水利建设中的生态水利工程设计

水利建设中的生态水利工程设计

李明柳

河南省豫北水利勘测设计院有限公司河北分公司河北省保定市071000

摘要：水利工程建设会对区域的生态环境带来严重的污染，一定程度上影响了水利工程建设区域的经济发展，近年来环境污染问题日益严重，水利工程的污染问题渐渐受到了广泛的关注，生态水利工程建设的目的就是改善水利污染进而促进水利发展，本文主要就当前我国生态水利工程建设过程中存在的问题进行简单的讨论，并有针对性地提出几点建议。

关键词：生态；水利工程；设计；问题

前言：水利工程的建设为我国经济发展带来了较大的利益，极大地满足了人们生产和生活的需要。但水利工程在建设的同时也在一定程度地打破了生态平衡，最终会影响到人们的生活。一方面，水利工程拦截的河流虽然在一定程度消除了洪涝灾害，但也使得因蓄水量增加而造成的上游河道变宽或加深，进而导致大量陆地被侵占，原有生长在河道周边动植物的生态环境也被改变，从而破坏了大自然的天然食物链；另一方面，由上游拦截而造成的下游河流断流也使得水生生物多样性减少，破坏了水流的自身净化，进而造成水资源污染。因此，创新完善生态水利工程设计能够减少对大自然生态环境的破坏，推进社会的可持续发展。

1、生态水利概述

所谓的生态水利是指人类在发展过程中，通过合理利用水资源实现对其的高水平开发，消除开发过程中造成的水污染现象，并保障周边生态环境免遭破坏，实现人类对水资源的可持续利用。在对生态水利进行设计时，应充分考虑社会、经济、环境多种因素，制定科学合理的发展规划，以期实现生态水利，形成人类与大自然和谐共生的模式。生态水利的运用过程具体体现在以下几个方面：一是在水利设计过程中，生态水利设计人员应对水利工程与生态环境之间的关系有充分的认识，使设计出的生态水利工程更加科学合理，契合实际，从而保障人在生态环境中的良好发展；二是在利用水资源的同时注意节约，不破坏水资源的自我恢复功能，进而保障水资源的质量与安全；三是在水利建设过程中，应注意对生态环境与水资源之间的关系进行动态分析，在保障水资源可持续利用的同时，保护生态环境的健康发展；四是在水利建设过程中，一方面应注意保护人员安全，减少财产损失，规避可能引起生态水利工程建设的质量安全问题；另一方面注意提高人员生态水利工程建设的水平，注意保护周边的环境，充分保障该区域内的生态环境系统可持续性发展。

2、生态水利工程规划设计原则

    2.1遵循安全性和经济性原则

一直以来，安全性都是水利工程中至关重要的一个环节，生态水利工程规划的设计也应该遵循这一原则，保证工程设计是符合水文学和工程力学的有关规定，保证水利工程建设中每步工序都具有规范性。并且，在规划设计的过程中，还应该考虑到雨水对河床的侵蚀和腐蚀作用，保证在经受连续性的阴雨天气以后，水利工程依旧具备安全性能，能够平稳运行。同时，在经济上，要遵循经济效益最大化的原则，以便能够用最少的资金投入收获最大的效益，并且所承担的风险最小。

    2.2生态系统保障

物种存在的多样性是以生存空间异质性为前提的，也就是说，生存环境具有较高的差异性特征，便会形成有些局部的生存空间，促进生物的多类型繁衍。如果地域的差异性较差，生物种类的繁殖可能性也较小，从而出现单一化的生长特征。可见，环境差异对生物群落和种类的发展具有直接的影响作用。

    2.3生态系统可自恢复

生态系统具有对自身的自行组织与设计能力，能够根据当前既有的生物种类进行合理的选择，并形成相应的生态链条，使整个系统的设置更为科学。在实施水利工程时，设计人员应人为控制对生态系统的破坏程度，需积极引入新的理念来设计和完成施工任务，从而达到工程与环境的平衡统一。人类一直在改造方面占据着主导地位，因此对生态的影响甚至是破坏程度也日益严重，从短期效果来看，不会产生较为严重的影响，但对自然无节制地破坏绝对会对人类的未来发展产生较深远的影响，因此人类也需格外重视建设开发与自然的平衡关系。

3、生态水利工程设计中存在的问题

    3.1生态水利工程设计规程、规范缺失

生态水利工程设计的过程中需要根据各个地区的水文地质等自然环境来进行设计规划，地域性及特定性较强，但当前生态水利工程建设中缺乏严格的标准和规范依据，大部分的生态水利建设设计中技术规范和规程均是按照以往水利工程的要求和基础进行设计的，存在着许多的历史遗留问题。部分规程对生态水利部分进行了相对的更新和补充，但还不够完整和严谨，尤其是对于水量计算，还缺少相关的标准和规定。《生态需水评估技术导则》仅仅是一个行业指导性技术文件，并且仅有征求意见稿；城市地段的堤防建设多采用耐久性好的混凝土治理方式，值得广泛采用和推广的生态型河流护岸工程的设计规范，还未编写出来；河流生态修复的技术和方法也缺乏技术规范和标准的支撑。

    3.2生态水利工程设计目标、标准缺失

生态水利建设的最基本的目的就是保证水利工程建设区域的生态系统，维护水利工程建设中的自然健康，以达到水利工程的生态系统平衡和人水和谐的目的。为了更好达到此目的，在生态水利建设中首先应明确，生态健康的标准和目标，并在实际的生态水利建设过程中严格按照这一目标进行设计规划实施，以保证最终建设的生态水利工程符合相应的指标。但当前针对水利工程的生态水利保护和恢复生态水系统的目标缺乏相关的描述和标准，这就使相关工程建设人员在实际的施工过程中缺乏工程标准及规范的指导，因此，实际的工程进行过程中经常会发生设计理念模糊、设计标准多样的情况，严重干扰了生态水利工程建设的正常进行，为水利工程建设单位带来了许多的麻烦，同时也难以对生态水利工程的建设进行严谨的定位，水利工程建设的生态化标准难以有效地实现。

    3.3生态水利工程设计技术人才匮乏

传统的水利建设人员，在实际的水利设计过程中主要目的是保证水利工程的安全性和经济性，对于生态性的要求较低或是忽略不考虑。生态水利工程的设计中属于生态学和水利工程的有机结合，因此，水利工程设计人员需要具备较高知识水平的水利工程设计理论和生态学设计经验，同时具备较高的素养、较高的生态系统理论应用素养。就目前来说，大多数水利设计人员都具备较高的水利工程设计水平，能够满足传统水利工程建设的需求，但难以满足生态建设需求。生态学的人才虽然具有较高的生态系统设计水平及生态工程设计经验，却缺乏一定的水利工程专业知识，因此难以达到水利工程设计高度。生态水利工程设计人才匮乏，这就要求水利建设行业必须结合人才培养的特点，加强对现有的水利工程设计人员的生态学的培训，最终培养出双面技术人才，以促进生态水利工程的良性发展。

3.4缺乏对于生态环境维护的认识

在我国生态节水工程的背景下，水利工程的生态设计起步较晚，技术建设与生态环境关键人员合作的可能性很小。同时，水利工程仅考虑经济性和安全性，很少考虑指标体系如评价体系可行性的主要标准。当前，水利建设的关键问题是很少考虑生态环境的影响，制定规范的计划和措施。在生态水利工程领域，我国没有健全的管理制度，也没有积累丰富的环境评估经验。因此，在水利工程建设中，与技术环境的交流没有得到加强，生态节水工程的设计与开发滞后。许多管理人员管理着生态节水项目的建设，不与保护生态环境的建设项目合作，对建设提出了无法管理的要求，从而建设的环保生态水利建设项目，水利工程生态保护措施实施效果不明显。

    3.5生态水利工程设计的生态系统服务功能的价值还很难

现阶段大多数生态水利工程的经济效益比较低，因此短期内生态水利工程的经济效益评价均较差，这在一定程度上拖慢了生态水利工程建设的发展脚步。当前，在生态水利建设中有不少相关人员开始提出在生态水利建设设计中在满足生态标准的同时，应重视生态水利工程的经济效益，进而促进生态水利工程的推广应用。

    3.6监测资料不能满足生态水利工程的设计

水利工程建设必然会影响工程建设区域的自然环境、人文环境及社会环境，根据资料显示，三峡大坝的修建，严重影响了白鳍豚、中华鲟等珍稀鱼类的洄游，对长江水域的生物链造成了极坏的影响，三峡工程建设时，数以百万计的人民群众不得不搬离自己的家园，其中有很大一部分人没有得到足够的安置淹没补偿。根据不完全统计，三峡库区，从重庆涪陵至湖北宜昌淹没区，发现文物点1208处，其中包括三处国家级重点文物保护单位，10处省级文物保护单位。三峡的自然景观一直以来都是文人墨客诗词中的常客，但随着三峡大坝的修建，那些自然风景都已经失去了原来的风貌。另外施工期产生的废气、废水等污染物还会影响水利工程周围居民的人身健康，水利工程建设可能会改变某些病原体滋生环境和传媒栖息地，严重影响了居民的生命健康，据有关资料统计，水库地区民众血吸虫病发率约为80%，有些三角洲地带甚至要达到100%。生态水利工程建设的主要目的是在建设水利工程的同时保证原有的生态系统平衡，因此需要工程设计人员在设计之前查询大量的研究观察资料，并对工程实施区域进行实地勘查，进而进行生态设计。但当前的工程建设观测内容和观测点设置均比较少，用于勘测的时间较短，导致设计人员不能够更好获得第一手材料，最终设计的方案难以到达设计生态化的标准和目的。

4、加强生态水利工程设计的对应措施

近年来，环境污染问题日益加剧，人们的生态意识显著提高，但在水利工程的设计和建设中，具有生态性和恢复生态规律还存在一定的缺陷，因此对于水利工程的建设中已经将生态化建设提到日程中，并且不断在完善和改进，主要措施为：

    4.1研究制定生态水利工程设计相关的技术规程、规范

为更好地发展和改善生态水利工程的建设，首先需要逐渐完善生态水利建设的相关技术规范和规程，在工程设计验收前，应对设计的工程内容和设计标准进行审核，后在指导下准予施工，保证生态水利工程的设计工作规范严谨。

    4.2加快生态水利工程设计人才的培养

针对生态水利工程建设中人才匮乏的问题，相关单位应加快人才培养的步伐。首先应对水利建设技术水平较高的人员定期进行生态学技术知识的培训和学习，增强他们的生态意识。同时对生态经验丰富人才，应进行定期的选送学习，帮助他们提高水利工程的设计水平。生态水利工程设计人才的培养是生态水利工程设计工作顺利开展的基础和关键。生态水利工程设计和传统水利工程设计有很大的不同，不但要求设计人员具有扎实的水利工程设计的基础，还要掌握生态学基本理论和原理，能够进行生态工程设计和实验。

    4.3组建由相关专业人士构成的综合性生态水利工程设计团队

生态水利工程往往包含水利工程、生态工程、环境工程、农业工程、林业工程、水产渔业等多种工程设计的内容，仅仅靠水利工程设计人员难以完成。所以要根据生态水利工程的特点，吸纳相关专业人员参与，组建由相关专业人士构成的综合性生态水利工程设计团队，保证和提高生态水利工程的设计水准。

4.4加强工程设计师综合素质的培养

水利工程师的专业能力与综合素质会对工程设计质量产生直接影响，因此相关单位需采取有效措施加强水利工程师综合素质。首先，相关管理人员需引导并要求水利工程师革新以往固有设计理念，需将生态理念、可持续发展理念作为设计的重点，在展开工程设计时，需充分发挥自身的主观能动性，在整个设计过程中均需围绕生态理念进行思考，需着重分析影响生态环境的各种因素，依据施工地点水资源环境展开合理、科学的设计，进而最大程度降低水利工程建设对生态环境的影响。其次，相关设计单位在聘用水利工程师时，必须将生态意识纳入考核工作中。值得注意的是，相关设计单位不仅需要依据生态水利工程设计需要创设相应的聘用制度，从而保证水利工程师专业能力可以满足工程设计的需要，还需定期组织水利工程师参加相关的培训工作，从而使设计人员的专业能力及综合素质得以提升，进而保障设计方案内容的合理性与科学性。

4.5增强生态水利工程的设计审计工作

开展审计工作时，审计人员需对生态水利工程设计方案内各项内容展开严格审计，进而保证工程项目的科学性与和合理性。首先，从工程整体质量的角度分析，审计工作质量将直接决定工程整体质量。所以负责审计的单位必须要保持自身的中立性，必须要坚决杜绝施工方的影响，进而保证审计结果的客观性与准确性；其次，审计单位需定期展开审计人员的道德培训工作，从而提升审计人员的道德水平，帮助其树立正确的社会主义道德。生态水利工程使用时间较长，因此审计人员在审计过程中必须具备前瞻性思维，不断提升自身专业能力，进而保证审计工作的准确性与科学性。

4.6遵循生态工程经济性和安全性原则

水利工程原则和生态学原理是生态水利工程设计中必须遵循的两个原则。在水利工程及相关工程的设计中，为了保证工程设施的稳定和安全，必须尊重水利工程的原理和水文规律。了解河流的特点，如河流沉积物的侵蚀、侵蚀和淤积等，以确对河流的变化有预测，探索河流变化趋势，促进河流生态的恢复。通过对生态节水工程的深入分析，发现坚持环境效益和经济效益最大化的原则对生态水利工程的建设和风险规避具有重要意义。在实施项目建设的过程中，需要遵循相应的原则。在整个环境管理施工过程中，需要考虑项目实施过程中的安全问题。为了保证水利工程建设的安全管理意识，规划和指导水利工程科学生态建设一体化，提高水利工程建设的综合管理水平。

    4.7补充和完善生态环境的监测内容

针对当前生态环境检测资料难以满足实际的设计施工需要的问题，相关部门应该在水利工程建设区域设置多个生态监测点观察，避免监测点过少或是相邻监测点的位置较远导致监测不够严谨、监测数据准确性不够等不良问题，影响设计人员的设计工作。另外，还应该安排相关专业人员对监测细节进行详细的记录和分析，从而为生态水利工程设计工作提供可靠的数据基础及理论依据，保证生态水利工程设计规划科学严谨，提高水利工程的实际效果。在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者、当地居民及社会各界的广泛参与，通过交流协商，以寻求共同利益，提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

结语：综上所述，当前我国生态水利工程设计依然存在诸多问题，其对自然环境及水资源均产生一定不良影响，并对人们的身体健康产生一定威胁。因此，在水利工程设计过程中，相关设计人员必须要将生态意识融入其中，要正视当前生态水利工程设计存在的问题，积极做好总结、反思工作，及时采取有效措施解决问题，从而规范生态水利工程设计，革新水利工程创建模式，降低对生态环境的影响，进而达到水资源可持续利用的目标。

参考文献：

[1]赵丙伟.浅谈生态水利工程设计中亟待解决的问题和应对措施[J].中国设备工程，2021（20）：233-235.

[2]曹珊珊.生态水利工程设计在水利建设中的运用[J].现代农业科技，2021（04）：149-150.

[3]王国才.浅析生态水利工程设计中的问题及优化策略[J].运输经理世界，2020（09）：150-151.

[4]赵玉梅.浅谈生态水利工程设计在水利建设中的应用[J].河北农机，2020（09）：117.

[5]李蕾，石小庆，张改红.浅谈生态水利工程设计在水利建设中的运用[J].四川水泥，2020（09）：92+94.

[6]李启军.生态水利工程设计在水利建设中的运用[J].科技创新与应用，2020（22）：165-166.