水利水电工程中生态河道设计的研究

刘慧杰

摘要：改革开放以来，我国的各项事业都取得了很大成就，水利水电工程也不例外。新时代各项事业迅猛发展，要想在水利水电工程中获得更大的经济效益，就要将生态建设的理念融入其中，实现经济效益和生态效益的共同提升。因此在水利水电工程建设中，应当将生态建设理念与工程建设结合起来。生态理念的应用已经成了水利水电工程进一步发展的基本要求。为了更好地将生态理念应用于水利水电工程中，本文通过对生态河道设计的研究，探讨推动水利水电工程进一步发展的相关措施。

关键词：水利水电工程；生态河道设计；生态建设；生态理念

当今时代，生态理念已经渗透到社会生活的方方面面。不管是生产还是生活，只有运用好生态建设理念才能进一步提高生产生活的质量。除此之外，生态建设理念还具有特殊性。在不同的地区，由于气候、人文、植被等因素的差异，生态建设理念也会存在一些差异。不能在所有地区和所有领域运用同一种生态建设理念，这也是生态建设理念的一个局限性。另外，在进行生态河道设计时还应当考虑到生态的敏感性等相关特性，综合考虑各种因素，才能更好地在设计生态河道时运用生态理念，推动水利水电工程的进一步发展。

1 目前河道中存在的问题

人类的生存发展离不开水资源，近年来由于社会经济发展速度加快，人们对水资源的需求量也越来越大。对水资源需求的增加导致不少河道遭到了污染和破坏，对河道的损害会严重制约社会经济的进一步发展。具体来看，目前河道中存在不少问题。首先，河道水污染严重。生活生产的发展对水资源的需求不断加大，不少企业只顾经济效益，一味开发河道，获取水资源，又不注重污水的净化和处理，直接将废水排入河道。河道被污水污染，水质下降，生态遭到破坏，生物多样性也会减少。不仅如此，对河道的过分开发还会破坏河道的生态平衡，导致河道的自我修復能力减弱，无法消化排入的大量废水，河道水质日益变差，水污染越来越严重。第二，不少河道遭到了不合理的改造。河道生态功能很多，在人们的生活中起到了很重要的作用。其中一个很重要的功能就是防洪。我国有不少区域经常面临洪灾的威胁，为了更好地利用河道进行防洪，部分地区会对河道的内部结构进行改造和调整，例如加入一些建筑材料，试图提高河道内部结构的稳定性。但由于专业知识的缺乏或对生态理念理解不充分不彻底，对河道的改造往往不够合理。如此一来，不仅无法有效提高河道的防洪能力，还会破坏河道天然的生态功能，河道遭到破坏，生态平衡被打破。除此之外，河道区域景观的破坏也十分严重。河道并非独立存在，而是属于生态系统的一部分，河道与其周围的植被、生物等共同构成了复杂的河道生态系统。景观属于河道生态系统的一部分，对河道的生态健康起着十分重要的作用。近年来，由于工业的迅速发展，人类肆意开发自然资源，因此河道周围的景观不可避免地遭到人为的破坏。景观不仅能保护河道，还能保持生态系统的稳定性，维持生物多样性，从而维持河道生态系统的生态平衡。生态系统是一个整体性的系统，往往牵一发而动全身，对景观的破坏同样会对河道的生态环境带来不好的影响。由此可见，目前河道中存在着不少生态问题，为了更好地促进水利水电工程的进一步发展，应当首先针对河道中存在的相关问题具体分析具体解决。

2 水利水电工程中设计生态河道应遵循的原则

2.1 生态原则

在进行生态河道设计时，首先应当遵循生态原则。生态理念永远应当是河道设计的指导原则，应当作为其最重要的原则严格遵守。河道中所有问题的解决都应当从生态理念出发，不管是河道污染的治理、河道景观的设计、对河道的规划管理及维护，还是河道生态系统的修复，都应当生态先行，将生态问题放在优先地位进行考量。应当注重保护河道生态系统中的生物多样性，减少人为过度干涉，提高河道在自然状态下的自我修复能力。除此之外，在规划设计河道景观时，也应当遵循生态学的要求，考虑到生态理念的区域性问题，根据不同地区的特性，选择不同的植被。同时在选择植被时还要兼顾植被的习性，尽量选择习性相近的植被，同一地区习性相近且能适应当地环境的植被更容易存活。这样不仅河道功能得到了改善，河道生态系统周边的环境也会得到改善。

2.2 整体性原则

河道生态系统具有整体性，其中的各个要素之间存在着复杂的联系，发挥着至关重要的作用。在进行河道设计时，不能只考虑其中的某个要素而忽视与其他要素的关系，应当从整体出发，尊重生态系统的内部联系。首先应当进行评估，整体把握河道生态系统的具体状况，然后应当对各个要素进行评估和设计，统筹安排生态系统中的各个要素，多方面考虑制定合适的河道整治计划。设计生态河道，改善河道环境应当包含多个方面的内容，比如治理河道污水、设计河道景观、维护河道、保护河道生物多样性等等。同时从多个方面入手，才能从整体上改善河道的生态环境，更好地治理河道。

2.3 区域性原则

生态理念本身就带有区域性的特征，因此在整体规划的同时，还应当具体分析不同区域河道的具体状况，设计出符合不同区域河道的特色方案。由于各地的自然条件存在差异，地理状况也有不同，因此在设计生态河道时应当首先考察当地环境，把握当地自然环境的特殊性。不能照搬其他地区的成功经验，而应当根据不同地区的状况进行具体调整。使河道既能发挥河道的生态作用，又能体现当地自然地理环境的独特性。这样不仅能发挥河道的生态作用，还能体现当地的人文特色，发挥社会效益。在进行河道的修复和治理时，应当注意减少对河道原有结构的破坏，应当使河道融入周边的自然环境中，尽量减少生态系统中的人为因素，做到人与自然和谐相处。

2.4 经济性原则

水利水电工程的发展不能不考虑经济，因此在保护河道生态的基础上，还应当酌情考虑河道的经济效益。在保护生态环境的前提下，应当注意提高河道工程的实用性，力求在生态范围内实现经济效益的最大化。在设计生态河道时，应当首先了解河道的具体状况，并灵活采用新技术对河道进行修复。技术的进步为修理河道提供了更多样的选择，因此在修理河道时应当充分发挥新技术的优势，提高治理的质量和效率，提高资源的利用率，保障经济效益。

3 水利水电工程中生态河道产生的效益

在水利水电工程中设计生态河道能同时带来经济效益和生态效益。对河道进行修复，设计建设生态河道，修复其中存在的问题，就能发挥好河道的作用，造福人类。生态健康的河道能够进行灌溉，保障人类生活和生产种植中农作物的用水。通过河道，能够进行调水，实现水资源的合理配置。除此之外，还能利用河道的水资源进行发电和航运。河道在防洪减灾方面也发挥着巨大的作用。由此可见，对生态河道的治理和建设不仅能改善周围环境，还能提高人们的生活水平和质量。

图1 生态河道

4 在水利水电工程中设计生态河道的具体措施

4.1 生态河道的结构设计

设计生态河道首先应当从生态河道的整体结构入手。生态河道的整体结构又牵扯到各个方面，应当对每一个方面都进行合理规划，才能设计出既有生态效益又有经济效益的生态河道。首先，针对河道的纵断面，应当充分考虑不同地区河道的特点。考察河道纵断面的蜿蜒程度，同时考虑河流的深浅程度。其次要考虑河道蜿蜒曲度。设计好河道的蜿蜒性能够调控水流急缓，减少河水中携带的泥沙量，一定程度上缓解水土流失。进行河道蜿蜒性的建设还能调整河道的结构，合理规划河道的空间，为河道内的生物提供更多生存空间，提高河道的生物多样性，提高河道的自我修复能力，维护河道生态系统的平衡。同时还能一定程度上减少其他水利工程的花费。除此之外，在进行河道纵断面设计的时候还要考虑到河道的深潭和浅滩。受到河流的蜿蜒程度及走向等因素的影响，河道的纵断面上会产生一定深浅不一的深潭和浅滩。由于深浅不同，河水流经时的流速也会有所差异，有急有缓，因此能产生不同的水流条件。不同的水流条件会给不同的生物提供多样化的生活环境，为更丰富的生物群落的产生提供了条件。深潭和浅滩的规划需要进行人为设计，在建设生态河道时，应当充分考虑深潭浅滩的不同特性，合理安排其排列顺序，保障生态河道的生态效益。

除了要进行河道的纵断面设计，还应当进行河道的横断面设计。就设计河道横断面的结构而言，通常情况下都要考虑传统的河道力学，同时尽量做到简化施工。除了要考虑这些，还应当考虑到生态理念的基本原则，并考虑到河道的独特地貌，规划河岸的缓陡程度。同时还应当设计好河道堤线与水面的距离，不同的距离会产生不同的河道地貌，带来不同的生态环境效益。因此在进行河道横断面设计的时候要对此类要素多加考虑，力求实现最大的生态效益。

4.2 生态河道护坡植被的设计

对于一个河道生态系统而言，护坡植被是必不可少的。合适的护坡植被能够维持周围生态的稳定性，有效改善河道生态系统的整体环境。植被的根系发达，在河道两岸种植根系发达的护坡植被能够有效固土，保持河道两坡的水土，防止水土流失。在进行护坡植被的选择时，首先应当遵循生态理念的特殊性原则，考虑当地的气候和水文，选择适宜生长的植被。其次应当优先选择好存活、根系发达的植被。所选护坡植被的根系应当能起到保持水土的作用。在确保其能实现保持水土效果的基础上，再考虑景观的观赏效益，实现对河道周边景观的美化。此外，在种植护坡植物时，应当请专业人员，采用专业的技术手段，选择合适的播种方法，提高护坡制备的成活率。还应当设立专门小组对植被的生长进行监测观察，避免植被死亡带来的经济损失。比如，在进行播种时，可以采取混合搅拌技术，将植物种子与其他材料进行混合。播种时采取更加适宜的喷洒播种方式。这种方法能够有效提高护坡植物的存活率，目前已经取得了不错的效果。但在使用这种方法时也应当根据不同的情况进行合理调整，做到因地制宜。

4.3 土工材料固土种植基的设计

近年来，随着人们对生态河道建设更加重视，不同种类的护坡工程也逐渐发展起来。土工材料的固土种植基是近年来发展起来的一种新的生态河道的护坡工程，通过铺设土工网垫和单元种植基来保持水土，达到护坡的目的。目前广泛运用的土工网垫主要有两种类型，多层非拉伸和双向拉伸平面网。这两种网垫各有其特性，其突出优势也有差异。在进行生态河道设计的时候可以根据这两种网垫的不同特性作出最合适的选择。多层网垫的黏性较好，借此实现良好的固土效果。双层拉伸平面网则是主要通过在空间上固定土壤来实现固土的效果。需要注意的是，在设计土工材料固土种植基时，应当确保植物的根系能够顺利通过网垫上的网孔，扎入土壤吸取养分，網垫的使用不能阻碍固土植物的生长。目前在安装固土种植基时，通常采用人工进行铺设。为了避免种植基受到暴风雨的破坏，可以在外围使用混凝土等强度较高的材料进行固定，保护坡面，提高种植基的稳定性。

4.4 植被型生态混凝土设计

植被型生态混凝土的护坡设计是近几年的新兴理念。引入我国后，由于实现了良好的护坡效果，不少土木工程在进行生态河道建设时都会选择采用植被型生态混凝土的设计。不仅如此，为了实现更好的护坡效果，我国还根据当地的特殊自然地理环境对植被型生态混凝土设计进行了改造和优化，比如改进原材料，调整原材料的成分组成，将保水性更强的材料加入其中等。在原有技术的基础上进行改进和创新大大提高了该工程的护坡效果，收获了巨大的生态效益。因此，在进行生态河道建设时，应当灵活借鉴已有的经验和技术，提高生态河道建设的质量和效率。

5 结语

在水木工程中设计生态河道时，一定要将生态理念融入其中，优先考虑生态原则。同时考虑不同地区特殊的自然地理环境，因地制宜，根据当地不同的生态环境设计不同的方案建设生态河道。生态河道的设计应当从多个方面入手，比如河道的结构，比如护坡植被的选择等等。同时还应当借鉴已有的生态河道建设经验，比如应用植被型生态混凝土护坡技术，在坡面上应用能够保持水土的种植基，并根据具体情况对其进行优化调整，遵循整体性的原则，从多个方面入手建设生态河道。不同地区的河道具有不同的特性，在进行生态建设时应当充分考虑不同地区的特点。此外，在确保生态河道的生态效益的前提下，可以适当考虑其经济效益。总之，生态河道的建设是一项十分重要的工程，对周围环境及人类的生产生活都有十分重要的影响，因此我们更应当采取措施，建设好生态河道。

参考文献

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