生态堤防设计在水利工程中的实践探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：王萌萌（1996），女，河南杞县人，汉族，本科，研究方向为生态堤防设计在水利工程中的实践探讨。-110-生态堤防设计在水利工程中的实践探讨 王萌萌 开封市兴水工程咨询监理有限公司，河南 开封 475000 摘要：摘要：随着环境问题日益严重以及自然灾害频发，对水资源的保护和合理利用变得尤为重要，水利工程作为管理和利用水资源的重要手段，其设计理念和技术手段也在不断发展和创新，在此背景下，生态堤防设计作为一种新兴的水利工程设计理念受到了广泛关注。传统的堤防设计注重抗洪、固土和排涝等功能，但在此过程中常常忽略了对环境的影响和生态系统的维护，因此，生态堤防的概念应运而生，旨在通过生物多样性的维护、湿地恢复和植被建设等手段，在保护环境、减少生态破坏的同时，提升水利工程的功能性。鉴于此，本文针对生态堤防设计在水利工程中的实践应用途径展开积极探讨，为进一步促进水利工程项目创新发展提供技术支持。关键词：关键词：生态堤防设计；水利工程；优势；实践应用 中图分类号：中图分类号：TV871 0 引言 生态堤防设计是一种将生态学原理和技术手段与传统堤防工程相结合的设计理念，其核心在于通过生态学的方法，充分利用和发挥自然生态系统的功能，构建起具有防洪、防护和生态保护功能的水利工程。生态堤防设计在水利工程中的实践可以促进沿岸和水域生态系统的恢复和改善，采用植被、湿地恢复等方式构建生态堤防，有助于提供栖息地、改善水质，维护和恢复生物多样性，通过合理设计生态堤防，可以减缓洪水冲击，提高水域的吸收和储存能力，减少洪水灾害带来的损失，对当地社区和生态环境带来积极的社会效益，为地方经济的可持续发展提供支持，通过不断实践和总结经验，完善生态堤防设计理念和技术手段，推动相关领域的科研进展。1 生态堤防设计在水利工程中应用优势 1.1 保护河流生态环境 传统的水利工程往往只关注防洪、灌溉等单一功能，而忽视了河流生态系统的保护，生态堤防设计则将河流视为一个完整的生态系统，注重保护河流的生物多样性、水文循环等关键要素。通过优化堤线布置、选择生态友好的堤型等措施，生态堤防设计可以减少对河流生态系统的破坏，维护河流生态系统的平衡1。传统的水利工程往往采用硬质材料，如混凝土、浆砌石等，这些材料对河流生态系统的破坏较大，生态堤防设计则采用天然材料或可再生材料，如木材、石头等，这些材料对河流生态系统的破坏较小，生态堤防设计还注重恢复河岸植被、设置湿地等生态设施，这些设施可以吸附污染物、净化水质、提高生物多样性等，为河流生态系统提供良好的生态环境。传统的水利工程往往需要大量的资金投入，生态堤防设计则可以通过节约资源、降低施工成本等方式降低投资成本，生态堤防设计还可以提高水利工程的综合效益，如改善水质、提高灌溉水质等，为当地经济和社会发展带来更多的好处。传统的水利工程往往会对当地居民的生活和生产造成一定的影响，生态堤防设计则注重与当地居民的沟通和协调，充分考虑当地居民的需求和利益，通过与当地居民的合作和参与，生态堤防设计可以更好地满足当地居民的需求，提高当地居民的生活质量和社会福祉。1.2 提高水利工程效益 传统的水利工程往往只注重堤防的防洪功能，忽视了河流生态系统的保护，生态堤防设计则将河流视为一个完整的生态系统，通过优化堤线布置、选择生态友好的堤型等措施，提高堤防的稳定性和抗冲刷能力，增强水利工程的防洪能力，通过恢复河岸植被、设置湿地等措施，提高河流的滞洪能力，进一步增强水利工程的防洪效果。传统的水利工程往往采用硬质材料，这些材料容易对河流造成污染，生态堤防设计则采用天然材料或可再生材料，减少对河流的污染，注重恢复河岸植被、设置湿地等生态设施，这些设施中国科技期刊数据库 工业 A-111-可以吸附污染物、净化水质，提高灌溉水质，通过调节水库的泄洪量、控制下游河道的流量等措施，减少洪水对河岸的冲刷和破坏以及水土流失和泥沙淤积，进一步改善水质和提高灌溉水质2。传统的水利工程往往只关注单一功能，而忽视了其他效益，生态堤防设计则将水利工程视为一个综合系统，通过优化设计和布局，实现多种功能的有机结合，如在生态堤防设计中可以同时考虑防洪、灌溉、发电、旅游等多种功能，进一步提高水利工程的综合效益。传统的水利工程往往只关注当前的需求和利益，忽视了未来的可持续发展，生态堤防设计则注重长远的发展和可持续性，通过采用可再生材料、节约资源等措施，生态堤防设计可以减少对自然资源的消耗和浪费，促进可持续发展。1.3 促进生物多样性 传统的水利工程往往采用硬质材料，如混凝土、浆砌石等，这些材料对生物的生存环境造成了一定的破坏，生态堤防设计则采用天然材料或可再生材料，如木材、石头等，这些材料对生物的生存环境的影响较小，注重恢复河岸植被、设置湿地等生态设施，这些设施可以为生物提供多样化的栖息地和食物来源，促进生物多样性的发展。河流生态系统是多种生物共存的重要生态系统，而生物多样性是维持生态系统稳定性的关键因素，通过优化堤线布置、选择生态友好的堤型等措施，生态堤防设计可以减少对河流生态系统的破坏，维护河流生态系统的平衡，恢复河岸植被、设置湿地等措施，增加河流生态系统的生物多样性，提高河流生态系统的稳定性3。河流生态系统具有一定的自我修复能力，但是这种能力受到外界干扰的影响，通过采用生态堤防设计，可以减少对河流生态系统的干扰和破坏，促进河流生态系统的自我修复能力，为生物提供更多的栖息地和食物来源，进一步促进生态系统的自我修复能力。通过宣传和教育，可以让公众更加了解生物多样性的重要性和保护方法，参与生态堤防设计和维护工作，更加了解水利工程对河流生态系统和生物多样性的影响，进一步增强公众的保护意识。1.4 美化城市环境 传统的水利工程往往只关注防洪、灌溉等单一功能，忽视了城市水环境的改善，生态堤防设计则将河流视为一个完整的生态系统，通过优化堤线布置、选择生态友好的堤型等措施，改善河流的水质和生态环境4。统的水利工程往往采用硬质材料，这些材料容易对城市景观造成破坏，生态堤防设计则采用天然材料或可再生材料，减少对城市景观的破坏，注重与城市景观的协调和融合，通过恢复河岸植被、设置湿地等措施，与城市景观相互呼应，形成美丽的景观效果。传统的水利工程往往只关注防洪、灌溉等功能，而忽视了城市居民的休闲娱乐需求，生态堤防设计则注重与城市居民的需求和利益相结合，通过恢复河岸植被、设置湿地等措施，为城市居民提供更多的休闲娱乐场所，这些场所还可以为城市居民提供亲近自然、感受自然的机会，进一步增强城市居民的环保意识和生态意识5。传统的水利工程往往只关注当前的需求和利益，忽视了未来的可持续发展，生态堤防设计则注重长远的发展和可持续性，通过采用可再生材料、节约资源等措施，生态堤防设计可以减少对自然资源的消耗和浪费，促进城市的可持续发展。2 生态堤防设计在水利工程中的实践应用途径 2.1 堤线布置与堤型选择 在实践中，设计人员应遵循“顺应自然、保护生态”的原则，尽可能保留河流的自然形态，包括尊重河流的弯曲度、河岸的坡度等，避免过度的人工干预，通过合理的堤线布置，可以减少对河流生态系统的破坏，保护生物多样性。传统的堤型往往采用混凝土或浆砌石等硬质材料，虽然具有较高的防洪能力，但对河流生态系统的破坏较大，生态堤防设计则注重选择具有生态友好的堤型，如采用生态堤、自然堤等，这些堤型采用天然材料或可再生材料，对河流生态系统的影响较小，这些堤型还具有良好的透水性，有利于水流的自然流动和生物的栖息6。在实践中，设计人员还应根据当地的气候、土壤、水文等条件进行综合考虑，如在干旱地区，选择具有良好保水性能的堤型；在湿润地区，选择具有良好透水性的堤型，重点考虑施工成本、施工难度等因素，确保选择的堤型既经济又实用7。2.2 河流断面设计 河流通常具有不同的流速、流量和地形特征，这中国科技期刊数据库 工业 A-112-些因素都会影响断面的设计和选择，设计人员应通过对河流的实地勘察和数据分析，了解河流的流速、流量和地形特点，选择合适的断面形式，传统的断面设计往往注重防洪功能，而忽视了生态保护，然而，生态堤防设计的河流断面不仅要满足防洪要求，还要考虑生态保护，如采用复式断面或梯形断面等，减少水流对河岸的冲刷，保护河岸生态，在断面设计中还可以考虑设置湿地、植被缓冲带等生态设施，以促进河流生态系统的恢复和重建8。河流断面设计还需要考虑水利工程的功能需求，如在灌溉季节，需要保证足够的流量以满足灌溉需求；在洪水季节，需要保证足够的泄洪能力以防止洪水灾害，设计人员应根据水利工程的功能需求，合理设计断面的宽度、深度和形状等参数。不同的断面形式和材料选择都会影响施工成本和可行性，设计人员需要在满足生态保护和水利工程功能需求的前提下，选择经济合理的断面形式和材料。2.3 植被恢复与绿化 植被恢复是生态堤防设计的重要内容，在水利工程的建设过程中，往往会对河流两岸的植被造成破坏，因此，在进行生态堤防设计时，需要注重植被的恢复，选择适宜当地生长的植物种类，进行植被的种植和恢复，减少水土流失，提高河岸的稳定性，改善河流生态环境，提高水质9。在水利工程中，通过绿化可以提升堤防的美观度和景观效果，在进行绿化设计时，需要根据当地的气候、土壤、水文等条件选择适宜的植物种类和种植方式，还需要考虑植物的生长周期和生长环境，确保植物能够健康生长并形成良好的景观效果，同时，进行植被恢复与绿化的过程中，充分考虑堤防的防洪功能和安全性，如在选择植物种类时，选择根系发达、抗逆性强的植物，增强堤防的稳定性和抗冲刷能力。在植物的生长过程中，定期进行浇水、施肥、修剪等管理措施，确保植物的健康生长和景观效果，加强宣传教育，增强公众的环保意识和参与度，形成全社会共同参与的良好氛围。2.4 水流调控与生态恢复 在水利工程中，通过合理的水流调控措施，可以控制水流速度和流量，避免对河岸生态造成破坏，如在洪水季节，调节水库的泄洪量，控制下游河道的流量，减少洪水对河岸的冲刷和破坏，设置分洪区、导流槽等措施，将洪水引导到安全区域，保护河岸生态。在水利工程的建设过程中，往往会对河流生态环境造成破坏，因此，在进行生态堤防设计时，需要注重生态恢复，通过采取一系列生态恢复措施，如人工湿地、植被缓冲带等，可以促进河流生态系统的恢复和重建，这些措施能吸附污染物、净化水质、提高生物多样性等，为河流生态系统提供良好的生态环境10。在水利工程中，堤防是重要的防洪设施，进行水流调控与生态恢复的过程中，需要充分考虑堤防的防洪功能和安全性，如在设置分洪区、导流槽等措施时，要确保这些措施不会对堤防的稳定性和安全性造成影响，定期进行监测和维护，确保措施的有效性和持久性。3 结束语 生态堤防设计作为一种创新性的水利工程设计理念，为保护生态环境、防止洪涝灾害和促进可持续发展提供了新的途径。本文通过对生态堤防设计在水利工程中的实践探讨，阐述了其在生态保护、洪灾防治和资源可持续利用方面的重要作用。虽然生态堤防设计在实践中存在一些挑战和限制，但其所带来的环境效益和社会效益是不可忽视的。相信随着技术的不断创新和实践经验的积累，生态堤防设计将会在未来取得更加广泛的应用与发展。参考文献 1魏成,郭珊珊,周婷.基于水利堤防的城市公共园林营造实践研究从杭州苏堤到雄安生态堤J.中国园林,2022,38(1):21-25.2胡丹东.水利工程中堤防设计方案研究与优化J.城市情报,2023(12):115-117.3 李 媛 媛,侯 贵 兵,王 英 杰.融 合 滨 水 空 间 设 计 的 城 市 防 洪 工 程 设 计 理 念 及 实 践 J.人 民 珠江,2020,41(12):53-57.4张雯龙.水利工程中堤防护岸工程施工技术研究J.电脑爱好者（普及版）（电子刊）,2021(11):2477-2478.5习伟.水利工程生态堤防建设要点分析J.建筑工程技术与设计,2020(28):1985.中国科技期刊数据库 工业 A-113-6卢伟国.水利工程中堤防设计方案研究与优化J.百科论坛电子杂志,2020(19):4948.7王志强.生态堤防设计在水利工程中的应用J.百科论坛电子杂志,2020(20):3456.8董文.生态堤防设计在水利工程中的应用浅述J.建筑工程技术与设计,2019(36):2887.9周先祥.水利工程堤防建设中的生态设计思路探讨J.建筑工程技术与设计,2019(14):2897.10王金晶.水利工程中堤防设计方案研究与优化J.电脑爱好者（校园版）,2021(13):256-257.