绿色设计理念在水利工程中的应用研究

张笑程 华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司工程师

杨佐斌 华能西藏雅鲁藏布江水电开发投资有限公司教授级高级工程师

1 引言

水利工程是一项重要的民生工程，对保障我国经济的稳定发展和人民的安居乐业有着非常重要的作用。水利工程建设不仅能够实现水资源的合理分配与使用，还能有效减少水灾害的发生。因此，水利工程建设对于促进社会绿色发展具有非常重要的意义。水利工程建设具有占地面积广、工程量大、建设周期长、施工难度大以及对生态环境的影响大等特点[1]。在水利工程的建设过程中，若不能注意对环境的保护和资源的节约，不仅会造成建设资源的浪费，还会对环境造成破坏。水利工程设计是水利工程建设的先决条件，对提高水利工程的施工质量，实现水资源的调节作用有着非常重要的意义。在水利工程设计中贯彻绿色设计理念，不仅能充分发挥水利工程的作用，还能有效保护生态环境，实现人类和生态环境的和谐发展。随着经济与科技的高速发展，人们在利用自然、改造自然等方面取得了较大的成果，但若不节制，必然会导致生态系统的破坏。在实施水利工程时，设计人员要合理地利用自然资源，还要尤其重视工程与生态系统的和谐统一。因此，基于绿色设计理念设计水利工程具有重要的现实意义。

2 绿色设计理念概述

绿色设计理念最早提出于20世纪60年代，并在工业设计中得到了广泛的应用。绿色设计，又名环境设计，是指在所设计产品的整个生命周期内，以保护环境、节约能源为原则，充分考虑产品在生产、使用、废弃中能保持低碳、环保的设计准则[2]。

在水利工程中应用绿色设计理念，是指在水利工程设计过程中充分考虑水利工程对环境资源的影响，优化水利工程设计各项因素，从而确保水利工程的指标能够满足绿色环保的要求，同时有助于水利工程建成后对环境的科学修复[3]。在产品设计的全过程都要贯彻绿色设计的理念，基于保护环境的角度，在确保水利工程质量的基础上，促进人与自然的和谐共存。

3 我国水利工程设计存在的问题

3.1 设计不当导致施工中产生污染

水利工程设计是水利工程施工和建设的基础，若在水利工程设计时没有进行充分考虑，没有完全掌握水利工程周围环境，将无法因地制宜地进行水利工程设计。更有部分设计人员自身的环保意识薄弱，没有在设计过程中考虑到水利工程可能会造成的环境污染[4]。此外，由于水利工程的建设工程量较大，建设周期较长，不但会影响到施工区域的植被、绿化等，还会在施工过程中会产生大量的粉尘、噪声等污染，对工程周围的生态环境造成严重破坏。部分水利工程为了追求施工进度，一味地追赶工期，会进一步加大水资源的污染程度，破坏原有的生态平衡。

3.2 竣工后影响周边生态系统

如果水利工程施工后没能按照要求修缮周围环境，只是实施了简单的恢复工作，就无法有效保障生态环境的修复。然而树木、乔木等植被的生长比较缓慢，水资源的修复则需要更长的时间，所以恢复到原来的生态系统需要较长的时间[5]。现阶段水利工程施工后采取的生态环境恢复手段，不能使被破坏的生态环境得到有效恢复。

3.3 部分原材料的采集会引起污染问题

原材料质量不仅对水利工程质量有着直接的影响，还会对环境造成一定的污染。水利工程建设中常用的原材料以水泥、钢筋和石材为主，这些原材料在制造过程中会消耗大量的资源，同时在生产过程中会造成环境污染，破坏生态环境。此外，水利工程建设需要的石材主要来源于山体挖掘，会破坏山体植被，造成水土流失。因此，在水利工程建设过程中需要树立起绿色环保的理念，充分考虑原材料对环境造成的影响，选择最优的方案。

4 基于绿色设计理念的水利工程设计策略

4.1 强化应用绿色设计的意识

在进行水利工程设计时要充分融入绿色环保理念。水利工程设计人员在进行水利工程设计前，应到施工现场展开详细调研，为水利工程设计打下基础。水利工程设计人员应提高自身绿色设计和节能减排意识，不断提升自身综合素养，为水利工程设计中绿色环保理念的应用提供保障。环保理念不仅仅要体现在水利工程施工中，还要体现在施工的准备阶段、完善阶段、工程使用阶段等。例如，要考虑到水利工程施工范围内栖息动物的迁徙以及鱼类的保护，在水利工程使用阶段还需要因地制宜地引入一些水生物，维护该区域的生态平衡。

4.2 减少施工中的环境污染问题

在水利工程中落实绿色环保理念，一方面对于经济和环境的和谐发展有重要意义，另一方面可以强化水利工程对环境的有效处理。比如，水利工程的建设区域，必须要禁止乱砍乱伐，可以通过树木移植的方法保护现场的树木，也就是在建设水利工程时，将树木栽植在接近生活区域的区域，当水利工程竣工后，再移植树木。为了防止水利工程组织施工破坏当地的生态环境，可以在建设水利工程的准确时期，为栖息在水利工程建设区域内的动物提供迁徙帮助[6]。比如，对鱼梯、鱼道等进行修建，当水利工程竣工后或者是水利工程正式投入使用后，把水生物引入到水库中。将绿色设计理念融入到水利工程的设计当中，能够对生态环境和水利工程建设的深度融合起到积极的作用。在水利工程中推广并应用绿色设计理念，能够减少建设水利工程造成的环境破坏，减少资源消耗，节约资源。

4.3 加强对原材料采购的管理

尽管现阶段各种环保、经济、新型的建筑材料在建筑中得到了广泛应用，但在水利工程中的应用还不够充分。对此，在进行水利工程设计时，应基于绿色环保理念，从水利工程的实际情况出发，尽可能地选择环保、绿色材料[7]。合理的原材料能够为水利工程建设质量的提高提供保障，在水利工程中使用环保、绿色原材料，一方面可以大幅度减少水利工程使用的钢筋、水泥量，另一方面便于对水利工程现场垃圾的清理。

需要注意的是，大部分的施工原材料是可以被二次利用的，例如坝坡剩余的石块，可以用于加固坝脚，不但能够降低消耗的原材料，同时还能加固水利工程，节约能源。使用施工材料时，还要做好对施工材料的动态监控，加强监督管理，严格把控材料的进场检验、监理抽检等过程，有效保障水利工程的建设质量。

5 基于绿色设计理念的水利工程设计案例

某水利工程原来设计为3孔，每个孔的净宽度为2.3 m，高度为3.5 m，控制流域的面积为18 km2，设计的流量为每秒25 m3，最高蓄水位达到30 m。由于该水利工程年久失修，导致闸门、上下游护坡等存在老化、破损等现象，需要进行重建。根据该水利工程实际情况，因地制宜，基于绿色设计理念，本着“绿色、科学、节能”的原则进行设计和施工。

第一，基于绿色设计理念做好水土保持。水利工程传统的施工过程中，开挖土方、堆放废弃土等经常会破坏地表、造成水土流失。基于绿色设计理念，整合草皮与有关工程，在本水利工程开挖面上对草皮护坡结构进行设计，从而提高防护水土流失的效果。

第二，加强绿色环保设计。在传统的水利工程设计过程中，由于没有能够综合考虑环境保护问题，在施工过程中所产生的废水、污染物等会严重污染水体、空气以及土壤等环境。因此，该水利工程通过绿色环保设计，采用智能化的传感器技术和无线通信技术，当发现空气污染或水资源污染时，可以在第一时间进行发送至控制中心，提示技术人员立即进行处理。此外，采用先进的污水处理技术和空气精华技术，强化污水处理，减少施工垃圾对环境所造成的负面影响，营造良好的水利工程环境，提高水利工程绿色水平。

6 结语

水利工程作为国家基础性工程，能够实现合理分配与使用水资源的目的，对社会健康发展具有非常重要的意义。基于绿色设计理念的水利工程设计，在确保水利工程质量的同时，实现了与自然的和谐共存，为水利工程设计提供了新的思路。