水利工程建设中生态设计的运用与分析

　　摘要：文章结合寻乌县文峰乡七塅石片区综合治理和生态修复项目工程，对水利工程建设中生态设计及生态设计的运用进行了阐述和分析。

　　水利工程建设中生态设计的运用需要严格按照设计原则进行，才能保证设计的可行性及严谨性，同时还需要规避注意事项，避免由于考虑不全面而出现设计问题，还需严格遵循设计要求，保证设计的完整性和高质量性。因此，在生态设计运用探究前，需要对这几部分进行深入详细的探究，保证生态设计运用的顺利进行。水利工程建设中生态设计的运用需要从整体到局部，明确运用的具体方向以及运用的具体操作，保证生态设计的作用有效发挥，保证生态设计的全局性以及生态设计的细节，同时也保证生态设计的可操作性，避免在施工过程中出现问题。本文以寻乌县文峰乡七塅石片区综合治理和生态修复项目工程为例，对水利工程建设中生态设计的运用与分析进行具体的分析和阐述。

　　1.工程概况

　　寻乌县文峰乡七塅石片区综合治理和生态修复项目工程位于文峰乡七塅石片区，工程治理总面积为3.05km2，工程主要内容为矿山复绿工程、水系综合治理工程、农田改良提升工程和矿山治理工程。水系防洪标准20年一遇，工程等别Ⅴ等，工程合理使用年限30年，水系生态修复着重于“水畅、河清、岸绿、景美”的总体修复目标。

　　2.水利工程建设中生态设计概况阐述

　　2.1.水利工程建设中生态设计原则

　　水利工程建设中生态设计原则包括修复原则、多样性原则以及和谐共处原则，修复原则就是河流的生态系统自我修复原则，在水利工程建设过程中生态设计开展前，需要对河流生态系统进行全面勘测以确定实际的自我修复能力强弱，主要原因是水利工程建设中必然会对环境产生影响，需将影响控制在自然生态能够自动修复调节的范围内，保证环境与工程的和谐共处；多样性原则就是河流中生物多样性原则，生物的多样性实际情况直接影响生态的稳定性以及生态的自我调节能力，因此在设计过程中需要保证不影响生物的生存环境，维持生物的多样性；和谐共处原则就是人与自然和谐共处原则，水利工程的各项功能实现，在设计过程中都需要考虑人和自然2方面，既需要保证功能的稳定实现，也需要保证不对环境造成不可逆的影响例如断面设计，在设计过程中，必须保证水位最高不超过周边的河岸，避免对居民的人身安全财产安全造成威胁，水位最低不能低于河流生物的生存条件。只有在水利工程建设中生态设计严格遵循这3项原则时，才能保证水利工程建设的生态稳定性。

　　2.2.水利工程建设中生态设计注意事项

　　水利工程建设中生态设计需要考虑的层面较广，较为复杂，在实际的设计过程中需要注意的事项为提升水资源的利用率，保证水资源的合理开发和利用，进一步降低水利工程对于环境影响程度，这对于水利工程的发展而言有巨大益处。注意事项还包括水利工程的建设地址选择、规划、设计以及施工等各个环节，需要合理地对自然资源进行科学应用和反复应用，进一步提升水利工程与环境的融合度，实现对水利工程成本的有效控制。

　　2.3.水利工程建设中生态设计要求

　　水利工程建设中的生态设计要求不仅需要考虑设计的结构、设计的内容以及设计的现场环境因素等，还需要考虑当地的气候变化、自然灾害发生的概率情况等，提前对设计方案进行强化以及优化。设计要求包括设计要有深度，要根据不同建设时期进行合理的调整，也需要根据施工进度的变化合理地调整。设计要求还需包括考虑生态敏感度，将之控制在一个合适的范围，避免对生态系统产生影响，避免破坏生物多样性。

　　2.4.水利工程建设中生态设计特点

　　水利工程建设中生态设计特点为设计对生态环境的影响，例如隔断对生物生存的影响；对环境的影响，主要分析不利影响；考虑生态规律，保证在设计中影响程度最小化。

　　3.水利工程建设中生态设计的运用

　　3.1.水利工程建设中工程总体布置生态设计运用

　　水利工程建设中地生态设计运用需要从实际的环境因素生态因素入手，对建设环境进行全面的调查，确定河道的形态、河道的实际情况、生态情况等，再结合水利工程建设的基本要求、建设的条件要求等选择最为合适的位置，避免出现裁弯取直的情况，减少对环境造成的影响，降低工程的施工难度以及施工成本。

　　3.2.生态护岸和传统护岸

　　生态设计主要应用于护岸。生态护岸较于传统护岸，除考虑功能性以及安全性等基础功能之外，还需考虑生态安全情况，人与自然和谐共处情况，生态护岸的功能增加了亲水、娱乐、生态与景观等，设计过程中需要考虑的要素增加；二者形态上的区别在于传统护岸的人为建设规划以及人为调整更为凸显，而生态护岸则更接近天然状态，整体形态更为自然；二者使用的材料上区别在于传统护岸主要使用混凝土、砌石等非自然材料，而生态护岸则主要使用木材、植物、天然石等天然材料；二者的施工区别在于传统护岸的规范性较强，存在明显的统一性，较为固定死板，对后期的维护工作要求较高，而生态护岸则以实际的地域情况环境情况为依据，进行适当的调整，与环境的融合度较高，对于维护工作的要求较低；二者的工程效果区别在于传统护岸没有考虑实际的环境情况，施工存在一定的强制破坏性，会对生态环境造成一定程度的负面影响，而生态护岸科学地融入环境并且对环境有一定的改善效果，对于生态的维护效果也较为显著。

　　生态护岸的设计方案，设计过程中需考虑河道的地形地势、地质、水势、工程结构、施工环境、施工条件、工程情况等，因地制宜地分析出设计方案， 护岸的生态植草砖采用生态墙壁砖结合连锁式形式进行，不同位置采用对应的生态植草砖嵌入方式，保证覆盖率以及生长率，改善生态环境。该结合形式的方案优势在于渗透性强化，降低流体静力的破坏，面层可植草，绿化的效果强化，施工要求较低，方便快捷，维护难度较低，改善水生动植物的生存环境。在此过程中，还需要注意的是根据环境的实际情况以及可生存植物的特性选择耐冲刷、拦截过滤效果好的植物及时种植撒草籽。

　　3.3.生态设计

　　在水利工程建设过程中，生态设计需考虑强化河道自我调节净化能力的方式，例如加速水流流速，让河道实现在水流流淌过程中产生更多的气泡，河道的自我净化能力得以强化，即实现污染物氧化速度加快转化为无机物的速度加快，河道所能够承受的影响程度也随之提升，对建设施工的要求也相对减少。当河道中的细菌、真菌快速繁殖时，河道中的水体生物就会获取更多的养分快速生长，例如藻类，通过光合作用增加河道的氧含量，为其他生物的生长提供更好的环境摇篮，进一步强化水体的自我净化能力。

　　4.寻乌县文峰乡七塅石片区综合治理和生态修复项目工程生态设计的主要内容

　　寻乌县文峰乡七塅石片区综合治理和生态修复项目工程的生态设计内容包括生态塘设计、水源涵养带上游端现状分布有一口生态净化塘，水质相对较好，为自然状态，存在岸坡失稳、溢流冲刷等问题。结合本地材料考虑，采取清淤及雷诺护垫的岸坡整治的方式进行生态治理，水中设置净水浮床，并于出口处设置一生态溢流堰保证堰塘岸坡的稳定。生态塘通过设置游览步道、增加观景休憩亭等措施，提升景观环境效果。

　　寻乌县文峰乡七塅石片区综合治理和生态修复项目工程的生态设计内容还包括水源涵养带设计，现状河道长1663m，按20年一遇洪峰流量（61.60m3/s）设计，根据地形渠道底纵坡2/100。结合水系景观方案，从河道过水频率及生态角度，尽量以现状自然岸线为主，减少人工干扰的痕迹，沿线设置跌水堰坝增氧曝气，净化水质，同时作为两岸人行交通联系通道，主要对河道中心线进行清淤疏浚后岸坡采取松木桩固脚植草护坡的型式。

　　寻乌县文峰乡七塅石片区综合治理和生态修复项目工程的生态设计内容还包括水系连通设计，由于现状水系布置受周边环境变化影响较大，本次为保证河道水系之间的正常连通，对桩号QK1+680~2+547河槽进行开挖后采取生态护砌的总体方案，河道总体治理长度867m。根据地质勘探，开挖后设计高程河槽对应的地层为中风化花岗岩，较难形成平顺的行洪过流断面，对行洪断面范围内边坡及底板采用C25混凝土回填调平，保证河道连通的行洪安全。

　　项目建成后，能有效地改善七塅石河水体环境，控制面源污染，改善片区生态系统，增强区域生态系统功能，改善人居环境，提升园区绿色发展水平，助推寻乌县生态农业、绿色工业转型升级，为县生态文明建设、“两山”理论转化示范样板打造再立新功。

　　5.结语

　　水利工程建设中生态设计的运用需要从实际出发，结合实际的生态环境、地质结构等，以实际的环境为基础合理地利用环境因素以及地势地质条件等，保证设计方案与实际环境的契合性，也进一步的降低对于环境造成的影响和破坏，并且对生态环境进行一定程度上的优化，推动水利工程建设的进一步优化发展。

　　（作者单位：寻乌县水利局）

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