生态水利工程规划与设计的主要方法

◎孙杨 刘慧 王玉丽 章朝峰

生态水利建设项目属于重要的民生保障基础工程，具有生态性、社会性、经济性等建设特征，在实际施工过程中，需要针对性、科学性的工程规划方案与设计图纸指导，才能有效保证工程造价成本处于合理范围内，并确保与周边环境的协调发展。针对生态工程具体规划、设计工作面临的设计人员专业素养参差不齐、规划内容脱离实际、设计方案审核不严格等问题，需要工程设计人员正确认识生态理念在水利项目的实际应用意义与形式，从全局规划的角度出发，筛选符合区域水利设施建设需求的设计方案，全面提升工程的生态效益、经济效益与社会效益。

一、基于生态发展理念开展水利项目规划和设计的积极意义与实践问题

（一）积极作用

近几年，随着国民产业经济效益的整体提升，我国投入到基础公共服务工程的财政资金逐年上涨，水利项目的建设数量不断增长，大规模、复杂结构的工程数量也随之提升，对工程周边的影响较大。如果忽视水利项目建设的生态效益、没有综合考虑影响工程实际施工的多方面自然因素，极有可能会导致工程规划与设计出现不合理的问题。在水利工程的具体设计阶段，依照生态环境可持续发展理念，对工程施工建设进行统筹规划，综合考虑各项工程建设与实用的影响因素，制定囊括工程施工全过程的设计指导方案，能够有效平衡水利项目的社会效益、经济效益，优化工程资源的配置，实现水利工程多功能使用要求，进一步提升水利工程涵养水源、农业灌溉、抗洪防灾的作用。

滚动轴承试验台如图2所示.滚动轴承类型及相关参数如表2所示.滚动轴承外圈、内圈及滚动体上所加工的故障如图3所示.根据表2相关参数及式(6)～式(8)滚动轴承故障特征频率计算公式得到试件的外圈、内圈及滚动体故障特征频率分别为fo=64.41 Hz,fi=95.38 Hz,fb=5.38 Hz.

对照组:开腹手术。患者气管插管全身麻醉,于下腹正中或耻骨联合上做切口,进腹后,根据肿瘤部位、性质、体积,游离,完整剔除肿块,钳夹输卵管、卵巢系膜,以可吸收线缝合剩余的正常卵巢及系膜并结扎,待肿瘤切除干无残留,腹腔无出血后,关闭切口。

（二）生态水利项目规划和设计面临的现实问题

1.设计队伍专业素养参差不齐。

生态河道是生态水利项目建设的核心环节，具体的设计内容包括平面河道规划设计、河道断面设计、河床施工设计、护坡工程设计等几方面的内容。在实际施工设计阶段，首先应明确河道建设施工的要求、使用目标、建设成本、施工环境等情况，对各项施工要素进行深入研究、合理规划，制定工程施工方案与图纸，然后利用计算机数据建模，借助虚拟现实、大数据等极速，对方案的合理性与可行性进行验证。如，在河道护岸网格工程的设计过程中，应根据河道边坡的倾斜度、护坡长度等情况，在硬性网格结构中，事先预留出有孔空间，与边坡土壤连接，然后根据生态保护、修复需求，种植适应当地环境的绿植。为了提升网格结构的应用空间，可以根据实际需要设计不同的结构，包括立式驳岸、斜式护岸、直立式结构等，进一步提升河道抗冲击、抗侵蚀能力。

水利工程的实际建设施工环节，不可避免的会对水体、地质结构、河道流向与流量等产生相应的影响，同时，水利设施配套的建筑物也会影响河流湖泊、沟渠稳定性。水利工程配套建筑物结构多样、建设形式存在较大的差异，在规划设计的过程中，需要根据定型标准确定具体的施工方案。通常情况下，为了提高水利工程建设的生态性、安全性，可以考虑加设反滤层、挡土墙等工程，对雨水、积水进行排放，避免水流、泥沙过度淤积导致的质量问题。

由于水利工程的施工范围相对较广，对环境产生的影响是多方面、不确定的，为全面、动态掌握工程对环境产生的变量影响，规划设计技术人员应围绕生态水利项目的整体建设与使用需求，明确生态敏感监测指标，综合考虑各项施工影响要素，对工程设计方案的制定与优化提供支持。在生态敏感性监测体系中，环境敏感指标包括区域水环境、地质环境、气候变化、河道流量、沟渠稳定性等内容，需要按照农田灌溉、水源涵养、河道规划、输水项目等工程建设类型的不同，进行合理规划。在敏感性目标分析中，设计人员应该将水利工程项目的敏感指标贯穿于水利工程项目的全生命周期中，合理运用各项大数据、云计算、3S、智能分析、无线通讯等现代技术，按照关键数据收集、分析与处理的需求不同，做好设计参数的计算与评估工作，并以此为基础，对生态水利设施的规划设计方案质量进行审核，提升设计的可行性与科学性。

在水利施工过程中，河道、水源内的淤泥淤积情况是影响工程使用质量的重要因素。在水源工程实际设计阶段，一方面，需要合理设置拦河坝，综合考虑拦河坝水位变化，保证水利工程在农业生产过程中能够有效发挥蓄水、输水的作用。与此同时，河道长期使用过程中，河床会逐步拓宽，上下游泥沙冲淤难以保持平衡，在设计过程中应注重冲砂底孔的设置规划。如果当地水文、地质、气象等自然环境资料收集不全，设计人员在对旧坝进行改造规划时，应在无孔坝中适当增加冲砂孔，通过闸门进行控制，保证河床能够稳定运行。

由于水利工程的建设规模逐步扩大、工程技术的应用较为复杂、施工量较大，使得设计人员在结合工程建设目标，对施工方案进行规划时，需要考虑的因素较多，各项设计参数计算量大，在设计阶段，容易出现设计问题，如，在图纸设计时，不能明确掌握尺寸和标注、不规范的图纸设计等，都是在设计图纸的过程当中经常出现的问题，属于严重的设计缺陷。如果未经结合工程实际需求，选择的施工工艺对环境的破坏影响较大、材料运输路线规划不合理、设备器械的安装与使用不规范等情况，不仅会影响工程实际建设的质量与安全，也不利于生态水利建设进度与造价管理。

3.方案审核不严格。

在生态水利项目设计完成后，需要建筑市场相关监督与管理单位对方案进行多重审核，对设计方案进行优化筛选。工程队伍也需要全面参考技术人员、专家、监理人员的意见，确保设计方案贴合实际，造价合理，能够体现生态工程的特点。但当前阶段，部分施工企业片面、盲目的追求短期工程效益，不注重工程建设的生态效益管理，过度压缩施工成本，不关注施工工艺、材料与设备使用等施工环节对环境的破坏性影响，导致审核水利工程设计任务不能够将其固有的价值发挥出来，对设计规划生态水利工程产生不利影响。

二、生态水利施工项目的设计原则

（一）协调性

水利工程的主要建设目标是改善区域水环境、提高水资源利用质效、增强地方防洪抗旱的能力，并针对性为地方农业、运输业、服务业等经济产业的长效发展提供助力。因此，在生态工程的具体设计与规划阶段，需要平衡工程带来的生态效益与经济效益关系，降低工程施工影响对周边自然生态系统演变的影响。一方面，设计人员需要深入、全面的分析工程可能对自然环境产生的多层次影响，综合分析工程规模、使用要求、建设成本、周边环境等建设条件，通过实地勘测、数据建模、历史数据计算与整合等方式，掌握自然环境、人为因素的变量关系，通过对水利工程现场特殊水文条件、河道形态、生物群落等因素的动态、细致考察，协调各项影响关系，优化生态水利工程的规划设计。

水利工程的设计、施工与使用全过程中，促进水利工程功能性与生态性的融合，可以有效提升水利工程的实际使用质效，实现周边环境进行综合治理的目标。生态水利项目的实际设计环节，需将工程水文学与生态水文学充分结合起来，利用自身所掌握的专业素质和知识，开展因地制宜、因时制宜的设计，确保生态水利工程的方案能够符合工程建设与使用需要，并逐步修复周边生态环境，贯彻生态可持续建设与发展目标。如，以某备用水库项目为例，需要根据主水库的换水周期、用水频率，水库周边地质结构、河流湖泊分布以及农田灌溉、水运需求等条件，综合分析各项影响因素，在充分掌握生态系统水域、地质变化特征后，进行具体设计。

（二）合理性

由于工程规划和设计需要调查分析的数据信息量大、关联内容较为复杂，因此，为保证设计规划方案的可靠性与实效性，需要设计人员严格按照生态工程的统一性、规范性设计标准，合理开展设计工作。相关规划、设计方需严格根据国家、行业的规划设计标准，来做好水利工程设计各个细节的优化和调整，并结合调整内容，在方案、图纸中准确、详细标注相关信息。需要注意，工程的设计方案与施工图纸中，应明确对工程材料、设备、工艺的具体应用情况进行规范，制定合理的定价标准，确立全过程造价管控机制，为生态工程的有序。高效推进提供支持。

（三）生态性

因地理特点和历史原因，渝中区辖区内人防工程较多，每到炎热夏季都有大量居民前往纳凉，区委政法委、宣传部充分利用这一优势，在5个人防工程纳凉点开展微宣讲。通过“社区工作日”，区级机关干部分批深入辖区12个街道，变“坐班”接待群众为主动走进基层听民情察民意，及时解决各类社会问题，充分利用这一载体在全区78个社区同步开展扫黑除恶专项斗争宣传，面对面宣传相关政策，每次居民群众都踊跃参加，深受居民群众欢迎，成为渝中区宣传活动的品牌。

三、生态水利施工项目的主要规划设计方法

（一）生态河道项目的施工设计

(3) 新能源电力充裕以后的主动发电调节。随着新能源发电技术的成熟及新能源发电成本的下降,新能源发电本身就可以作为辅助服务资源,即新能源电力充裕以后的主动“弃风弃光”。

（二）周边建筑物的规划设计

设计人员的专业素养、职业态度、实践经验等直接影响到水利项目规划设计方案的质量。当前，一些设计单位的技术队伍专业素养参差不齐、业务能力有待加强，在一定程度上影响了生态工程的实际建设质效。与此同时，尽管部分设计人员具备较强的专业能力与实践经验，但对于生态工程设计理念理解不深入，在方案的实际设计过程中，没有结合区域生态环境特征，对工程施工影响要素进行控制，往往导致设计方案与工程实况存在矛盾，难以落实生态可持续建设的施工目标，导致水利项目不符合生态工程的建设规范与标准。

（三）输水项目设计

输水工程的设计规划要点分为两个方面：一是工程引水量的整体规划设计，需要设计人员全面掌握区域水环境、地质环境、地表水流特征等流量影响特征，在现代测绘、计量、统计等技术的支持下，预先确定水利项目使用、生物群的最大需水量，确定具体的施工技术；二是排水量的计算。施工地区河道排水量计算主要采用排除法。

（四）水源工程设计

2.规划设计方案不合理。

（五）农田灌溉工程规划

在水利工程灌溉田、沟渠渠的设计规划中，为了保证水资源的高效、合理利用，需要将一侧设计为临空面。如果农田分布规则，可以选择灌排分区设计的形式，引水灌溉，降低生态工程的耕地占用面积。在农田分布不规则的地区，在水利项目规划设计时，可以适当对土地进行规整，再进行水利设施建设，提高水利工程的使用效率。如果水利工程在丘陵地区建设，通常需要设置梯级分层拦河坝，以混凝土、浆砌石为主要材料，保证分散性、小规模农田得到有效灌溉。

四、基于生态发展理念开展水利项目规划设计的有效路径

（一）明确制定工程生态敏感监测目标，优化工程设计

观察组30例,治愈17例(56.67%),有效12例(40.0%),无效1例(3.33%),总有效率(96.67%)。对照组30例,治愈15例(50.0%),有效10例(33.33%),无效5例(16.67%),总有效率(83.33%)。观察组总有效率96.67%高于对照组83.33%,差异显著具有统计学意义(P<0.05)。

（二）实地勘测，全面、准确获取环境信息

基于生态建设理念，开展水利项目的规划设计工作，需要设计人员在全面、深入掌握工程与环境协调性、循环性建设原则的基础上，综合考虑施工区域环境特点，通过实地勘察、历史数据分析、数据建模等方法，完整、准确获取环境信息，动态把控施工周边环境情况，为工程不同施工环节的规划设计提供可靠的数据依据。与此同时，为平衡水利工程项目使用的功能效益与生态效益，降低施工过程对区域生态环境系统的破坏影响，相关的规划设计人员需要与水文监测单位等加强合作，充分利用水文监测单位所提供的资料与数据，并在实际勘察阶段，组织专业的技术人员对施工地区及周边环境进行测量、勘察，保证环境信息获取的全面性、准确性与完整性。

（三）科学运用生态建设技术与环保材料

随着水利工程建设规模的扩大与数量的提升，工程施工技术与环保材料的应用也得到了创新发展的机遇，在工程设计环节，技术人员应动态把握当前工程环保、节能型材料的研究与应用成果，尽量选择对环境污染、危害较小的绿色施工材料。由于环保材料本身具有绿色、节能、无污染的特征，在水利工程中的应用基本上不会产生有害物质等，能够有效降低施工影响，实现节能减排、生态保护的目标。在绿色施工工艺与环保材料的选择与使用过程中，工程设计人员应综合考虑工艺应用的复杂性、材料获取渠道、经济成本、施工效果等情况，科学制定绿色施工方案，合理选择环保材料类型，保证工程施工质量符合使用标准。

主控冗余设计当中，总线管理器在运行之前，必须要保障主设备检索其他总线管理器时，可以确保总线设备状态，并且当线管理器恢复到了未配置状态时，此时的条件为总线管理器在成为主设备的过程当中，实现了达到四次的索引修改次数，但仍未成功成为主设备。一个巡回在结束之后，设备会进入下一个状态，该状态为“寻找下一个”，如果被接受，则进入“备用主设备”的状态，如果没有被接受，将产生错误报告。

（四）统筹兼顾，合理规划河道布局

水利工程对施工周边的影响是长远性的，基于生态可持续发展要求进行河道设计时，应坚持协调性、生态性的原则。一方面，由于河道施工建设的影响范围较广，为降低施工产生的破环性影响，需要工程设计人员统筹兼顾，合理运用BIM、GIS 等工程设计专业技术，对原有的河道分布情况进行调查、分析，基于因地制宜原则，合理规划河道工程的建设布局；另一方面，河道设计中需要考虑各种因素，以保持河道区域内生物物种的多样性，并要保护区域内的植物群。如，部分水利项目河道施工中，由于河道沟渠内含有大量淤泥，生物生长环境较差，在河道建设方案中，应合理规划淤泥清理施工，设计配套的护坡、绿化工程，在有序安排水利工程建设项目的同时，改善河道环境。

（五）突出水利项目生态功能，平衡工程建设经济与生态效益

水利建设项目的建设周期与使用周期相对较长，在实际工程规划设计阶段，应重点突出水利项目的生态功能，从长效发展、循环利用的角度出发，全面渗透生态环保理念。首先，应综合分析工程建设与使用的功能性要求与生态性要求，要判断出其生态功能是否能够在水利工程中有效体现出来；其次，应严格按照水利设施建设与使用的标准，对工程各项设计参数进行调整，保证工程规划的科学性与合理性。如，设计图纸中的各项工程尺寸、结构等相关数据应明确标注在方案上，并统一编制施工建设质量检验、安全保障等管理条例；第三，在工程量清单的设计工作中，需要结合生态工程的整体建设目标、造价成本预期、材料市场价格、人力资源需求、机械设备使用费用等条件，编制价格报表，控制工程实际成本，平衡工程建设经济效益与生态效益。

结语：基于生态工程建设理念，对水利施工项目进行设计，可以在提升工程整体建设质效、提高建设资源利用率、降低工程污染破坏影响的同时，有效发挥水利项目防洪抗旱、涵养水源、改善水环境等方面的作用。在工程的具体规划设计过程中，为保证生态理念的全面、有效渗透，设计人员应在充分了解生态水利项目建设特点的基础上，通过实地勘察、明确生态敏感性监测目标、合理规划河道布局、科学选择环保技术与材料等方式，优化设计方案，平衡生态水利项目建设与使用的生态、社会、经济效益。