淺議生態(tài)工程在水利施工中的運(yùn)用

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摘要：文章首先從水污染、大氣污染、生態(tài)污染等方面分析了水利工程施工中常見(jiàn)的環(huán)境影響問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上對(duì)生態(tài)工程原理在解決水利施工環(huán)境影響問(wèn)題中的運(yùn)用進(jìn)行論述，最后以一則工程實(shí)例驗(yàn)證了生態(tài)工程原理的運(yùn)用效果。以期通過(guò)文章的研究能夠推動(dòng)我國(guó)水利事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水利工程；施工；環(huán)境；生態(tài)工程

1水利環(huán)境

1.1水污染問(wèn)題

水是人們賴以生存的根本，我國(guó)是一個(gè)水資源豐富的國(guó)家，但由于人口基數(shù)過(guò)大，致使人均水資源占有量較少。水利工程與水資源之間有著密切的關(guān)聯(lián)，項(xiàng)目施工中，常常會(huì)造成水污染問(wèn)題，如水利工程施工會(huì)產(chǎn)生廢油、廢水，若是未經(jīng)處理直接排入到場(chǎng)地周圍的水環(huán)境當(dāng)中，將會(huì)對(duì)水體造成嚴(yán)重的污染，對(duì)這一問(wèn)題必須給予高度的重視，否則可用的水資源將會(huì)持續(xù)減少。

1.2大氣污染問(wèn)題

現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)的水利工程施工基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，雖然這在一定程度上加快了施工進(jìn)度、提高了工程質(zhì)量，但機(jī)械設(shè)備使用中卻會(huì)排放出大量的尾氣，由此使大氣環(huán)境遭到了污染和破壞。不僅如此，大部分水利工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地面多為土壤，大型機(jī)械設(shè)備從其上通過(guò)會(huì)導(dǎo)致塵土飛揚(yáng)，若是遭遇大風(fēng)天氣，則會(huì)使塵土隨風(fēng)飄起，這些塵埃在對(duì)大氣環(huán)境造成污染的同時(shí)，隨著塵埃飄落，還會(huì)對(duì)水質(zhì)、植物帶來(lái)影響。

1.3生態(tài)污染問(wèn)題

水利工程施工中，由于部分作業(yè)人員的環(huán)境保護(hù)意識(shí)不高，從而對(duì)施工環(huán)境周圍的各種綠色植物、草坪等造成了破壞，影響了生態(tài)系統(tǒng)的完整性。不僅如此，有些水利工程的施工現(xiàn)場(chǎng)位于農(nóng)田附近，施工人員缺乏保護(hù)意識(shí)，容易影響種植物的正常生長(zhǎng)，同時(shí)，還可能對(duì)濕地等環(huán)境造成破壞，由此會(huì)對(duì)棲息在該環(huán)境中的動(dòng)植物造成影響，從而使生物多樣性被破壞。

2生態(tài)工程原理的運(yùn)用

2.1生態(tài)工程概述

所謂的生態(tài)工程具體是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)、系統(tǒng)學(xué)的基本原理和方法，通過(guò)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)和技術(shù)組合，對(duì)已經(jīng)遭受破壞的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行修復(fù)及重建，同時(shí)，對(duì)污染和破壞環(huán)境的生產(chǎn)方式加以改進(jìn)和完善，增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)自身的生產(chǎn)力，促進(jìn)人與自然環(huán)境和諧發(fā)展。運(yùn)用生態(tài)工程原理的主要目的是防止環(huán)境污染，生態(tài)工程的特點(diǎn)可歸納為消耗小、效益大、污染少、可持續(xù)性強(qiáng)等，其基本原理是物質(zhì)循環(huán)再生、物種多樣性、協(xié)調(diào)與平衡、整體性。

2.2生態(tài)工程原理的運(yùn)用原則

借助生態(tài)工程原理解決水利施工中各類環(huán)境問(wèn)題時(shí)，應(yīng)當(dāng)明確其運(yùn)用的具體原則，由此能夠使生態(tài)工程的作用得以最大限度地發(fā)揮。2.2.1循環(huán)再生原則水利工程施工中，不可避免地會(huì)產(chǎn)生一些施工垃圾、廢料等物質(zhì)，通過(guò)循環(huán)再生的原則，對(duì)這些廢棄的物質(zhì)進(jìn)行處理，從而將之變廢為寶，由此除了能夠?qū)Νh(huán)境起到一定的保護(hù)作用之外，還能創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益。2.2.2協(xié)同發(fā)展原則現(xiàn)階段，人類的生存環(huán)境正遭受嚴(yán)重的破壞，為有效解決這一問(wèn)題，在水利工程施工中，必須處理好工程與環(huán)境之間的關(guān)系，遵循協(xié)同發(fā)展的原則，確保生態(tài)與經(jīng)濟(jì)兩大系統(tǒng)的良性循環(huán)，以此來(lái)推動(dòng)社會(huì)持續(xù)發(fā)展。以往水利工程的施工管理是以質(zhì)量、進(jìn)度、安全、成本四要素為核心，生態(tài)工程原理的運(yùn)用，使施工管理的內(nèi)容發(fā)生了改變，需要增加環(huán)境保護(hù)，最大限度地降低施工過(guò)程對(duì)環(huán)境的破壞，減少或杜絕各類環(huán)境問(wèn)題的發(fā)生。2.2.3共生互補(bǔ)原則該原則具體是指在處理水利工程施工或運(yùn)行與環(huán)境問(wèn)題時(shí)，采用各種互惠互利、合作共存的手段及方法，對(duì)施工與環(huán)境進(jìn)行規(guī)劃協(xié)調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)效益的最優(yōu)組合。在水利工程項(xiàng)目建設(shè)中，不可避免地會(huì)涉及到土地的利用問(wèn)題，開(kāi)挖基礎(chǔ)所產(chǎn)生的廢棄土體需要占地堆放，同時(shí)工程運(yùn)行過(guò)程中還需要有相應(yīng)的生產(chǎn)及生活場(chǎng)所，它們也需要占地建設(shè)，若是能夠?qū)⒍呓Y(jié)合到一起考慮，則會(huì)使土地資源有所節(jié)約。

2.3生態(tài)工程系統(tǒng)的運(yùn)用

2.3.1系統(tǒng)總體建設(shè)目標(biāo)在水利工程建設(shè)中，相關(guān)的施工活動(dòng)于周圍環(huán)境之間通過(guò)物質(zhì)流的流通獲得聯(lián)系，由此便形成了水利施工區(qū)域范圍內(nèi)的生態(tài)工程系統(tǒng)。該系統(tǒng)建設(shè)的總體目標(biāo)是為了實(shí)現(xiàn)水利工程經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益與環(huán)境效益、生態(tài)效益間的最佳組合，即效益最大化的目標(biāo)。解決工程問(wèn)題可以使工程效益最大化，并且還能大幅度減少對(duì)環(huán)境的不利影響，從而使生態(tài)效益最大化，這符合生態(tài)工程原理的運(yùn)用原則。2.3.2系統(tǒng)優(yōu)化從系統(tǒng)學(xué)的角度上講，生態(tài)工程系統(tǒng)是由工程區(qū)域范圍內(nèi)的生態(tài)及工程兩大系統(tǒng)組合而成，其中單一的系統(tǒng)已經(jīng)比較復(fù)雜，兩者的結(jié)合使系統(tǒng)的復(fù)雜性進(jìn)一步增大。該系統(tǒng)以工程為中心，以穩(wěn)定運(yùn)行為目標(biāo)，遵循生態(tài)學(xué)的原理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的目標(biāo)，對(duì)于水利工程施工而言，生態(tài)工程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)良好除了能夠增強(qiáng)其中物質(zhì)的循環(huán)性，使工程與生態(tài)兩大系統(tǒng)得以協(xié)調(diào)發(fā)展之外，還能使生態(tài)工程效益獲得顯著提升，從而有效解決施工中的各種環(huán)境問(wèn)題。如，施工開(kāi)挖產(chǎn)生的棄土對(duì)周邊環(huán)境的污染和破壞、開(kāi)挖引起的水土流失等等，通過(guò)環(huán)保法規(guī)和工程措施，均可獲得有效的治理。2.3.3確定系統(tǒng)邊界想要使生態(tài)工程系統(tǒng)在水利工程施工中的作用得以充分發(fā)揮，就必須保證系統(tǒng)邊界具備相對(duì)穩(wěn)定的條件，這既是前提也是基礎(chǔ)，具體包括土地面積、環(huán)境質(zhì)量、工程下游水資源的使用情況。對(duì)上述內(nèi)容的合理確定，可使生態(tài)工程系統(tǒng)在水利施工環(huán)境問(wèn)題的解決中發(fā)揮出最大的作用。2.3.4系統(tǒng)層次生態(tài)工程系統(tǒng)具有多層次的特點(diǎn)，每個(gè)層次由多個(gè)分區(qū)組合而成。2.3.4.1直接控制層這是生態(tài)工程系統(tǒng)的第一層，也被稱之為調(diào)節(jié)層，如臨時(shí)建筑、主體工程的各個(gè)分部分項(xiàng)工程均包含在該層之內(nèi)，其按照最優(yōu)控制層發(fā)出的指令，對(duì)被控對(duì)象的生產(chǎn)過(guò)程及運(yùn)行情況進(jìn)行直接控制，力求將其中的各個(gè)變量維持在給定的設(shè)計(jì)值范圍內(nèi)。2.3.4.2監(jiān)控層該層主要是按照預(yù)先給定的目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)數(shù)學(xué)建模，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)控制。2.3.4.3自適應(yīng)層該層可以按照被控對(duì)象的基本特征及其具體的運(yùn)行情況，對(duì)監(jiān)控層的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，從而保持系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行。

3工程實(shí)例

某水利樞紐工程是當(dāng)?shù)氐闹攸c(diǎn)工程之一，總庫(kù)容量約為2.67億m3，水庫(kù)大壩采用的是堆石壩結(jié)構(gòu)，塊石的填筑量約為138萬(wàn)m3，鑒于該工程的開(kāi)挖及填方量較大，加之建設(shè)用地比較緊缺，致使施工用地規(guī)劃與管理成為工程建設(shè)的關(guān)鍵問(wèn)題。為避免工程施工中對(duì)環(huán)境造成的不利影響，項(xiàng)目部組織相關(guān)人員對(duì)采料場(chǎng)、棄料場(chǎng)以及臨時(shí)建筑設(shè)施的布設(shè)情況進(jìn)行了充分的分析論證，同時(shí)引入生態(tài)工程原理，編制了合理可行的方案，最終取得良好的生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益。一方面制定了料場(chǎng)合并的方案，原設(shè)計(jì)方案擬定上下游兩個(gè)料場(chǎng)，由于下游料場(chǎng)的施工道路需要占水田，并且還需要部分農(nóng)戶搬遷，加之布設(shè)兩個(gè)料場(chǎng)都無(wú)法達(dá)到有效的規(guī)模，因此，決定將料場(chǎng)合并，由此除了可以大幅度節(jié)約投資之外，還能避免移民征地對(duì)當(dāng)?shù)卮迕竦挠绊懀哂幸欢ǖ纳鷳B(tài)效益。另一方面，對(duì)棄土場(chǎng)及臨時(shí)設(shè)施建設(shè)用地進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。原設(shè)計(jì)需要占用較多的土地，在運(yùn)用生態(tài)工程系統(tǒng)后，遵循共生互補(bǔ)的原則，將大部分臨時(shí)設(shè)施布設(shè)在堆料場(chǎng)和采料場(chǎng)附近，從而縮短了棄土的運(yùn)輸距離，避免了長(zhǎng)距離運(yùn)輸對(duì)環(huán)境的污染，施工用地也隨之減少，有效節(jié)約了資金，施工過(guò)程中的干擾問(wèn)題隨之解決，生態(tài)環(huán)境效益進(jìn)一步增大。

4結(jié)論

綜上所述，水利工程施工建設(shè)中，會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定程度的影響，由此加劇了環(huán)境的污染和破壞，這與國(guó)家大力提倡的環(huán)保理念相違背。為了在保證水利工程施工有序進(jìn)行的同時(shí)，減輕對(duì)環(huán)境的影響，可對(duì)生態(tài)工程原理進(jìn)行運(yùn)用，借助生態(tài)工程系統(tǒng)，提升工程效益和生態(tài)效益，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧發(fā)展的目標(biāo)。

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作者:牡蘭 單位:遼寧西北供水有限責(zé)任公司