生態(tài)理念在農(nóng)田水利工程設計中的應用研究

閻玉偉

（吉林省水利水電勘測設計研究院，長春 130021)

生態(tài)理念在農(nóng)田水利工程設計中的應用研究

閻玉偉

（吉林省水利水電勘測設計研究院，長春 130021)

隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入，農(nóng)田水利工程的發(fā)展也出現(xiàn)了一系列的變化，生態(tài)理念在農(nóng)田水利工程設計中得到了廣泛的運用，發(fā)揮出了巨大的作用。論文主要對農(nóng)田水利工程設計中生態(tài)理念的應用進行了分析，指出了當前農(nóng)田水利工程設計的現(xiàn)狀，并為如何完善生態(tài)理念在農(nóng)田水利工程設計中的應用提出了一些對策。

生態(tài)理念;農(nóng)田水利工程;設計;應用情況

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.09.029

1 引言

農(nóng)田水利工程作為為解決農(nóng)業(yè)灌溉問題與飲用水供應問題而修建的一項排水與灌溉工程，得到了社會各界的高度關注，我國政府不斷采取措施來推動農(nóng)業(yè)基礎設施的建設，使得農(nóng)業(yè)基礎設施狀況得到了很大的改善[1]。而在農(nóng)田水利工程設計中，運用生態(tài)理念來進行設計能夠進一步提高其設計的科學合理性，進而也就能夠為國民經(jīng)濟建設創(chuàng)造更好的條件。

2 生態(tài)水利工程介紹

生態(tài)水利工程屬于水利工程分支結構，也是生態(tài)工程和水利工程的結合，目前成為全新的學科。生態(tài)水利工程要求設計標準為生態(tài)學，滿足水利工程可持續(xù)、生態(tài)的發(fā)展要求[2]。生態(tài)水利要求滿足人類可持續(xù)發(fā)展的需求，也是維護自然生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定的標準所在，從一定角度來分析，生態(tài)水利工程含義就是在實際建設過程中，需要能夠維護工程周邊合流生態(tài)環(huán)境，并將水利工程和河段治理、防污結合起來，達到自然資源可持續(xù)發(fā)展的要求。其目的是建立“有機、綠色”生態(tài)水利工程。圖1則是對水利工程在構建和諧自然環(huán)境中的作用和地位進行分析，右側顯示為社會活動可能會對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞的過程，左圖則是表示社會活動修補生態(tài)環(huán)境的過程。

圖1 社會活動對生態(tài)系統(tǒng)的干擾以及修復

水利工程除了能夠從根本上滿足人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)的需求以外，還能夠合理分配地球水資源，防止旱澇災害的出現(xiàn)，提升社會經(jīng)濟發(fā)展效益。但是，在社會條件和自然條件的影響下，若水利工程修建不合理，則會對生態(tài)環(huán)境造成不健康的影響。而且，人類對于自然資源消費過度導致其逐漸出現(xiàn)枯竭的危機。生態(tài)環(huán)境惡化嚴重，必要狀況下需要將水利工程和生態(tài)工程完美統(tǒng)一地結合在一起，對生態(tài)環(huán)境進行保護，促進社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

3 在農(nóng)田水利工程設計中應用生態(tài)理念的對策

3.1 對農(nóng)田水利工程設計必需的水文資料加以完善

在進行農(nóng)田水利工程設計的時候，水文資料是基礎條件之一，不論是對工程建設施工還是當?shù)厮Y源的合理利用都具有非常重要的意義，也是保證在農(nóng)田水利工程設計中運用到了生態(tài)理念與環(huán)境保護理念的重要條件。不同地區(qū)的水文資料具有一定的差異性，其能夠為當?shù)剞r(nóng)田水利工程建設的立項、設計以及實際施工等工作提供真實準確的水文依據(jù)，可以為農(nóng)村地區(qū)的防汛減災工作提供水文技術與服務支持，使農(nóng)村地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人民生命財產(chǎn)安全得到保護。而為了改變在目前農(nóng)田水利工程設計中水文資料缺乏的現(xiàn)狀，可以采取以下兩個措施：（1）農(nóng)田水利工程設計工作人員要通過文獻資料、圖書資料、互聯(lián)網(wǎng)等渠道來收集當?shù)噩F(xiàn)有的水文資料，與當?shù)鼐用襁M行充分的交流，不斷整理與完善收集到的水文資料，再將其合理準確地運用到農(nóng)田水利工程設計中；（2）當?shù)氐霓r(nóng)田水利部門要對農(nóng)田水利工程的建設予以全力支持，在施工圖紙的設計、水文資料的整理等方面對農(nóng)田水利工程設計工作人員給予支持，對于其中存在的不當之處要及時指出并進行修正，重視農(nóng)田水利工程設計中對生態(tài)理念的應用。

3.2 提高農(nóng)田水利工程設計人員的生態(tài)理念意識與專業(yè)設計素養(yǎng)

設計人員作為農(nóng)田水利工程設計工作的執(zhí)行者，其專業(yè)設計水平的高低會影響設計結果的水平，其所具有的生態(tài)理念意識也決定了在農(nóng)田水利工程設計中是否融合了生態(tài)理念。因此，為了讓生態(tài)理念在農(nóng)田水利工程設計中得到更加良好的應用，就必須采取措施來提高農(nóng)田水利工程設計工作人員的綜合素質，設計人員不僅要具備環(huán)境保護觀念與專業(yè)設計技術，而且還要將這兩者進行完美結合，確保自己能夠充分發(fā)揮出對設計工作的積極影響。因此，要加大力度對農(nóng)田水利工程設計工作人員進行培養(yǎng)，對設計人員定期考核，確保設計人員的設計能力能夠與農(nóng)田水利工程設計工作的要求相符合。除了要重視設計人員的動手設計能力與理論基礎知識，還要對設計人員進行關于生態(tài)理念的相關教育，讓其意識到運用生態(tài)理念來進行農(nóng)田水利工程設計的重要性，同時也讓設計人員充分了解到環(huán)境保護對于社會發(fā)展與人民生活的重要意義，讓其能夠掌握生態(tài)理念的核心內(nèi)容，并在生態(tài)理念的指導下來進行具體的農(nóng)田水利工程設計，確保農(nóng)田水利工程設計體現(xiàn)出環(huán)保性、科學性與生態(tài)性之間的相互統(tǒng)一。

3.3 實現(xiàn)生態(tài)理念與農(nóng)田水利工程設計的相互協(xié)調統(tǒng)一

在農(nóng)田水利工程設計中應用生態(tài)理念的主要目的就是為了確保最后建設出來的農(nóng)田水利工程能夠與生態(tài)環(huán)境之間實現(xiàn)協(xié)調發(fā)展，而在農(nóng)田水利工程建設的各個環(huán)節(jié)中，農(nóng)田水利設計的重要性最為明顯。因此，在農(nóng)田水利工程的設計階段中要將生態(tài)理念貫徹到每一個環(huán)節(jié)與細節(jié)之中。在進行設計的時候，設計人員要堅持和諧發(fā)展理念的指導，除了要考慮農(nóng)田水利工程的社會效益與經(jīng)濟效益之外，還要為當?shù)氐膭游飾⑴c植物生長創(chuàng)造良好環(huán)境，為當?shù)厮粗械聂~類產(chǎn)卵創(chuàng)造條件，確保工程的建設不會可能會給當?shù)刈匀画h(huán)境與帶來生產(chǎn)造成破壞。同時，對農(nóng)田水利工程可能給周圍環(huán)境帶來的影響進行全面評估、評價，并調查和預測農(nóng)田水利工程建設對周圍地區(qū)環(huán)境可能造成的影響，制定出相應的防治環(huán)境破壞與污染的對策，在此基礎上，再進一步調整農(nóng)田水利工程的設計，使其能夠與當?shù)氐膶嶋H發(fā)展情況相符合。

3.4 在農(nóng)田水利工程設計中運用新型的生態(tài)技術與材料

在社會可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境之中，生態(tài)理念開始在社會各行業(yè)中都得到了踐行，推動了生態(tài)化技術與材料的開發(fā)與使用，設計市場中涌現(xiàn)出了許多可以運用在農(nóng)田水利工程設計中的材料與技術，比如植草專用磚、運用在護岸方面中的石籠、膜袋等等。原有的水閘技術也得到了不斷的創(chuàng)新，翻板閘、鋼壩閘等憑借著自身操作簡便、結構簡單、效果明顯等優(yōu)點在近年來得到了廣泛的應用，如圖2所示。

圖2 翻板閘與鋼壩閘

雖然生態(tài)技術與材料能夠在農(nóng)田水利工程設計中發(fā)揮出巨大的作用，但其本身或多或少都會存在著某種不足或者缺陷。因此，在其使用到實際設計過程中，必須嚴格根據(jù)其特點與適用對象來進行選擇，這樣才能夠為后續(xù)的施工提供科學的參考與指導。

3.5 在塘堰的規(guī)劃設計中充分運用生態(tài)理念

塘堰在生態(tài)治污與生態(tài)保護等方面具有重要的作用，其能夠保持生態(tài)能量得到循環(huán)的利用，在整個農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中的重要性十分突出，具有防洪、灌溉的作用，而且還能夠增加物種的多樣性，使局部小氣候得到合理的調節(jié)，還可以截留存在在農(nóng)田中的農(nóng)藥與氮、磷。可見，做好了塘堰設計對整個農(nóng)田水利工程設計的重要意義。

塘堰的設計，要確保不會減少塘堰的蓄水量。對于一些淤積嚴重、蓄水量較少的零散分布在耕地中間的小塘堰，可以使用填塞整理的方法將其變?yōu)楦亍τ谝恍┘蟹植嫉奶裂撸梢栽谥盎A上再對其進行加深、加大處理，確保在規(guī)劃前后不會減少區(qū)域的水面率。在我國南方地區(qū)，塘堰一般都不會被當成是灌溉水源來使用，這樣，塘堰的最小蓄水量也就只包括塘堰生態(tài)需水量與在非降雨時期內(nèi)塘堰水面的蒸發(fā)量，用公式表示則為

式中，Vmin為塘堰的最小蓄水量；Vs為塘堰生態(tài)需水量；Vz為塘堰水面的蒸發(fā)量。

分析計算塘堰的生態(tài)需水量，一般都可以使用以下這種方法來進行：

式中，V1是指塘堰外邊的人工或天然植被的耗水量；V2是指維持塘堰內(nèi)生物棲息需要的生態(tài)需水量；V3是指在水面蒸發(fā)量大于降水量的時候為保持塘堰正常功能所需要的水量。

這種方法是以魚類作為指示生物的，通過魚類對生態(tài)空間的最小需求來確定塘堰的最小需水量，其中，魚類需求的最小生態(tài)空間參數(shù)如表1所示。

表1 魚類需求的最小生態(tài)空間參數(shù)

根據(jù)以上方法設計出來的塘堰，能夠實現(xiàn)生態(tài)效益與經(jīng)濟效益的統(tǒng)一。

4 結語

綜上可知，農(nóng)田水利工程設計會對整個工程后期建設的效率與效益產(chǎn)生重大影響，設計理念也關系到設計的質量與水平。在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)發(fā)展水平逐漸提升的影響下，水利工程在滿足人類社會發(fā)展需求的基礎上對生態(tài)環(huán)境造成不良影響，特別是對合流生態(tài)環(huán)境造成劈壞。要想更好地解決相關問題，就要從源頭出發(fā)開展生態(tài)水利工程建設工作，保證工程建設能夠與生態(tài)環(huán)境之間實現(xiàn)和諧相處，在今后的農(nóng)田水利工程設計中必須要充分運用生態(tài)理念，在遵循自然發(fā)展客觀規(guī)律的前提下不斷提高農(nóng)田水利工程的生態(tài)環(huán)保性與經(jīng)濟價值。

【1】宋具蘭,羅海波,吳琳娜,潘伯娟,陳遠云.喀斯特山區(qū)農(nóng)田水利工程建設發(fā)展趨勢—以貴州省為例[J].中國農(nóng)業(yè)科技導報,2016（1）:112-119.

【2】陳雷.全面貫徹落實黨的十八屆五中全會精神奮力譜寫“十三五”水利改革發(fā)展新篇章——在全國水利廳局長會議上的講話[J].水利發(fā)展研究,2016（2）:1-11.

Study on theApplication of Ecological Concept in the Design of Farmland Water Conservancy Project

YAN Yu-wei
(Jilin Research Instituteof Water Resources and HydropowerSurveyand Design,Changchun 130021，China)

With the deepening of the concept of sustainable development, the development of irrigation and water conservancyengineering also appeared a series of changes, ecological concept in the design of farmlandwater conservancy project has beenwidely used,playahugerole.Thispapermainlytheapplicationofecological ideasin the design offarmlandwater conservancyproject analysis, pointsoutthe present situation of the irrigation andwater conservancyengineering design, and proposes some countermeasures forhowto improve theecologicalconceptinthedesignoffarmlandandwaterconservancyengineeringapplication.

ecologicalidea;farmlandwaterconservancyproject;design;application

S27

A

1007-9467（2016）09-0109-03

2016-07-28

閻玉偉（1973～），男，吉林梨樹人，高級工程師，從事水利工程設計與研究，（電子信箱）382910110@qq.com。