基于生态可持续的水利工程施工技术应用与优化

摘要：随着全球生态环境问题的日益严重，生态可持续性已经成为各行各业发展的关键考虑因素之一，尤其是在水利工程领域。水利工程作为国家基础设施建设的重要组成部分，不仅承担着水资源调配、洪水控制和防灾减灾等功能，同时也对环境产生深远影响。因此，如何在水利工程施工过程中有效地融合生态可持续理念，不仅是工程技术人员的重要课题，也是社会发展对生态环境保护的必要要求。本文将探讨生态可持续性在水利工程中的重要性，分析水利工程施工技术优化的途径与策略，讨论绿色施工方法在水利工程中的应用及其对效益的影响，并结合具体实例分析水利工程施工过程中生态环境保护的实际操作方式，最终为水利工程施工技术的生态优化提供理论依据和实践指导。

关键词：生态可持续；水利工程；施工技术；应用

1生态可持续性在水利工程中的重要性

生态可持续性是指在工程建设、运营及维护过程中，尽可能减少对自然环境的负面影响，确保资源的长期可利用性，并促进生态系统的健康与多样性。在水利工程领域，生态可持续性不仅关系到工程的长期运营效益，也关乎周围生态环境的稳定与恢复。首先，水利工程施工本身会对土地、水体、大气等自然资源产生直接或间接的影响。例如，水坝建设可能会导致水库淹没大片土地，影响周围生物的栖息地，改变水文循环，甚至影响下游水质。其次，水利工程的长期运营也可能会加剧对环境的负担，例如水库蓄水后可能带来生态环境的“水位变化”，影响当地生态系统的平衡。[5]因此，将生态可持续性纳入水利工程的设计与施工过程中，能够有效减少这些负面影响，促进水利工程的绿色发展，确保水利项目能够在不破坏生态环境的前提下，持续提供资源与服务。[6]

2水利工程施工技术的优化途径与策略

随着科技的发展，水利工程施工技术逐渐趋向智能化、精细化与绿色化。在保证水利工程功能与安全的基础上，优化施工技术是实现生态可持续性的关键途径之一。首先，采用先进的工程设计与施工技术可以有效减少施工过程中的资源浪费。例如，数字化建模技术可以帮助工程师精确计算水利工程的设计参数，避免不必要的土石方开挖和大规模的土地平整，减少环境扰动。其次，绿色建筑材料的使用能够有效减少施工过程中对自然资源的消耗，降低对环境的污染。例如，在大坝建设中使用环保型材料替代传统的水泥和钢材，不仅能够减少温室气体排放，还能在一定程度上降低施工对周围生态环境的负面影响。第三，智能化施工设备的引入，可以大大提高施工效率，减少资源浪费和能源消耗，降低施工过程中的噪音和废气排放，降低对环境的污染。此外，施工过程中应注重废物回收与再利用，例如，通过再生水的使用、建筑废料的回收和处理等措施，进一步减少施工对生态环境的影响。

3水利工程施工中生态环境保护的实践应用

3.1 新型GPS测量技术

传统的水利工程施工中，地形测量依赖于人工或简单 的机械工具，效率低且精度有限。随着我国北斗卫星导航 系统的不断完善和GPS技术的普及，新型GPS测量技术被广 泛应用于水利工程施工中。新型GPS测量技术能够通过高精 度卫星定位系统，实现整个工程所在地的实时、精确的三 维坐标获取，极大地提高了工程测量的准确性和效率。例 如，在中国三峡大坝的建设过程中，就广泛应用了GPS技 术，从而确保了大坝结构的精准度和安全性。与传统方法 相比，GPS不仅减少了人力成本，还显著缩短了工期。但其 对操作人员的专业技能要求较高，有时候还可能在信号遮 挡区域受到影响。

3.2 生态流量下泄技术

生态流量下泄技术旨在保护河流生态系统健康，通过科 学计算确定河流必需的最小流量，以维持生物多样性和生 态过程。这一概念最早由澳大利亚学者提出，他指出在水 利工程建设和运营中，必须考虑河流的自然生态需求，以 维持其生态功能。近年来，这一技术在全国各地得到了广 泛应用，尤其是祁连山生态环境问题曝光整改以来，甘肃 各地的水电站就安装了生态流量测报系统，必须永昌县西 大河、东大河流域的电站都有配装。该系统能够实时监测 下泄流量并在流量不足时及时预警，从而确保河流生态系 统得到足够的生态流量供给。这一技术的应用，不仅有效 保护了河流生态系统的健康，也为水电站的安全稳定运行 提供了有力保障。

3.3 低温水减缓技术

低温水减缓技术是指在水利工程施工过程中，为了降 低混凝土温度对水生生物和生态环境的影响，而采取的一 系列技术措施。在水利工程建设中，特别是在大坝、水闸 等水工结构物的浇筑过程中，混凝土会释放出大量的水化 热，导致周围水体温度迅速升高，从而对水生生物的生存 环境和繁殖能力产生负面影响。为了应对这一问题，低温 水减缓技术应运而生。该技术主要包括以下几个方面： 一是冷却水循环系统。在混凝土浇筑过程中，通过安 装冷却水管和循环泵等设备，将低温水引入混凝土内部， 降低混凝土内部的温度。同时，通过循环水的不断流动， 将混凝土内部产生的热量带走，从而降低混凝土表面的温 度，减少对水生生物的热冲击。 二是冷却骨料和掺合料。在混凝土搅拌前，对骨料和掺 和料进行预冷处理，降低其初始温度。这样，在混凝土搅 拌和浇筑过程中，可以减少混凝土内部温度的升高，从而 降低对水生生物的影响。 三是合理安排施工时间。在工程的施工环节，需要尽量 避免在高温季节和日照强烈的时段进行混凝土浇筑。在高 温时段，可以采取遮挡阳光、喷水降温等措施，降低施工 现场的温度，减少对水生生物的影响。 四是监测与评估。即在施工过程中，应定期对水体温 度、溶解氧等生态环境指标进行监测，评估施工活动对水 生生物的影响。一旦发现异常情况，应及时采取措施进行 调整，确保水利工程建设与生态环境和谐共存。

3.4生物砌块创新技术

生物砌块，是近年来新兴的一种生物工程技术产品，此 技术独特地融合了生物学与材料科学两大领域，通过精准 利用微生物在代谢过程中产生的沉淀作用，以及藻类独特 的生长特性，成功开发出具有特定功能和优越性能的建筑 材料。相较于传统的无机材料，生物砌块拥有独特的自我 修复能力和生态兼容性，它能够在受损后自我再生，同时 为微生物和小型生物提供栖息地，进而增强水工结构的生 物多样性。此外，生物砌块在生长过程中还可以吸收CO2， 这也将有助于缓解全球的温室效应。

结束语：生态可持续性已经成为水利工程发展的重要方向之一。在施工过程中，优化施工技术、采用绿色施工方法以及加强生态环境保护措施，不仅有助于提升水利工程的经济效益与社会效益，还能够有效降低对生态环境的负面影响，实现水利工程的绿色发展。通过不断创新与技术进步，水利工程的施工过程正在朝着更加生态友好和可持续的方向迈进。未来，随着生态环保技术的不断发展，水利工程施工中的生态可持续性将会得到更广泛的应用与推广。为了实现真正的生态可持续发展，政府、企业以及社会各界应加强合作，共同推动水利工程的绿色转型，确保水资源的合理利用和生态环境的长期健康。

参考文献：

[1]章崇任.中小型水利工程机械化施工特点及对策[J].建筑机械化，2011，32（S2）：84-85.

[2]周明旭.水利工程绿色施工技术与生态环境保护[J].人民黄河，2024，46（S1）：60-61+63.

[3]陈少凯.水利工程竖井施工技术要点分析[J].建筑机械化，2023，44（08）：55-57.

[4]董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫[J].水利水电技术，2003，（07）：1-5.

[5]刘丽，于永臣.水利工程施工管理的重要性和对策措施[J].湖北农机化，2021，（12）：52-53.