如何在水利工程中实现生态保护与可持续利用
摘要
关键词
水利工程;生态保护;可持续利用;规划设计;运行管理
正文
0引言
水利工程作为国民经济基础设施重要的组成部分,在防治洪水泛滥、保障供水安全、保护生态环境以及推动国民经济发展等方面发挥了至关重要的作用。然而,传统水利工程往往侧重于工程本身的功能实现,在一定程度上忽视了对生态环境的保护,导致河流生态系统受损、生物多样性减少、水质恶化等问题。随着人们对生态环境保护意识的不断提高,如何在水利工程中实现生态保护与可持续利用成为亟待解决的重要课题。在水利工程的全生命周期,从规划设计之初就应充分考虑生态因素,在施工建设过程中采取有效的环保措施,在运行管理阶段注重生态调度与资源合理利用,并且在必要时开展生态修复工作,以确保水利工程既能满足人类社会的需求,又能维护生态环境的稳定与平衡,实现人与自然的和谐共处,为子孙后代留下可持续利用的水资源与良好的生态环境。
1水利工程规划设计中的生态保护与可持续利用策略
1.1生态友好型选址与布局
水利工程的选址与布局对周边生态环境有着深远影响。在选址时,应充分考虑流域的生态特征,尽量避开生态敏感区域,如珍稀动植物栖息地、重要湿地等。例如,对于大坝建设,避免在鱼类洄游通道上直接选址,以免阻断鱼类的繁殖和生存路径。在布局方面,合理规划水利设施的位置与间距,保障河流的自然连通性,使水流能够自然地在上下游和河漫滩之间流动,维持河流生态系统的物质循环和能量流动。同时,考虑不同水利工程之间的协同作用,避免功能重叠或相互冲突造成资源浪费与生态破坏,通过科学的选址与布局,为水利工程与生态环境的和谐共生奠定基础。
1.2生态流量确定与保障
生态流量是维持河流生态系统健康的关键因素。在规划设计阶段,需要运用科学的方法确定不同河流在不同时段的生态流量需求。这要综合考虑河流的自然特性,如多年平均流量、季节性变化、河道形态等,以及河流内生物的生存需求,包括鱼类产卵、水生植物生长等对水流的要求。确定生态流量后,通过工程措施加以保障,如设置生态泄水设施,在满足水利工程发电、供水等功能的同时,确保有足够的水量下泄维持河流生态。可采用智能化的流量监测与调控系统,根据实时的水文气象条件和生态需求,动态调整下泄流量,使河流始终保持一定的生态活力,防止因水利工程运行导致河流干涸或生态退化。
1.3环保材料与技术应用
在水利工程规划设计中,选用环保材料和先进的生态技术至关重要。环保材料如可降解的护坡材料、无污染的混凝土添加剂等,能够减少工程建设与运行过程中的污染排放。例如,采用新型的生态混凝土,其孔隙结构有利于植物生长,可在水利工程护坡等部位构建绿色植被覆盖,增强护坡的稳定性同时改善生态景观。在技术应用方面,推广应用生态修复技术,如人工湿地技术用于处理水利工程周边的污水,净化水质;采用生态型消能工,减少水流能量对河床和河岸的冲刷破坏,保护河道生态环境。通过环保材料与先进技术的应用,降低水利工程对生态环境的负面影响,提升其生态友好性。
2水利工程施工建设中的生态保护措施
2.1减少施工扰动与破坏
水利工程施工过程中,大规模的土方开挖、填筑等作业容易对周边生态环境造成严重扰动。为减少这种影响,应优化施工方案,采用先进的施工工艺和设备,尽可能缩小施工范围和作业强度。例如,采用精准的爆破技术,减少爆破震动对周边山体和植被的破坏;在土方开挖时,遵循分层开挖、及时回填的原则,避免长时间大面积的土地裸露,防止水土流失。同时,对施工场地进行合理规划,设置施工通道和作业区域,避免施工机械随意碾压周边植被和土壤,最大限度地保护施工区域的生态完整性。
2.2水土保持与生态防护
施工建设中的水土保持工作是生态保护的重要环节。在水利工程施工场地周围设置完善的截水沟、排水沟等排水设施,将雨水有序地引离施工区域,防止雨水冲刷造成水土流失。在坡地施工区域,采用植被护坡、土工格栅护坡等生态防护措施,增加坡面的稳定性,促进植被生长,减少坡面水土流失。对于弃土弃渣场,进行科学的规划与管理,设置挡渣墙、沉淀池等设施,对弃渣进行分类堆放和处理,待施工结束后,及时对弃土弃渣场进行复垦或绿化,恢复其生态功能,使施工建设对水土资源的影响降到最低。
2.3施工废弃物与污染处理
水利工程施工会产生大量的废弃物和污染物,如建筑垃圾、施工废水、废气等,如果处理不当,将对生态环境造成严重污染。对于建筑垃圾,应建立分类回收和处理机制,可回收利用的材料进行回收,不可回收的进行安全填埋或其他无害化处理。施工废水要经过专门的处理设施进行处理,去除其中的悬浮物、重金属离子等有害物质后达标排放,严禁未经处理直接排入河流或周边水体。对于施工过程中产生的废气,如扬尘、施工机械尾气等,采用洒水降尘、安装尾气净化装置等措施,减少对大气环境的污染,保护周边生态环境和居民健康。
3水利工程运行管理中的生态与可持续发展举措
3.1生态调度与水资源优化配置
在水利工程运行管理中,生态调度是实现生态保护与可持续利用的重要手段。根据河流的生态需求和水资源状况,制定科学合理的调度方案,在满足防洪、发电、供水等传统功能的基础上,兼顾河流生态系统的需求。例如,在鱼类繁殖季节,调整水库的放水时间和流量,模拟自然洪水过程,为鱼类创造适宜的繁殖环境。同时,通过水利工程之间的联合调度,实现水资源在不同区域、不同用水户之间的优化配置,提高水资源的利用效率,避免水资源的浪费和过度开发,保障水资源的可持续利用,促进流域内生态与经济的协调发展。
3.2设施维护与生态监测
良好的水利工程设施维护是保障其正常运行和生态功能发挥的前提。定期对水利工程设施进行检查、维修和保养,确保大坝、水闸、渠道等设施的安全稳定运行,防止因设施损坏导致的水资源浪费、生态破坏等问题。同时,建立健全生态监测体系,对水利工程周边的生态环境进行长期监测,包括水质监测、生物多样性监测、生态流量监测等。通过监测数据的分析,及时了解水利工程运行对生态环境的影响,发现问题及时调整运行管理策略或采取相应的生态修复措施,使水利工程运行始终处于生态可控的状态。
3.3公众参与与教育宣传
公众参与和教育宣传对于水利工程的生态保护与可持续利用有着积极的推动作用。鼓励公众参与水利工程的运行管理决策过程,通过听证会、公众意见征集等方式,让公众了解水利工程的生态意义和运行情况,充分听取公众的意见和建议,提高决策的科学性和民主性。同时,加强对公众的教育宣传,普及水利工程生态保护知识,提高公众的环保意识和生态文明素养,倡导公众节约用水、保护水资源和生态环境的行为,形成全社会共同参与水利工程生态保护与可持续利用的良好氛围。
4水利工程生态修复与可持续提升策略
4.1受损生态系统评估与规划
在水利工程建设与运营的历程中,那些业已建成且对周边生态环境产生了特定程度影响的水利工程项目,无疑成为了当下生态修复工作的重点关注对象。首先,展开对受损生态系统全面且深入的评估工作是极为关键的第一步。这要求运用科学严谨的调查手段与精准的监测技术,对生态系统受损的状况进行细致入微的剖析。在获取了详尽的评估数据之后,紧接着便是要精心制定具有高度针对性的生态修复规划。这一规划应当清晰地确定生态修复所期望达成的目标,这些目标既要契合生态系统自身的恢复需求,又要兼顾周边人类社会的长远利益。同时,明确修复工作所涵盖的具体任务,比如修复受损的河岸带、恢复湿地的生态功能等。并且,要详细规划出每一项具体措施的实施细节,包括采用何种技术手段、投入多少人力物力资源等。此外,还需明确在整个生态修复进程中不同阶段的重点任务与关键步骤,例如在初期阶段可能侧重于基础设施的修复与构建,而在后期则更注重生态系统功能的全面恢复与优化。如此这般,才能为整个生态修复工作提供全面、科学且具有实际操作性的指导框架,使受损的生态系统在有条不紊的修复工作推动下,逐步向接近自然原本状态的方向恢复,或者至少能够达到一种在人类活动与生态保护之间相对平衡、可接受的生态平衡水平。
4.2生态修复技术实施
根据生态修复规划,实施一系列的生态修复技术。在河流生态修复方面,可采用河道整治与生态修复相结合的方法,如通过拆除不合理的硬质护坡,恢复河道的自然弯曲形态,重建河漫滩和湿地,为水生生物提供更多的栖息地和繁殖场所。对于因水利工程建设导致的鱼类洄游受阻问题,建设鱼道、鱼梯等过鱼设施,帮助鱼类顺利完成洄游繁殖过程。在湿地生态修复中,采用湿地植被恢复技术,种植适合当地生长的湿地植物,如芦苇、香蒲等,提高湿地的自净能力和生物多样性。通过这些生态修复技术的实施,逐步恢复水利工程周边生态系统的功能和结构,改善生态环境质量。
4.3长期生态管理与适应性调整
必须深刻认识到,生态修复绝非一朝一夕能够完成的临时性工作,而是一项需要持之以恒、长期投入精力的系统性工程,其中长期的生态管理与适应性调整尤为关键。在生态修复工程顺利实施之后,当务之急是构建一套长期有效的监测和评估机制。通过在生态修复区域内广泛设置监测站点,运用现代化的监测设备和技术手段,持续不断地跟踪生态系统的恢复动态。例如,定期监测河流中的水质变化情况,包括酸碱度、溶解氧、氨氮等关键指标的波动;密切关注生物群落的演替过程,记录不同物种的数量、分布范围以及相互之间的生态关系变化等。依据这些持续获取的监测结果,及时且灵活地调整管理策略和修复措施。比如,随着生态系统在修复过程中的逐步恢复与发展,原本设定的生态流量可能不再适应新的生态需求。生态流量是维持河流生态系统健康的关键因素之一,它关乎着水生生物的生存繁衍、河流自净能力的保持等多方面生态功能。因此,当发现生态系统有了新的变化时,就需要对生态流量进行重新严谨的评估和精细的调整,以确保其能够更好地与生态系统的当下状态相匹配,为生态系统的持续稳定恢复提供有力支持。同时,鉴于当今全球气候变化的大背景以及人类活动的复杂性与多变性,水利工程所处的外部环境充满了不确定性。这就要求水利工程的生态修复与管理策略必须具备足够的适应性和灵活性。
5总结
在水利工程中实现生态保护与可持续利用是一项复杂而系统的工程,涉及到规划设计、施工建设、运行管理以及生态修复等多个环节。在规划设计阶段,通过生态友好型选址与布局、生态流量确定与保障以及环保材料与技术应用,为水利工程的生态友好性奠定基础;施工建设过程中,采取减少施工扰动与破坏、水土保持与生态防护以及施工废弃物与污染处理等措施,降低对生态环境的负面影响;运行管理阶段,借助生态调度与水资源优化配置、设施维护与生态监测以及公众参与与教育宣传,保障水利工程的生态功能与可持续发展;在生态修复环节,通过受损生态系统评估与规划、生态修复技术实施以及长期生态管理与适应性调整,逐步恢复受损生态系统,实现水利工程与生态环境的和谐共生。未来,应不断加强对水利工程生态保护与可持续利用的研究与实践,推动水利工程朝着更加绿色、可持续的方向发展,以满足人类社会对水资源利用和生态环境保护的双重需求,为全球生态安全和可持续发展贡献力量。
参考文献:
[1]宋健,林红,郝好鑫.生态保护红线下的水利工程设计——以长江铜陵河段综合治理工程为例[J].长江技术经济,2024,8(01):22-27.
[2]李本松.水利工程建设对水生态环境影响及保护措施分析[J].治淮,2023,(09):51-52.
[3]刘静,聂晨阳.水利工程中水环境生态治理防护技术研究[A]2023中国水资源高效利用与节水技术论坛论文集[C].河海大学、甘肃省水利学会,北京沃特咨询有限公司,2023:6.
...