摘要: 水利工程的特性在很大程度上决定了适宜采用的生态技术类型。本文深入分析了不同工程规模与等级以及工程类型对生态技术选择的影响,并结合实际案例详细阐述了各种生态技术在不同工程情境下的应用效果,旨在为水利工程生态技术的合理选型提供科学依据。
一、引言
水利工程作为基础设施建设的重要组成部分,对经济发展和社会稳定起着关键作用。然而,传统水利工程往往对生态环境造成诸多负面影响。随着生态理念的不断深入,如何根据水利工程自身特性选择合适的生态技术成为当前研究的重点。
二、工程规模与等级对生态技术选择的影响
大型水利工程
大型水利工程功能复杂且影响范围广。以三峡工程为例,其规模宏大,涉及防洪、发电、航运等多方面功能。在鱼道技术应用方面,三峡工程的鱼道设计需考虑不同鱼类的洄游习性和水力学条件。通过建设多层隔板式鱼道,合理设置隔板间距、过鱼孔尺寸和水流速度,为中华鲟等多种洄游鱼类提供了相对适宜的通道。同时,在库区周边的生态修复上,大规模的植被恢复工程采用了多种植物搭配种植。如先种植适应性强的草本植物如狗牙根、黑麦草等进行快速覆盖,减少水土流失,然后逐步引入乔木如马尾松、杉木等,构建多层次的植被群落。这种植被群落不仅能稳定土壤,还为陆生生物提供了栖息地,促进了库区生态系统的逐步恢复和稳定。
对于大型跨流域调水工程,如南水北调工程,输水线路长,涉及不同的地理环境和生态系统。在渠道建设中,采用了生态衬砌技术与生态护坡相结合的方式。生态衬砌采用预制混凝土板与土工布结合的形式,混凝土板上预留孔洞,便于植被生长,土工布起到过滤和防止土壤流失的作用。在护坡方面,根据不同的坡度和土壤条件,选择了不同的植物组合。在较缓的坡面上种植根系发达的灌木如紫穗槐、沙棘等,与草本植物形成混合植被群落,增强了护坡的稳定性和生态功能。
小型水利工程
小型农田水利工程主要服务于农业灌溉。例如小型灌溉渠道,由于其规模较小且主要功能为输水,生态技术的选择更侧重于简单易行和成本效益。采用生态砖衬砌是一种常见的方式,生态砖具有多孔结构,可促进水分渗透和植物生长。在砖缝中种植耐水的草本植物如菖蒲、香蒲等,这些植物不仅能美化环境,还能吸收渠道水中的部分营养物质,减少水体富营养化的风险。同时,在渠道周边设置小型生物滞留池,利用池中的水生植物和微生物进一步净化灌溉水,提高水资源的利用效率。
小型山塘工程主要用于蓄水灌溉和防洪。在山塘的堤坝护坡上,可采用草皮护坡技术。选择适合当地气候和土壤条件的草种,如狗牙根、早熟禾等,通过铺设草皮并加以固定,形成绿色护坡。草皮的根系能够固定土壤,防止坡面水土流失,而且草皮能够截留雨水,减少坡面径流,降低山塘堤坝遭受洪水冲刷的风险。
三、工程类型对生态技术选择的影响
防洪工程
堤防工程是防洪的重要设施。在生态技术应用上,生态袋护坡得到广泛应用。生态袋采用环保材料制成,具有透水不透土的特性。在某河流堤防工程中,根据堤防的坡度和高度,合理选择生态袋的尺寸和堆叠方式。在坡脚处采用较大尺寸的生态袋并深埋加固,以增强稳定性,防止水流淘刷。袋内填充当地的土壤并混合草籽和少量肥料,随着植物生长,根系与生态袋相互交织,形成稳固的护坡结构。同时,在堤防迎水侧设置水生植物种植带,如种植荷花、芦苇等,既能削减水流速度,减轻波浪对堤防的冲击,又能净化水体,改善水环境。
对于分洪闸工程,在闸室周边可采用湿地生态系统构建技术。通过挖掘浅水池塘,种植多种水生植物如睡莲、水葱等,并投放适量的水生动物如螺蛳、鲫鱼等,形成人工湿地生态系统。该系统能够净化分洪时携带的泥沙和污染物,同时为鸟类、昆虫等生物提供栖息地,增加了生物多样性。
水资源调配工程
输水隧洞工程在进出口段的生态修复较为关键。以某输水隧洞为例,在进口段由于阳光充足且湿度较大,种植了耐阴湿的蕨类植物如肾蕨、波士顿蕨等,这些植物能够适应隧洞进口的特殊环境,同时其叶片能够吸附空气中的灰尘和部分有害气体,起到净化空气的作用。在出口段,结合当地的生态环境,种植了一些灌木如紫薇、木槿等,与草本植物形成过渡植被带,减少了隧洞出口水流对周边生态环境的冲击。
对于大型调蓄水库工程,除了在库区周边进行植被恢复外,还可采用生态浮岛技术改善水质。生态浮岛由水生植物种植床和浮力材料组成,在水库中设置多个生态浮岛,岛上种植美人蕉、鸢尾等水生植物。这些植物通过根系吸收水中的氮、磷等营养物质,抑制藻类生长,提高水体透明度,改善水库水质,同时为水生生物提供了栖息和繁殖场所。
四、结论
水利工程的规模、等级和类型是选择生态技术的重要依据。在实际工程应用中,应充分考虑这些工程特性,综合运用多种生态技术,实现水利工程建设与生态保护的有机统一。随着科技的不断进步和对生态环境认识的加深,未来还需要进一步探索和创新水利工程生态技术,以适应不同工程的特殊需求,推动水利工程向更加生态友好的方向发展。