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北京水利设计院浅析小型水利工程设计中的生态水利设计思路

105次    来源:北山设计    2021.07.19

社会用水量的增加,使水利工程项目逐渐增多。而当前的生态环境条件较差,相应的水利项目设计方案中问题愈加突出,逐渐受到社会各界人士注意。由此,运用生态设计理念进行工程设计,以形成生态水利工程。下面由北京水利设计院浅析小型水利工程设计中的生态水利设计思路。

 

 

一、生态水利工程及设计内容

 

1、生态水利工程概述

在水利工程加入生态学理念,注重对自然环境的保护、恢复和治理。生态水利项目是在常规建设项目的基础上发展而来,可以切实满足当前对于自然生态环境保护的要求,不仅可以满足群众的用水需求,还能够维护天然水系的正常运行,确保水资源使用率,提高周边生态系统保护效果,对相应的规划设计以及建设技术提出更高的标准。在此类水利项目中,应在常规建设规划的前提下,融入生态理念,合理运用生态学以及建设工艺,对已经遭到破坏的生态系统制定针对性的恢复治理方案,之后再进行后续的开发活动设计规划。

 

2、水利工程设计内容

通常情况下,生态水利工程设计包括生态水利运行期间的路径及形式,与常规水利工程水资源应用上存在差异;确保水资源使用可以平衡各方的关系,实现长期稳定发展;明确具体的设计目标,以发展的眼光看待全局,合理控制用水量,实现资源的有效共享;运用现代化的设计建设技术,综合运用多领域的理论知识,以形成系统化的水利项目;实施全面协调的运作流程,在工程开展的各个环节中都应做到协调统一;节约水资源,提高利用效率。

生态水利项目整体的运作周期极长,具备综合系统规划的特点,在设计期间需秉承优化生态的原则,确保该项工程能够长期运行,形成良性循环体系。小型生态水利工程中涉及到小型水库、水井、农业灌溉项目等,主要建设的目的是为群众提供必要的生活用水。该种设计理念注重提升各项资源的整合效果以及利用效率,在确保经济效益的同时,推动人们与自然生态的和谐共生。

 

二、小型水利工程规划设计中融入生态水利设计思路的价值

一方面,此类型的水利工程建设为群众提供基本的生产生活用水,确保有效使用水资源。事实上,各项社会活动对自然生态系统会形成不同程度地影响,在常规的工程建设期间,通常不会对节流以及引流做有效处理,干扰生态系统的正常发展。河流原本已经形成完整的运行体系,而部分水利工程修建改变原本的河流状态。另外,此类项目完工后,会对河流流量进行控制,导致整个水系的水量不均。

另一方面,河流是自然形成的,无连续性可言,水利项目是以河流为基础,因此,其也不具备连续性。此类工程本质上来说是借助人力改变河流方向,此种方式极易影响沿岸甚至更远范围内的自然生态,改变部分生物的生活环境,部分适应能力较差的生物可能直接死亡。

综上,在修建小型水利工程期间,应运用生态设计的思路,降低对自然生态的破坏程度,达到人与自然和谐共生的效果。

 

三、小型水利工程规划设计中的生态水利设计思路分析

 

1、注重水利工程自然因素

在水利工程规划设计期间,设计师应全面考虑整个涉及流域内的生态环境以及其他自然条件,如:地质结构、地形、生物、水文特征等客观现状。另外,设计师本身应拥有与生态相关的理论知识,并将其全面融入到具体的设计项目中。例如,在水利工程的改建项目中,设计师应控制对现有生态情况的改变程度,在确保满足工程建设需要的同时,运用多项有效的设计手段,实现影响的最小值。借此,能够有效避免周边生态的二次改变。而新建的项目工程中,设计师应综合考量该项目各项基础功能与周边环境的关系,包括发电、农业用水、防范自然灾害等。综合运用环境工程以及其他科学知识,整合工程当地自然条件的数据资料,包括生物、气象、地质结构等,并进行实地勘察。由此,确保设计出的建设方案行之有效,在工程设计中有效融入生态保护的理念,若是不可避免地破坏自然生态,应设计出配套的补偿方案,以保证生态环境质量。

 

2、强化生态环境保护意识

以生态设计的角度进行小型水利工程规划设计,应注重工程当地的生物多样性,尽量降低对生态环境的影响程度,实现水利项目和生物赖以生存的生态环境有效融合,维护原本的自然系统平衡。对于跨流域的工程项目而言,其规划的内容涉及到长距离调水等方面的内容,而原本的河流以及生物系统已经处于相对完整且稳定的状态,修建水利工程对自然生态进行人工改造,原有的生态条件必然会受到不同等级的干扰。

自然水系中的水生植物和动物的生长状态较好,且其中包含的水资源也较为优质。但若在水利项目规划设计时,不具有对原有生态的保护意识,极易对天然水系造成不良影响。严重情况下,会造成河流断流的问题,导致水利项目无法获得应用的水量,基本功能丧失。而对生态环境而言,由于河流断流,造成河床直接暴露在阳光下,该流域的水生生物死亡,使当地的生物链非自然断开。但若在此项工程前期设计阶段便应用生态性的设计思路,强调基本的生态保护意识,则可以合理把控水利项目的建设总量以及规模则,确保水资源的供求平衡。在项目规划中,应保护生态环境,避免破坏生物原本的生活条件。对此,设计师应通过实施全面勘察,掌握该工程涉及区域内的生物生活环境,确保长距离调水期间,生物能够拥有足够的生存需水量,并做好全面的保护措施,确保水系的生物多样性。另外,若是涉及到的流域生物量过大,难以确保其基本的需水量,对此,应改变水利工程本身的建设位置,以控制社会活动对自然环境的影响程度。

 

3、设置工程标准,明确项目目标

生态水利项目的规划应综合考量规划方案的有效性及合理性,并秉承生态恢复质量的原则实施设计。结合工程具体的客观条件以及建设需求,多次修改具体的建设方案,以控制工程的用水量,保证水利项目具有较强的整体性,形成较为完整的运行系统。在工程前期设计阶段,相关人员应对工程当地的水文条件、地形等条件有深入地了解。同时,在工程建设阶段,会形成各种废料以及噪音等问题,需做好基本的规划设计。另外,为提高控制对自然环境影响程度的效果,需在设计以及后续的现场建设中尽量选用绿色环保型的施工材料,提高材料的利用率,以降低建设活动对环境的影响。在小型水利项目施工期间,应确保各项资源合理运用,项目规划以及施工的稳定性及安全性,控制整体的工程造价,并提高现场施工的管理力度。对此,可应用现有的先进信息技术,以提升工程控制的管理效果,实现现代化、全面性的现场管控。借助计算机,连接相应的监控系统,不仅有助于控制在人力资源方面的造价成本,还能够提升管理的整体性,实现可视化的管控。此种管理情况下,有助于规范施工作业行为,保证建设质量,切实实现前期设计方案有效落实。另外,还需对涉及到的流域水流以及生物生存情况进行全面监控,以及时调整建设活动。

明确项目建设目标是保证该项目服务对象得到有效保障,从生态保护的角度出发,对各个环节进行合理分类、排序,以此为基础进行相应的设计工作,形成较为科学合理的项目规划。近几年,城市建设得到快速发展,部分此类项目会定位在城市附近或城市新开发区域,此类地块建设往往是政府在整体规划中重要区域,造成该区域本身的建设价值极大。由此,水利项目在前期设计过程中,除基本的功能性以及生态性外,还需考虑该项目和接受服务群众之间的联系以及该项目的建设性价比等问题。对此,工程设计师需综合考量并明确具体的工程目标,以平衡社会活动和生态水利项目的关系。

 

4、合理规划融合工程与生态水文

常规的水利工程前期规划期间,设计师通常仅会注重工程水文的有关理论知识,突出工程功能性的地位。而运用生态设计观念进行规划与常规的工程设计有较大的差异,在原本工程水文中加入生态水文的内容,以此达到因地制宜、科学设计的效果,切实提升该类项目对自然条件的保护程度,实现预期的工程规划建设目标,水资源高效利用,全面平稳的发展。

 

总体而言,在水利项目的生态规划设计以及后续的施工建设中,应注重自然因素,实现人类社会与生态系统的有效协调,推动全面可持续发展。因此,设计师应具备全局的眼光,整合工程、生态以及经济等各方面的理论,合理选用先进的管控、施工工艺,实现水利工程价值最大化。

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