shè)置閘門控制的沖砂孔，確保河床運行穩(wěn)定。在一些丘陵山區(qū)地帶，河流高低落差較大，因此要設(shè)置多個小梯級攔河壩，在進行設(shè)計時，需要使用混凝土和漿砌石建設(shè)。對于灌溉區(qū)域比較小，經(jīng)濟條件比較差的地區(qū)，這種工程量很小的梯級攔河壩有著很大的實用性。
4.2輸水工程的生態(tài)化設(shè)計
輸水工程建設(shè)生態(tài)化設(shè)計的要點主要有兩個方面，即排水量和引水量的合理設(shè)計。排水量的計算一定要確保結(jié)果的準確性，一般可以采用平均排除法進行計算。引水量在進行確定時，需要確保充足的資金與成熟的技術(shù)來進行規(guī)劃設(shè)計，否則很容易增加編制灌水模數(shù)圖的難度。在進行引水量設(shè)計時，一定要考慮到作物的最大需水量以及延續(xù)的時間長短來進行預(yù)算設(shè)計。
4.3輔助建筑物的生態(tài)化設(shè)計
水利工程建設(shè)中，水渠中的落差受到輔助建筑物很大的影響，輔助建筑物建設(shè)能夠有效解決平順泄流、消能等問題。在進行規(guī)劃設(shè)計時，一定要重視輔助建筑物中的陡坡和跌水。通?？梢赃x擇標準要求較低的定型設(shè)計。比較偏僻的地區(qū)，交通條件比較差，就需要用土渡槽，也就是臺渠。通過增設(shè)擋土墻、反濾層，然后做好下水槽規(guī)劃設(shè)計，對增強雨水引流能力，避免渠道外側(cè)雨水的擴散，可以很大程度上提高工程建設(shè)的安全性。砌筑擋水墻，可以將雨水匯集，進行統(tǒng)一處理。
4.4生態(tài)河道的設(shè)計
河道的生態(tài)化設(shè)計中，需要對河道的斷面、平面以及護岸和河床等進行設(shè)計。進行設(shè)計之前，首先要對設(shè)計工作有一個整體的把握，明確設(shè)計的總體思路，確認工程之后，完成工程立項，之后要對工程現(xiàn)場進行充分的勘察，進行方案設(shè)計，對方案的合理性進行研究。在設(shè)計護岸時，多采用網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，雖然是硬性結(jié)構(gòu)，但網(wǎng)格中間的孔，可以讓網(wǎng)格空間與土壤充分連接，其中還可以種植綠色植物，在美化生態(tài)的同時，還能起到一定的護欄作用，將河道的生態(tài)性和整體性有效地結(jié)合。為進一步增強河道的抗沖蝕能力，還可以根據(jù)不同河道的情況，設(shè)計不同的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，如斜式護岸、立式駁岸以及直立式結(jié)構(gòu)等。
5水利工程建筑生態(tài)化設(shè)計要點
水利工程建筑的生態(tài)化設(shè)計中，設(shè)計人員在進行方案設(shè)計時需要注意充分考察當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，科學(xué)有效地利用水力資源，實現(xiàn)水利工程經(jīng)濟效益與環(huán)境效益的最大化。在考察生態(tài)環(huán)境，做好設(shè)計前期工作過程中，多數(shù)設(shè)計人員會忽視水文學(xué)對水利工程生態(tài)化設(shè)計的重要作用。在水利工程建筑的生態(tài)化設(shè)計中，一定要充分考量工程可能對河流造成的影響，保護水流資源，保證水資源的科學(xué)、合理地有效利用，實現(xiàn)水利工程的可持續(xù)發(fā)展。目前水利工程生態(tài)化設(shè)計的規(guī)范標準并不統(tǒng)一，因此需要設(shè)計人員提升自身素養(yǎng)，充分理解生態(tài)理念對水利工程建筑設(shè)計的重要意義。在設(shè)計工作中，做到遵循自然規(guī)律，不斷優(yōu)化設(shè)計方案，實現(xiàn)工程建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的平衡。
6結(jié)語
經(jīng)濟的發(fā)展過程中，產(chǎn)生了環(huán)境問題，給人們的生產(chǎn)生活造成了很大的影響。隨著人們環(huán)保意識的增強，水利工程建筑的生態(tài)化設(shè)計，成為水利工程設(shè)計的主流。隨著對生態(tài)理念的深入了解與認識，基于生態(tài)理念的水利工程設(shè)計，有助于我國經(jīng)濟實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，對我國生態(tài)環(huán)境的保護有著重要的意義。
參考文獻
[1]崔云發(fā).探析水利工程建筑的生態(tài)化設(shè)計[J].水能經(jīng)濟，2018（2）：345-346.
[2]明俊.生態(tài)理念在水利工程規(guī)劃與設(shè)計中的應(yīng)用分析[J].四川水泥，2019（7）：53.
作者：朱寧 高雅楠 單位：深圳市水務(wù)規(guī)劃設(shè)計院股份有限公司