劉慧杰
摘要:改革開放以來,我國的各項(xiàng)事業(yè)都取得了很大成就,水利水電工程也不例外。新時(shí)代各項(xiàng)事業(yè)迅猛發(fā)展,要想在水利水電工程中獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益,就要將生態(tài)建設(shè)的理念融入其中,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的共同提升。因此在水利水電工程建設(shè)中,應(yīng)當(dāng)將生態(tài)建設(shè)理念與工程建設(shè)結(jié)合起來。生態(tài)理念的應(yīng)用已經(jīng)成了水利水電工程進(jìn)一步發(fā)展的基本要求。為了更好地將生態(tài)理念應(yīng)用于水利水電工程中,本文通過對(duì)生態(tài)河道設(shè)計(jì)的研究,探討推動(dòng)水利水電工程進(jìn)一步發(fā)展的相關(guān)措施。
關(guān)鍵詞:水利水電工程;生態(tài)河道設(shè)計(jì);生態(tài)建設(shè);生態(tài)理念
當(dāng)今時(shí)代,生態(tài)理念已經(jīng)滲透到社會(huì)生活的方方面面。不管是生產(chǎn)還是生活,只有運(yùn)用好生態(tài)建設(shè)理念才能進(jìn)一步提高生產(chǎn)生活的質(zhì)量。除此之外,生態(tài)建設(shè)理念還具有特殊性。在不同的地區(qū),由于氣候、人文、植被等因素的差異,生態(tài)建設(shè)理念也會(huì)存在一些差異。不能在所有地區(qū)和所有領(lǐng)域運(yùn)用同一種生態(tài)建設(shè)理念,這也是生態(tài)建設(shè)理念的一個(gè)局限性。另外,在進(jìn)行生態(tài)河道設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)當(dāng)考慮到生態(tài)的敏感性等相關(guān)特性,綜合考慮各種因素,才能更好地在設(shè)計(jì)生態(tài)河道時(shí)運(yùn)用生態(tài)理念,推動(dòng)水利水電工程的進(jìn)一步發(fā)展。
1 目前河道中存在的問題
人類的生存發(fā)展離不開水資源,近年來由于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快,人們對(duì)水資源的需求量也越來越大。對(duì)水資源需求的增加導(dǎo)致不少河道遭到了污染和破壞,對(duì)河道的損害會(huì)嚴(yán)重制約社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展。具體來看,目前河道中存在不少問題。首先,河道水污染嚴(yán)重。生活生產(chǎn)的發(fā)展對(duì)水資源的需求不斷加大,不少企業(yè)只顧經(jīng)濟(jì)效益,一味開發(fā)河道,獲取水資源,又不注重污水的凈化和處理,直接將廢水排入河道。河道被污水污染,水質(zhì)下降,生態(tài)遭到破壞,生物多樣性也會(huì)減少。不僅如此,對(duì)河道的過分開發(fā)還會(huì)破壞河道的生態(tài)平衡,導(dǎo)致河道的自我修復(fù)能力減弱,無法消化排入的大量廢水,河道水質(zhì)日益變差,水污染越來越嚴(yán)重。第二,不少河道遭到了不合理的改造。河道生態(tài)功能很多,在人們的生活中起到了很重要的作用。其中一個(gè)很重要的功能就是防洪。我國有不少區(qū)域經(jīng)常面臨洪災(zāi)的威脅,為了更好地利用河道進(jìn)行防洪,部分地區(qū)會(huì)對(duì)河道的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造和調(diào)整,例如加入一些建筑材料,試圖提高河道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。但由于專業(yè)知識(shí)的缺乏或?qū)ι鷳B(tài)理念理解不充分不徹底,對(duì)河道的改造往往不夠合理。如此一來,不僅無法有效提高河道的防洪能力,還會(huì)破壞河道天然的生態(tài)功能,河道遭到破壞,生態(tài)平衡被打破。除此之外,河道區(qū)域景觀的破壞也十分嚴(yán)重。河道并非獨(dú)立存在,而是屬于生態(tài)系統(tǒng)的一部分,河道與其周圍的植被、生物等共同構(gòu)成了復(fù)雜的河道生態(tài)系統(tǒng)。景觀屬于河道生態(tài)系統(tǒng)的一部分,對(duì)河道的生態(tài)健康起著十分重要的作用。近年來,由于工業(yè)的迅速發(fā)展,人類肆意開發(fā)自然資源,因此河道周圍的景觀不可避免地遭到人為的破壞。景觀不僅能保護(hù)河道,還能保持生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,維持生物多樣性,從而維持河道生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)平衡。生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)整體性的系統(tǒng),往往牽一發(fā)而動(dòng)全身,對(duì)景觀的破壞同樣會(huì)對(duì)河道的生態(tài)環(huán)境帶來不好的影響。由此可見,目前河道中存在著不少生態(tài)問題,為了更好地促進(jìn)水利水電工程的進(jìn)一步發(fā)展,應(yīng)當(dāng)首先針對(duì)河道中存在的相關(guān)問題具體分析具體解決。
2 水利水電工程中設(shè)計(jì)生態(tài)河道應(yīng)遵循的原則
2.1 生態(tài)原則
在進(jìn)行生態(tài)河道設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)當(dāng)遵循生態(tài)原則。生態(tài)理念永遠(yuǎn)應(yīng)當(dāng)是河道設(shè)計(jì)的指導(dǎo)原則,應(yīng)當(dāng)作為其最重要的原則嚴(yán)格遵守。河道中所有問題的解決都應(yīng)當(dāng)從生態(tài)理念出發(fā),不管是河道污染的治理、河道景觀的設(shè)計(jì)、對(duì)河道的規(guī)劃管理及維護(hù),還是河道生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù),都應(yīng)當(dāng)生態(tài)先行,將生態(tài)問題放在優(yōu)先地位進(jìn)行考量。應(yīng)當(dāng)注重保護(hù)河道生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性,減少人為過度干涉,提高河道在自然狀態(tài)下的自我修復(fù)能力。除此之外,在規(guī)劃設(shè)計(jì)河道景觀時(shí),也應(yīng)當(dāng)遵循生態(tài)學(xué)的要求,考慮到生態(tài)理念的區(qū)域性問題,根據(jù)不同地區(qū)的特性,選擇不同的植被。同時(shí)在選擇植被時(shí)還要兼顧植被的習(xí)性,盡量選擇習(xí)性相近的植被,同一地區(qū)習(xí)性相近且能適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的植被更容易存活。這樣不僅河道功能得到了改善,河道生態(tài)系統(tǒng)周邊的環(huán)境也會(huì)得到改善。
2.2 整體性原則
河道生態(tài)系統(tǒng)具有整體性,其中的各個(gè)要素之間存在著復(fù)雜的聯(lián)系,發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。在進(jìn)行河道設(shè)計(jì)時(shí),不能只考慮其中的某個(gè)要素而忽視與其他要素的關(guān)系,應(yīng)當(dāng)從整體出發(fā),尊重生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)部聯(lián)系。首先應(yīng)當(dāng)進(jìn)行評(píng)估,整體把握河道生態(tài)系統(tǒng)的具體狀況,然后應(yīng)當(dāng)對(duì)各個(gè)要素進(jìn)行評(píng)估和設(shè)計(jì),統(tǒng)籌安排生態(tài)系統(tǒng)中的各個(gè)要素,多方面考慮制定合適的河道整治計(jì)劃。設(shè)計(jì)生態(tài)河道,改善河道環(huán)境應(yīng)當(dāng)包含多個(gè)方面的內(nèi)容,比如治理河道污水、設(shè)計(jì)河道景觀、維護(hù)河道、保護(hù)河道生物多樣性等等。同時(shí)從多個(gè)方面入手,才能從整體上改善河道的生態(tài)環(huán)境,更好地治理河道。
2.3 區(qū)域性原則
生態(tài)理念本身就帶有區(qū)域性的特征,因此在整體規(guī)劃的同時(shí),還應(yīng)當(dāng)具體分析不同區(qū)域河道的具體狀況,設(shè)計(jì)出符合不同區(qū)域河道的特色方案。由于各地的自然條件存在差異,地理狀況也有不同,因此在設(shè)計(jì)生態(tài)河道時(shí)應(yīng)當(dāng)首先考察當(dāng)?shù)丨h(huán)境,把握當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境的特殊性。不能照搬其他地區(qū)的成功經(jīng)驗(yàn),而應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同地區(qū)的狀況進(jìn)行具體調(diào)整。使河道既能發(fā)揮河道的生態(tài)作用,又能體現(xiàn)當(dāng)?shù)刈匀坏乩憝h(huán)境的獨(dú)特性。這樣不僅能發(fā)揮河道的生態(tài)作用,還能體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐娜宋奶厣?,發(fā)揮社會(huì)效益。在進(jìn)行河道的修復(fù)和治理時(shí),應(yīng)當(dāng)注意減少對(duì)河道原有結(jié)構(gòu)的破壞,應(yīng)當(dāng)使河道融入周邊的自然環(huán)境中,盡量減少生態(tài)系統(tǒng)中的人為因素,做到人與自然和諧相處。
2.4 經(jīng)濟(jì)性原則
水利水電工程的發(fā)展不能不考慮經(jīng)濟(jì),因此在保護(hù)河道生態(tài)的基礎(chǔ)上,還應(yīng)當(dāng)酌情考慮河道的經(jīng)濟(jì)效益。在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下,應(yīng)當(dāng)注意提高河道工程的實(shí)用性,力求在生態(tài)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。在設(shè)計(jì)生態(tài)河道時(shí),應(yīng)當(dāng)首先了解河道的具體狀況,并靈活采用新技術(shù)對(duì)河道進(jìn)行修復(fù)。技術(shù)的進(jìn)步為修理河道提供了更多樣的選擇,因此在修理河道時(shí)應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮新技術(shù)的優(yōu)勢(shì),提高治理的質(zhì)量和效率,提高資源的利用率,保障經(jīng)濟(jì)效益。
3 水利水電工程中生態(tài)河道產(chǎn)生的效益
在水利水電工程中設(shè)計(jì)生態(tài)河道能同時(shí)帶來經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。對(duì)河道進(jìn)行修復(fù),設(shè)計(jì)建設(shè)生態(tài)河道,修復(fù)其中存在的問題,就能發(fā)揮好河道的作用,造福人類。生態(tài)健康的河道能夠進(jìn)行灌溉,保障人類生活和生產(chǎn)種植中農(nóng)作物的用水。通過河道,能夠進(jìn)行調(diào)水,實(shí)現(xiàn)水資源的合理配置。除此之外,還能利用河道的水資源進(jìn)行發(fā)電和航運(yùn)。河道在防洪減災(zāi)方面也發(fā)揮著巨大的作用。由此可見,對(duì)生態(tài)河道的治理和建設(shè)不僅能改善周圍環(huán)境,還能提高人們的生活水平和質(zhì)量。
圖1 生態(tài)河道
4 在水利水電工程中設(shè)計(jì)生態(tài)河道的具體措施
4.1 生態(tài)河道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)生態(tài)河道首先應(yīng)當(dāng)從生態(tài)河道的整體結(jié)構(gòu)入手。生態(tài)河道的整體結(jié)構(gòu)又牽扯到各個(gè)方面,應(yīng)當(dāng)對(duì)每一個(gè)方面都進(jìn)行合理規(guī)劃,才能設(shè)計(jì)出既有生態(tài)效益又有經(jīng)濟(jì)效益的生態(tài)河道。首先,針對(duì)河道的縱斷面,應(yīng)當(dāng)充分考慮不同地區(qū)河道的特點(diǎn)??疾旌拥揽v斷面的蜿蜒程度,同時(shí)考慮河流的深淺程度。其次要考慮河道蜿蜒曲度。設(shè)計(jì)好河道的蜿蜒性能夠調(diào)控水流急緩,減少河水中攜帶的泥沙量,一定程度上緩解水土流失。進(jìn)行河道蜿蜒性的建設(shè)還能調(diào)整河道的結(jié)構(gòu),合理規(guī)劃河道的空間,為河道內(nèi)的生物提供更多生存空間,提高河道的生物多樣性,提高河道的自我修復(fù)能力,維護(hù)河道生態(tài)系統(tǒng)的平衡。同時(shí)還能一定程度上減少其他水利工程的花費(fèi)。除此之外,在進(jìn)行河道縱斷面設(shè)計(jì)的時(shí)候還要考慮到河道的深潭和淺灘。受到河流的蜿蜒程度及走向等因素的影響,河道的縱斷面上會(huì)產(chǎn)生一定深淺不一的深潭和淺灘。由于深淺不同,河水流經(jīng)時(shí)的流速也會(huì)有所差異,有急有緩,因此能產(chǎn)生不同的水流條件。不同的水流條件會(huì)給不同的生物提供多樣化的生活環(huán)境,為更豐富的生物群落的產(chǎn)生提供了條件。深潭和淺灘的規(guī)劃需要進(jìn)行人為設(shè)計(jì),在建設(shè)生態(tài)河道時(shí),應(yīng)當(dāng)充分考慮深潭淺灘的不同特性,合理安排其排列順序,保障生態(tài)河道的生態(tài)效益。
除了要進(jìn)行河道的縱斷面設(shè)計(jì),還應(yīng)當(dāng)進(jìn)行河道的橫斷面設(shè)計(jì)。就設(shè)計(jì)河道橫斷面的結(jié)構(gòu)而言,通常情況下都要考慮傳統(tǒng)的河道力學(xué),同時(shí)盡量做到簡化施工。除了要考慮這些,還應(yīng)當(dāng)考慮到生態(tài)理念的基本原則,并考慮到河道的獨(dú)特地貌,規(guī)劃河岸的緩陡程度。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)好河道堤線與水面的距離,不同的距離會(huì)產(chǎn)生不同的河道地貌,帶來不同的生態(tài)環(huán)境效益。因此在進(jìn)行河道橫斷面設(shè)計(jì)的時(shí)候要對(duì)此類要素多加考慮,力求實(shí)現(xiàn)最大的生態(tài)效益。
4.2 生態(tài)河道護(hù)坡植被的設(shè)計(jì)
對(duì)于一個(gè)河道生態(tài)系統(tǒng)而言,護(hù)坡植被是必不可少的。合適的護(hù)坡植被能夠維持周圍生態(tài)的穩(wěn)定性,有效改善河道生態(tài)系統(tǒng)的整體環(huán)境。植被的根系發(fā)達(dá),在河道兩岸種植根系發(fā)達(dá)的護(hù)坡植被能夠有效固土,保持河道兩坡的水土,防止水土流失。在進(jìn)行護(hù)坡植被的選擇時(shí),首先應(yīng)當(dāng)遵循生態(tài)理念的特殊性原則,考慮當(dāng)?shù)氐臍夂蚝退?,選擇適宜生長的植被。其次應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇好存活、根系發(fā)達(dá)的植被。所選護(hù)坡植被的根系應(yīng)當(dāng)能起到保持水土的作用。在確保其能實(shí)現(xiàn)保持水土效果的基礎(chǔ)上,再考慮景觀的觀賞效益,實(shí)現(xiàn)對(duì)河道周邊景觀的美化。此外,在種植護(hù)坡植物時(shí),應(yīng)當(dāng)請(qǐng)專業(yè)人員,采用專業(yè)的技術(shù)手段,選擇合適的播種方法,提高護(hù)坡制備的成活率。還應(yīng)當(dāng)設(shè)立專門小組對(duì)植被的生長進(jìn)行監(jiān)測(cè)觀察,避免植被死亡帶來的經(jīng)濟(jì)損失。比如,在進(jìn)行播種時(shí),可以采取混合攪拌技術(shù),將植物種子與其他材料進(jìn)行混合。播種時(shí)采取更加適宜的噴灑播種方式。這種方法能夠有效提高護(hù)坡植物的存活率,目前已經(jīng)取得了不錯(cuò)的效果。但在使用這種方法時(shí)也應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的情況進(jìn)行合理調(diào)整,做到因地制宜。
4.3 土工材料固土種植基的設(shè)計(jì)
近年來,隨著人們對(duì)生態(tài)河道建設(shè)更加重視,不同種類的護(hù)坡工程也逐漸發(fā)展起來。土工材料的固土種植基是近年來發(fā)展起來的一種新的生態(tài)河道的護(hù)坡工程,通過鋪設(shè)土工網(wǎng)墊和單元種植基來保持水土,達(dá)到護(hù)坡的目的。目前廣泛運(yùn)用的土工網(wǎng)墊主要有兩種類型,多層非拉伸和雙向拉伸平面網(wǎng)。這兩種網(wǎng)墊各有其特性,其突出優(yōu)勢(shì)也有差異。在進(jìn)行生態(tài)河道設(shè)計(jì)的時(shí)候可以根據(jù)這兩種網(wǎng)墊的不同特性作出最合適的選擇。多層網(wǎng)墊的黏性較好,借此實(shí)現(xiàn)良好的固土效果。雙層拉伸平面網(wǎng)則是主要通過在空間上固定土壤來實(shí)現(xiàn)固土的效果。需要注意的是,在設(shè)計(jì)土工材料固土種植基時(shí),應(yīng)當(dāng)確保植物的根系能夠順利通過網(wǎng)墊上的網(wǎng)孔,扎入土壤吸取養(yǎng)分,網(wǎng)墊的使用不能阻礙固土植物的生長。目前在安裝固土種植基時(shí),通常采用人工進(jìn)行鋪設(shè)。為了避免種植基受到暴風(fēng)雨的破壞,可以在外圍使用混凝土等強(qiáng)度較高的材料進(jìn)行固定,保護(hù)坡面,提高種植基的穩(wěn)定性。
4.4 植被型生態(tài)混凝土設(shè)計(jì)
植被型生態(tài)混凝土的護(hù)坡設(shè)計(jì)是近幾年的新興理念。引入我國后,由于實(shí)現(xiàn)了良好的護(hù)坡效果,不少土木工程在進(jìn)行生態(tài)河道建設(shè)時(shí)都會(huì)選擇采用植被型生態(tài)混凝土的設(shè)計(jì)。不僅如此,為了實(shí)現(xiàn)更好的護(hù)坡效果,我國還根據(jù)當(dāng)?shù)氐奶厥庾匀坏乩憝h(huán)境對(duì)植被型生態(tài)混凝土設(shè)計(jì)進(jìn)行了改造和優(yōu)化,比如改進(jìn)原材料,調(diào)整原材料的成分組成,將保水性更強(qiáng)的材料加入其中等。在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新大大提高了該工程的護(hù)坡效果,收獲了巨大的生態(tài)效益。因此,在進(jìn)行生態(tài)河道建設(shè)時(shí),應(yīng)當(dāng)靈活借鑒已有的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),提高生態(tài)河道建設(shè)的質(zhì)量和效率。
5 結(jié)語
在水木工程中設(shè)計(jì)生態(tài)河道時(shí),一定要將生態(tài)理念融入其中,優(yōu)先考慮生態(tài)原則。同時(shí)考慮不同地區(qū)特殊的自然地理環(huán)境,因地制宜,根據(jù)當(dāng)?shù)夭煌纳鷳B(tài)環(huán)境設(shè)計(jì)不同的方案建設(shè)生態(tài)河道。生態(tài)河道的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)從多個(gè)方面入手,比如河道的結(jié)構(gòu),比如護(hù)坡植被的選擇等等。同時(shí)還應(yīng)當(dāng)借鑒已有的生態(tài)河道建設(shè)經(jīng)驗(yàn),比如應(yīng)用植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡技術(shù),在坡面上應(yīng)用能夠保持水土的種植基,并根據(jù)具體情況對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,遵循整體性的原則,從多個(gè)方面入手建設(shè)生態(tài)河道。不同地區(qū)的河道具有不同的特性,在進(jìn)行生態(tài)建設(shè)時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮不同地區(qū)的特點(diǎn)。此外,在確保生態(tài)河道的生態(tài)效益的前提下,可以適當(dāng)考慮其經(jīng)濟(jì)效益??傊?,生態(tài)河道的建設(shè)是一項(xiàng)十分重要的工程,對(duì)周圍環(huán)境及人類的生產(chǎn)生活都有十分重要的影響,因此我們更應(yīng)當(dāng)采取措施,建設(shè)好生態(tài)河道。
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