生態(tài)理念在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用分析

呂 賀

(淮安市水利勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司南華分公司，廣東 廣州 510000)

“綠色青山就是金山銀山”，水利工程設(shè)計(jì)一定要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展潮流，融入生態(tài)理念。這些年很多區(qū)域的水利工程建設(shè)期間，發(fā)現(xiàn)存在破壞生態(tài)環(huán)境、污染、浪費(fèi)等各種情況，嚴(yán)重影響工程建設(shè)的生態(tài)效益，且在建成之后很容易出現(xiàn)質(zhì)量與安全問(wèn)題。不僅未能發(fā)揮水利工程的實(shí)際作用，還對(duì)后期的使用造成極大影響。所以在本項(xiàng)目中，水利工程設(shè)計(jì)引入生態(tài)理念，確保設(shè)計(jì)的綠色性、可靠性與合理性。

1 工程案例

工程建設(shè)河段已進(jìn)行中小河流治理，為廣東省新豐縣新豐江(梅坑段)綜合治理工程以及新豐縣2016年度中小河流治理項(xiàng)目新豐江治理工程，結(jié)合已有工程與規(guī)劃，打造“一廊、三帶、三景”的鄉(xiāng)村生態(tài)體驗(yàn)展示碧道。新豐江是珠江水系東江的一條支流，全長(zhǎng)163 km，河道平均坡降1.29‰，集水面積為5813 km2。在距河源市僅6 km的新豐江下游亞婆山峽谷出口處建立了一個(gè)水電站，形成了一個(gè)廣東省最大的人工湖——新豐江水庫(kù)(又稱萬(wàn)綠湖)。在該水利工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，為落實(shí)“綠色青山就是金山銀山”的理念，需要在設(shè)計(jì)過(guò)程中合理應(yīng)用生態(tài)理念，確保設(shè)計(jì)的可靠性與合理性。

2 生態(tài)理念在水利工程設(shè)計(jì)中的重要性

2.1 踐行綠色發(fā)展理念

開展萬(wàn)里碧道規(guī)劃建設(shè)，就是以水為主線，統(tǒng)籌山、水、林、田、湖、草等各種生態(tài)要素，打造“清水綠岸、魚翔淺底、水草豐美、白鷺成群”的生態(tài)廊道，進(jìn)而推動(dòng)河湖綜合治理、沿線休閑游憩設(shè)施建設(shè)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、宜居城鄉(xiāng)建設(shè)和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，探索出一條經(jīng)濟(jì)社會(huì)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的新路徑。

2.2 水環(huán)境治理

梅坑河碧道類型主要為鄉(xiāng)村型碧道，根據(jù)《廣東萬(wàn)里碧道試點(diǎn)建設(shè)指引(暫行稿)》，碧道水質(zhì)應(yīng)清澈無(wú)異味，水體流動(dòng)，健康有活力。碧道水質(zhì)不低于IV類水標(biāo)準(zhǔn)。梅坑河現(xiàn)狀水質(zhì)基本達(dá)到Ⅲ類水標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 水生態(tài)保護(hù)與修復(fù)

梅坑河現(xiàn)狀河岸沿線灘地多為天然卵石灘地，本碧道建設(shè)方案將對(duì)現(xiàn)狀沿河灘地進(jìn)行保留，部分灘地進(jìn)行改造；但關(guān)于到灘地范圍較大時(shí)，需要從當(dāng)?shù)貙?shí)際情況出發(fā)，將生態(tài)河流打造為更加優(yōu)美與宜居的景色，確保人與自然地和諧相處。當(dāng)灘地的范圍不大時(shí)，需要盡量保存下來(lái)，不對(duì)其進(jìn)行改造[1]。梅坑河沿岸部分區(qū)域植被較茂密，碧道建設(shè)盡量保留岸邊帶現(xiàn)狀自然植被，遵循鄉(xiāng)村型及自然生態(tài)型碧道建設(shè)理念，控制開發(fā)程度，減少對(duì)岸邊帶原生態(tài)的影響。

2.4 水安全提升

建設(shè)河段已進(jìn)行中小河流治理，在對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行治理期間，一定要針對(duì)實(shí)際情況做好治理工作。在防洪設(shè)計(jì)時(shí)，也要將其設(shè)計(jì)為10 a一遇，不會(huì)再增加防洪工程[2]。

3 生態(tài)理念在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原則

3.1 經(jīng)濟(jì)性原則

項(xiàng)目在建設(shè)期間，需遵循經(jīng)濟(jì)性原則，降低成本支出，確保各方效益。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，對(duì)施工材料的要求較高，但是為確保經(jīng)濟(jì)效益，一般要就地取材，且需要對(duì)取材地的距離進(jìn)行分析，這樣才能控制材料價(jià)格。同時(shí)，在工程開展期間，需要對(duì)人力成本進(jìn)行有效控制，避免增加人力成本[3]。

3.2 安全性原則

工程建設(shè)河段一定要遵循安全性原則，這樣才能避免在施工過(guò)程中出現(xiàn)安全事故，也能確保建設(shè)項(xiàng)目建成之后，防止出現(xiàn)安全與質(zhì)量問(wèn)題。所以安全性原則是基礎(chǔ)，所以需嚴(yán)格遵循該原則[4]。

3.3 綠色原則

在生態(tài)理念的應(yīng)用期間，水利工程項(xiàng)目建設(shè)全過(guò)程，要確保經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等協(xié)調(diào)發(fā)展，在確保水利工程安全、質(zhì)量的基礎(chǔ)上，一定要堅(jiān)持“綠色”理念，在操作過(guò)程中，要保持施工的可靠性與合理性，不要對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響。同時(shí)在材料的選擇過(guò)程中，要確保綠色性，不會(huì)增加成本，也不會(huì)造成環(huán)境污染[5]。

4 生態(tài)理念在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用策略

在新豐江新豐縣城上游段碧道建設(shè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過(guò)程中，要堅(jiān)持“生態(tài)理念”，確保設(shè)計(jì)符合時(shí)代發(fā)展潮流，滿足當(dāng)?shù)氐纳a(chǎn)需求。為提升水利工程設(shè)計(jì)質(zhì)量與效率，確保在項(xiàng)目建成之后的可持續(xù)性，要合理應(yīng)用生態(tài)理念。

4.1 注重河流自然演變規(guī)律

水利工程設(shè)計(jì)期間生態(tài)理念的融入，要尊重河流，理解河流，也就是注重河流自然演變規(guī)律。這些年水資源短缺、水環(huán)境惡化等問(wèn)題比較嚴(yán)重，在這種情況下，人們開始意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性，也認(rèn)識(shí)到生態(tài)水利工程建設(shè)的重要性[6]。所以需要針對(duì)實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要符合自然規(guī)律，發(fā)揮好生態(tài)水利工程的價(jià)值與最用[7]。

在水利工程設(shè)計(jì)期間，需要關(guān)注水利工程與生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系與相互影響，在水利工程設(shè)計(jì)期間，要關(guān)注河流的自我修復(fù)能力，這樣才能在生態(tài)理念堅(jiān)持下，對(duì)水災(zāi)害、水環(huán)境等各類問(wèn)題進(jìn)行有效解決。水利工程設(shè)計(jì)全過(guò)程，要堅(jiān)持“生態(tài)優(yōu)先、保護(hù)第一”的基本原則，這樣才能最大限度發(fā)揮水利工程的作用，降低對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的破壞。

4.2 重視規(guī)劃整體統(tǒng)籌

水利工程設(shè)計(jì)工作的開展過(guò)程中，要站在宏觀戰(zhàn)略角度看待水利工程與經(jīng)濟(jì)、生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系，在水利工程設(shè)計(jì)師，要具備發(fā)展思維與眼光。設(shè)計(jì)需從防洪、供水、生態(tài)保護(hù)等多個(gè)角度出發(fā)，對(duì)河流的整個(gè)流域、上下游等進(jìn)行整體分析，在生態(tài)理念基礎(chǔ)上，確保水利工程的效益最大化[8]。

關(guān)注河流的縱向與橫向貫通性，要了解與探究各生態(tài)要素之間的關(guān)系。水利工程建成之后能成為生物適宜的棲息之地，一般可以設(shè)置沼澤濕地、種植林帶等。在設(shè)計(jì)期間，材料的選擇要遵循“綠色”原則，避免對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染。如果在施工期間有土方開挖，一定要及時(shí)填補(bǔ)[9]。

4.3 注重科技創(chuàng)新

創(chuàng)新是水利工程設(shè)計(jì)與建設(shè)中的關(guān)鍵所在，需要對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)進(jìn)行分析與研究，然后創(chuàng)新基礎(chǔ)學(xué)科。通過(guò)理論創(chuàng)新，支持科學(xué)創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新，為水利工程設(shè)計(jì)提供支持。比如“近自然河道治理工程學(xué)”的提出與創(chuàng)新，可以為生態(tài)水利工程建設(shè)提供可靠支持。在理論創(chuàng)新基礎(chǔ)上，技術(shù)創(chuàng)新十分關(guān)鍵[10]。

水利工程行業(yè)的發(fā)展離不來(lái)技術(shù)創(chuàng)新，需要通過(guò)生態(tài)型或者綠色型技術(shù)與材料的發(fā)展與應(yīng)用，不斷提升水利工程設(shè)計(jì)水平。比如在設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以將生態(tài)型材料運(yùn)用到設(shè)計(jì)中，常見的材料有生態(tài)袋、生態(tài)毯等生態(tài)護(hù)岸材料，這些材料在實(shí)際應(yīng)用中比較廣泛，效果良好。同時(shí)也可以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)對(duì)河流流域相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)了解河流情況，為水利工程建設(shè)提供可靠支持[11]。

4.4 節(jié)能設(shè)計(jì)

由于本工程是民生工程，主要功能是向縣城供水，主要的效益為社會(huì)效益，本工程的節(jié)能降耗效益主要體現(xiàn)在施工階段。在施工技術(shù)方案的確定上，一定要符合實(shí)際要求，切確保經(jīng)濟(jì)型與可靠性，提升節(jié)能設(shè)計(jì)質(zhì)量。綜合各個(gè)方面的情況，對(duì)工藝、設(shè)備等進(jìn)行綜合分析。通過(guò)科學(xué)合理的節(jié)能設(shè)計(jì)，能有效降低能耗，節(jié)省成本，同時(shí)也能降低資源浪費(fèi)，真正實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展。

在該項(xiàng)目中，由于項(xiàng)目規(guī)模較大，消耗的精力、物力較多，所以在組織設(shè)計(jì)期間，不僅要考慮自身實(shí)際情況，還要積極引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，確保整個(gè)設(shè)計(jì)的可靠性與先進(jìn)性。施工機(jī)械設(shè)備選型和配套設(shè)計(jì)期間，方案的最終確定，需要結(jié)合地形、設(shè)備性能等各種情況，然后制定出符合本項(xiàng)目的一套方案。電動(dòng)、液壓、柴油等能耗低、生產(chǎn)效率高的機(jī)械設(shè)備是優(yōu)選方案，設(shè)備的數(shù)量一定要合理確定，避免造成浪費(fèi)情況。同時(shí)也要能為施工的有效開展提供支持。下面就主要施工機(jī)械設(shè)備數(shù)量及能耗指標(biāo)如下(見表1)。

表1 主要施工機(jī)械設(shè)備數(shù)量及能耗指標(biāo)表

4.5 注重水文化建設(shè)

生態(tài)理念下的水利工程設(shè)計(jì)，要從當(dāng)?shù)貙?shí)際情況出發(fā)，在與生態(tài)環(huán)境相一致的情況下，也要緊密結(jié)合當(dāng)?shù)匚幕ㄔO(shè)。通過(guò)與文化建設(shè)的聯(lián)系，讓水利工程建成之后，成為當(dāng)?shù)乜平绦麄鞯鹊闹匾獔?chǎng)所，肩負(fù)起科普的重責(zé)。同時(shí)，在宣傳教育工作開展期間，也能讓當(dāng)?shù)厝罕娬J(rèn)識(shí)到保護(hù)生態(tài)環(huán)境及生態(tài)水利工程的重要性。生態(tài)理念下的水利工程設(shè)計(jì)，需要兼顧文化建設(shè)，滿足時(shí)代發(fā)展需求。

5 設(shè)計(jì)成果

生態(tài)理念在水利工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有良好的節(jié)能效果，該工程綜合能耗計(jì)算見表2。

表2 固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目綜合能耗情況表(年耗能量)

由于本工程是民生工程，主要功能是向縣城供水，主要的效益為社會(huì)效益，本工程的節(jié)能降耗效益主要體現(xiàn)在施工階段。

施工組織設(shè)計(jì)中節(jié)能設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就在于選擇經(jīng)濟(jì)高效的施工技術(shù)方案，將節(jié)能降耗落實(shí)到施工材料、設(shè)備、工藝等技術(shù)措施上。本治理工程在采取節(jié)能降耗措施后，能耗總量為：柴油45.389 t，汽油16.04 t，電7.05萬(wàn)kW·h。經(jīng)濟(jì)效益良好。

6 結(jié)語(yǔ)

在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展期間，水利工程是重要基礎(chǔ)，這些年人們對(duì)水利工程事業(yè)的發(fā)展要求不斷提升，生態(tài)理念的融入成為關(guān)鍵。縱觀全球水利工程設(shè)計(jì)與建設(shè)，生態(tài)理念必將成為主流，是生態(tài)文明建設(shè)中必不可少的內(nèi)容。所以我國(guó)在未來(lái)要加強(qiáng)生態(tài)水利工程相關(guān)研究，為生態(tài)水利工程建設(shè)提供可靠支持。最后，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)改革創(chuàng)新過(guò)程中，需要生態(tài)水利的支持，同時(shí)也要不斷創(chuàng)新理念與技術(shù)，深化水利事業(yè)發(fā)展。