王作華

【摘 要】綠色設(shè)計(jì)就是生態(tài)設(shè)計(jì)或者環(huán)境設(shè)計(jì)，而水利工程一般規(guī)模較大，征遷移民占地較多，對區(qū)域環(huán)境會(huì)產(chǎn)生一定的影響，尤其是水資源時(shí)空重新分配對水環(huán)境產(chǎn)生較大影響。因此，在工程設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)師需要充分采用綠色設(shè)計(jì)理念，使工程不僅不會(huì)破壞環(huán)境，反而對生態(tài)環(huán)境進(jìn)行充分的修復(fù)，對水利行業(yè)可持續(xù)發(fā)展、人水和諧以及生態(tài)環(huán)境改善產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

【關(guān)鍵詞】綠色設(shè)計(jì)；生態(tài)工程；環(huán)境工程；修復(fù)治理

Hydraulic design green design concept application

Wang Zuo-hua

（Xinjiang Institute of Animal Husbandry Co.， Ltd. Rui Xiangnong Urumqi Xinjiang 830000）

【Abstract】Green design is eco-design or environmental design， and water conservancy projects are generally larger， covering more immigrant resettlement， the regional environment will have some impact， particularly water and space reallocation have a greater impact on the water environment. Therefore， in the engineering design process， designers need to fully adopt green design concept， so that the project not only does not destroy the environment， but on the ecological environment to fully repair the water industry sustainable development， people and water， as well as far-reaching ecological environment improvement effects.

【Key words】Green design；Ecological engineering；Environmental engineering；Repair governance

1. 綠色設(shè)計(jì)的提出

（1）綠色設(shè)計(jì)（Green Design）是20世紀(jì)80末出現(xiàn)的一股國際設(shè)計(jì)潮流。綠色設(shè)計(jì)反映了人們對于現(xiàn)代科技引起的環(huán)境及生態(tài)破壞的反思，同時(shí)也體現(xiàn)了設(shè)計(jì)師道德和社會(huì)責(zé)任心的回歸。在漫長設(shè)計(jì)史中，工程設(shè)計(jì)為人類創(chuàng)造了現(xiàn)代生活方式和生活環(huán)境的同時(shí)，也加速了資源、能源的消耗，并對地球的生態(tài)平衡造成了很大的影響。正是在這種背景下，設(shè)計(jì)師們不得不重新思考他們的職責(zé)和作用，綠色設(shè)計(jì)也就應(yīng)運(yùn)而生。對于綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生直接影響的是美國設(shè)計(jì)理論家維克多·巴巴納克（Victor Papanek）。早在20世紀(jì)60年代末，他就出版了一本引起極大爭議的專著——《為真實(shí)世界而設(shè)計(jì)》（De-sign for the real world）。該書專注于設(shè)計(jì)師面臨的人類需求的最緊迫的問題，強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)師的社會(huì)及倫理價(jià)值。他認(rèn)為，設(shè)計(jì)的最大作用并不是創(chuàng)造商業(yè)價(jià)值，而是一種適當(dāng)?shù)纳鐣?huì)變革過程中的元素。他同時(shí)強(qiáng)調(diào)設(shè)計(jì)應(yīng)該認(rèn)真研究有限的地球資源的使用問題，并為保護(hù)地球的環(huán)境服務(wù)。對于他的觀點(diǎn)，當(dāng)時(shí)能理解的人并不多。

（2）自從20世紀(jì)70年代“能源危機(jī)”的爆發(fā)，他的“有限資源論”才得到人們普遍的認(rèn)可，綠色設(shè)計(jì)也得到了越來越多人的關(guān)注和認(rèn)同。

2. 綠色設(shè)計(jì)的概念

（1）綠色設(shè)計(jì)（Green Design）也稱為生態(tài)設(shè)計(jì)（Ecological De-sign）、環(huán)境設(shè)計(jì)（Design for Environment）。它是指在產(chǎn)品及其壽命周期全過程的設(shè)計(jì)中，要充分考慮對資源和環(huán)境的影響，在充分考慮產(chǎn)品的功能、質(zhì)量、開發(fā)周期和成本的同時(shí)，優(yōu)化各種相關(guān)因素，使工程建設(shè)過程中及投入使用后對環(huán)境的總體負(fù)影響減到最小，使產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)符合綠色環(huán)保的要求，同時(shí)，對于生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有利于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，使生態(tài)環(huán)境得到最大程度的修復(fù)。

（2）其基本思想是：在設(shè)計(jì)階段就著眼于人與自然的生態(tài)平衡關(guān)系，在設(shè)計(jì)過程的每一個(gè)決策中都充分考慮到環(huán)境效益，將環(huán)境因素和預(yù)防污染的措施納入產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，將環(huán)境性能作為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)目標(biāo)和出發(fā)點(diǎn)，力求使產(chǎn)品對環(huán)境的影響減至最小。

3. 綠色設(shè)計(jì)產(chǎn)生的原因

（1）資源、環(huán)境、人口是當(dāng)今人類社會(huì)面臨的3大主要問題，特別是環(huán)境問題，正對人類社會(huì)生存與發(fā)展造成嚴(yán)重的威脅。隨著全球環(huán)境問題的日益惡化，人們愈來愈重視環(huán)境問題的研究。近年來的研究和實(shí)踐使人們認(rèn)識(shí)到：環(huán)境問題決不是孤立存在的，它和資源、人口兩大問題有著根本性的內(nèi)在聯(lián)系，特別是水資源問題，它不僅涉及區(qū)域有限資源的合理利用，還是環(huán)境問題的主要根源。近30a來，北方氣候變化、持續(xù)干旱、水資源短缺等問題人所共知。隨著社會(huì)發(fā)展，用水量與日俱增，水利工程設(shè)計(jì)師的任務(wù)也從過去的防洪排澇工程設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向引調(diào)水及水生態(tài)環(huán)境改善治理工程設(shè)計(jì)，因此國家水利工作重點(diǎn)也要從工程水利向資源水利和環(huán)境水利轉(zhuǎn)變。

（2）水利工程設(shè)計(jì)師面臨著設(shè)計(jì)思想觀念的轉(zhuǎn)變：不僅要考慮單純的水利工程設(shè)計(jì)，還要做好其對水資源的分配引起的環(huán)境問題和生態(tài)問題設(shè)計(jì)。因此，綠色設(shè)計(jì)理念應(yīng)用到水利工程設(shè)計(jì)中是當(dāng)務(wù)之急，也是水利工程設(shè)計(jì)師的責(zé)任和使命。

4. 綠色設(shè)計(jì)在河道生態(tài)治理堤防中的應(yīng)用

4.1 非綠色設(shè)計(jì)理念的河流治理設(shè)計(jì)。

4.1.1 過分強(qiáng)調(diào)依靠工程措施抗拒和馴服洪水，忽略了對生態(tài)環(huán)境的破壞。

人們用堤防將河流、洪水束縛在一個(gè)指定的空間，不允許其泛濫，從經(jīng)濟(jì)角度看是有利的，但是由于人們在建設(shè)堤防、大壩等水利工程時(shí)，很少考慮對生態(tài)環(huán)境的補(bǔ)償措施，出現(xiàn)了由于水庫、堤防的存在，而破壞河流、水陸連續(xù)性，使沿河濕地消失，從而出現(xiàn)沿岸生物生存環(huán)境日益惡化、河流自凈能力不斷退化等問題。

4.1.2 盲目填沒河流，使其硬化、渠化，導(dǎo)致雨洪增大自然河流的人工渠道化，包括平面布置上的河流形態(tài)直線化、河道橫斷面幾何規(guī)則化、河床材料的硬質(zhì)化。隨著城市建設(shè)步伐的加快，出現(xiàn)了人水爭地的矛盾，河流水面被人為侵占或縮窄，水面積急劇減少，再加上河道在治理中被裁彎取直，河岸被硬化襯砌變成人工渠道，致使河流的天然調(diào)蓄功能萎縮，產(chǎn)匯流規(guī)律改變，雨洪增加；另一方面，由于地下水補(bǔ)充減少，地下水位下降，引起地面沉降，從而加重了內(nèi)澇幾率的發(fā)生。

4.1.3 自然河流的非連續(xù)化筑壩導(dǎo)致的順?biāo)鞣较虻暮恿鞣沁B續(xù)化，筑堤引起側(cè)向的水流連通性的破壞。

4.1.4 河流污染嚴(yán)重，生態(tài)功能遭到破壞隨著城市經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，河道兩岸土地的開發(fā)利用，大量工業(yè)、生活污水不經(jīng)處理直接排入河道，造成河水嚴(yán)重污染，水質(zhì)惡化，致使雨蝦等生物基本絕跡，一些對人類有益的或有潛在價(jià)值的物種消失，致使河流生態(tài)環(huán)境遭到破壞。隨著科學(xué)的進(jìn)步，從保護(hù)生態(tài)環(huán)境的高度，人們認(rèn)識(shí)到非綠色設(shè)計(jì)的水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)可能造成不同程度的負(fù)面影響。積極采取工程措施和生物措施，對于受損河流的生態(tài)系統(tǒng)要予以必要的補(bǔ)償，維護(hù)水域生態(tài)系統(tǒng)的功能，是流域生態(tài)建設(shè)的重要任務(wù)之一。

4.2 綠色設(shè)計(jì)理念的河道治理設(shè)計(jì)。

近年來，各地在進(jìn)行防洪工程建設(shè)和河流整治工程中，已經(jīng)采取了一些新技術(shù)和新材料加強(qiáng)河流的生態(tài)建設(shè)，比如生態(tài)型護(hù)坡技術(shù)、堤防綠化措施等。這些技術(shù)經(jīng)驗(yàn)不僅缺乏系統(tǒng)的總結(jié)，還迫切需要有關(guān)技術(shù)規(guī)范和技術(shù)導(dǎo)則的指導(dǎo)，使之更具科學(xué)性和規(guī)范化。

4.2.1 有關(guān)防洪工程規(guī)劃的原則。

應(yīng)加強(qiáng)工程經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益分析，權(quán)衡經(jīng)濟(jì)效益與環(huán)境效益之間的關(guān)系，即進(jìn)行工程項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)技術(shù)及生態(tài)環(huán)境效益評(píng)估，改變現(xiàn)行的單一經(jīng)濟(jì)技術(shù)評(píng)估指標(biāo)體系。以往的治河工程僅著眼于河流本身，往往忽略了河流湖泊與岸上生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)系，忽視了河流周圍的生物群落的存在及整治后原有生物群落的恢復(fù)。因此，在進(jìn)行防洪工程的規(guī)劃時(shí)，應(yīng)明確河流與其上下游、左右岸的生物群落處于一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)中。建議按照“河流生態(tài)廊道”的范圍，進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)。在平時(shí)的設(shè)計(jì)中除說明需進(jìn)行常規(guī)的水文、地質(zhì)的測量勘察外，還要補(bǔ)充加強(qiáng)相關(guān)范圍的生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查的要求，重點(diǎn)是生物群落（動(dòng)物、植物）的歷史與現(xiàn)狀調(diào)查，對特定生物群落與水體的相互依存關(guān)系有明確的認(rèn)識(shí)。

4.2.2 堤線布置及堤型選擇。

河流形態(tài)的多樣化是生物物種多樣化的前提之一，河流形態(tài)的規(guī)則化、均一化，會(huì)在不同程度上對生物多樣性造成影響。因此，在堤線布置原則中，補(bǔ)充說明應(yīng)盡可能保留江河湖泊的自然形態(tài)，保留或恢復(fù)其蜿蜒性或分汊的散亂狀態(tài)，即保留或恢復(fù)濕地、河灣、急流和淺灘。在確定堤防間距時(shí)，遵循宜寬則寬的原則，要處理好行洪和生態(tài)保護(hù)要求與土地開發(fā)利用之間的矛盾，河槽和河漫灘不僅要滿足設(shè)計(jì)洪水行洪要求，還要保持一定的淺灘寬度和植被空間，為生物的生長發(fā)育提供棲息地，發(fā)揮河流的自凈化功能。堤型的選擇原則除滿足工程滲透穩(wěn)定和滑動(dòng)穩(wěn)定等安全條件外，還應(yīng)結(jié)合生態(tài)保護(hù)或恢復(fù)技術(shù)要求，盡量采用當(dāng)?shù)夭牧虾途徠拢瑸橹脖簧L創(chuàng)造條件，保持河流的側(cè)向聯(lián)通性。

4.2.3 河流斷面設(shè)計(jì)。

自然河流的縱、橫斷面也顯示出多樣性的變化，淺灘與深潭相間。因此設(shè)計(jì)規(guī)范中應(yīng)提出河床盡量做到非平坦化，采用非規(guī)則斷面。避免因規(guī)則斷面而導(dǎo)致流場的均一化，增加與生物的親和力，有助于與自然風(fēng)景相協(xié)調(diào)。與上述設(shè)計(jì)相對應(yīng)，需要推廣使用一些與非規(guī)則斷面有關(guān)的水力學(xué)計(jì)算方法和配套的實(shí)用工具或計(jì)算機(jī)軟件包。

4.2.4 岸坡防護(hù)在河流整治。

工程中，對生態(tài)系統(tǒng)沖擊最大的因素是水陸交錯(cuò)帶的岸坡防護(hù)結(jié)構(gòu)。水陸交錯(cuò)帶是水域中植物繁茂發(fā)育地，為動(dòng)物的覓食、棲息、產(chǎn)卵、避難之所，也是陸生、水生動(dòng)植物的生活遷移區(qū)，故其至關(guān)重要。因此，岸坡防護(hù)工程的設(shè)計(jì)應(yīng)從強(qiáng)調(diào)人與自然和諧的生態(tài)建設(shè)要求出發(fā)，采用與周圍自然景觀協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)形式，在滿足工程安全的前提下，確保生態(tài)和景觀的護(hù)岸形式多種多樣。在典型的岸坡防護(hù)結(jié)構(gòu)中，盡可能使用具有良好反濾和墊層結(jié)構(gòu)的堆石，盡可能利用多孔混凝土構(gòu)件和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)，盡可能避免使用硬質(zhì)不透水材料，如混凝土、漿砌塊石等，為魚類、兩棲類動(dòng)物和昆蟲的棲息與繁殖及植物生長創(chuàng)造條件。

4.2.5 景觀建設(shè)。

城市水域整治的景觀建設(shè)中，注意保留江河湖泊天然的美學(xué)價(jià)值，避免將水流置于過多的亭臺(tái)樓閣等混凝土與砌石形成的人工環(huán)境之中。水利工程設(shè)施要?jiǎng)?chuàng)造一種人與自然親近的環(huán)境，現(xiàn)代的城市景觀設(shè)計(jì)，應(yīng)更多注重生物棲息地建設(shè)。水利工程還應(yīng)為公眾廣泛參與和對兒童進(jìn)行水環(huán)境保護(hù)教育創(chuàng)造良好條件，如水生態(tài)公園等。

4.2.6 工程施工。

在工程施工中，應(yīng)對生物棲息地進(jìn)行保護(hù)和恢復(fù)，避開動(dòng)植物發(fā)育期進(jìn)行施工。對特殊區(qū)域的物種，在施工期要采取其他輔助保護(hù)措施，如它處養(yǎng)育等。取料場開挖后應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)處理，以滿足美觀和環(huán)境方面的要求，合理設(shè)置排水、平整地形和改善有利于植被生長的條件。料場區(qū)應(yīng)進(jìn)行植被恢復(fù)，與周圍景觀相一致。

4.2.7 工程管理。

為降低施工環(huán)境對生態(tài)系統(tǒng)的沖擊，保障工程效果的實(shí)現(xiàn)，并延長生態(tài)工程的壽命，宜強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)前期的養(yǎng)護(hù)和后期的管理，包括維護(hù)、監(jiān)測和評(píng)估，并積累數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)。綠色設(shè)計(jì)理念引入水利工程當(dāng)中來，無疑是將水利工程簡單的“防洪減災(zāi)”的功能拓展至既防洪又與城市的生態(tài)建設(shè)規(guī)劃聯(lián)系在一起，這也是現(xiàn)在水利工程的一個(gè)新特點(diǎn)。

5. 綠色設(shè)計(jì)理念在筑壩技術(shù)中的研究應(yīng)用

5.1 筑壩需要考慮的生態(tài)環(huán)境問題。

5.1.1 移民問題水庫移民涉及眾多領(lǐng)域，是一項(xiàng)龐大復(fù)雜的系統(tǒng)工程，關(guān)系到人的生存權(quán)和居住權(quán)。因此，移民問題值得高度重視。我國的水庫移民相當(dāng)一部分是山區(qū)水庫，庫區(qū)群眾生活貧困，采用移民脫貧是擺脫貧困的一個(gè)途徑，因此移民工作得到了庫區(qū)百姓的支持。只要扎扎實(shí)實(shí)地做好工作，我國水庫移民問題就能夠妥善解決。

5.1.2 對泥沙和河道的影響。

這是目前討論大壩與生態(tài)問題的文章中很少提及的。事實(shí)上，泥沙對于河勢、河床、河口和整個(gè)河道的影響，從生態(tài)角度講，是修建大壩產(chǎn)生的最根本的影響因素。在河流上建壩，阻斷了天然河道，導(dǎo)致河道的流態(tài)發(fā)生變化，進(jìn)而引發(fā)整條河流上下游和河口的水文特征發(fā)生改變，這才是建壩帶來最大的生態(tài)問題，也是最令人擔(dān)憂的問題。

5.1.3 對大氣的影響。

國外輿論在談到大壩與生態(tài)問題時(shí)，首先談到大壩建設(shè)對大氣和氣候的影響。我國電站雖然很大，但多屬高山狹谷型水庫，并且?guī)靺^(qū)幾乎沒有大面積的森林。林木淹沒很少，不會(huì)產(chǎn)生大量腐爛氣體來影響大氣氣候。

5.1.4 水體變化帶來的影響。

河流中原本流動(dòng)的水在水庫里停滯后所帶來的影響：（1）對航運(yùn)的影響，譬如過船閘需要時(shí)間，對上、下行航速會(huì)帶來影響；（2）水庫水溫有可能升高，水質(zhì)可能變差，特別是水庫的溝汊中容易發(fā)生水污染，如水華現(xiàn)象的出現(xiàn)；（3）水庫蓄水后，隨著水面的擴(kuò)大，蒸發(fā)量的增加，水汽、水霧就會(huì)增多。這些都是修壩后水體變化帶來的影響。

5.1.5 對魚類和生物物種的影響。

魚類和生物物種泛指動(dòng)物、植物和微生物。當(dāng)前社會(huì)上極為關(guān)注的是大壩建設(shè)對洄游魚類造成的影響。事實(shí)上，洄游魚類由于種類不同，其生存的環(huán)境也各不相同，世界各國在建壩中解決魚類洄游問題通常采取兩種辦法：（1）采取工程措施，建魚梯、魚道；（2）對洄游魚類進(jìn)行人工繁殖。我國長江葛洲壩工程建設(shè)中，在解決中華鱘洄游問題時(shí)選擇了人工繁殖的辦法，事實(shí)證明是比較成功的。需要強(qiáng)調(diào)的是，在不同的地區(qū)、不同的河流上建壩，對魚類和生物物種的影響是不同的，要對具體的河流進(jìn)行具體分析，不能一概而論。

5.1.6 對文物和景觀的影響我國是歷史文明古國，文物古跡極多。水庫庫區(qū)淹沒后可能對文物和景觀帶來影響，這一問題也需要引起高度重視。

5.1.7 地質(zhì)災(zāi)害修建大壩后可能會(huì)觸發(fā)地震、崩岸、滑坡、消落帶等不良地質(zhì)災(zāi)害。

5.1.8 潰壩可能造成潰壩的原因是多方面的，如大壩運(yùn)行不當(dāng)，工程質(zhì)量問題，或遇到超標(biāo)準(zhǔn)的負(fù)荷，也有可能是戰(zhàn)爭帶來的人為破壞等。

5.2 采用綠色設(shè)計(jì)理念研究解決筑壩技術(shù)生態(tài)難題。

（1）在以往的工作中，我國水利水電工作者考慮較多的是如何建大壩，對相關(guān)的生態(tài)問題考慮不夠充分?，F(xiàn)在歷史賦予我們的責(zé)任是既要挑起大壩建設(shè)的擔(dān)子，也要挑起生態(tài)保護(hù)的擔(dān)子。我們應(yīng)認(rèn)識(shí)到，任何水利水電工程，從本質(zhì)上說都是生態(tài)工程。如果在水利水電建設(shè)中不能正確對待和科學(xué)處理生態(tài)問題，就會(huì)影響整個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展。社會(huì)各界關(guān)于筑壩帶來的生態(tài)問題存在不同看法和一些難題，但因此全盤否定大壩工程建設(shè)必要性的錯(cuò)誤觀點(diǎn)也決不能茍同。

（2）大壩畢竟承擔(dān)著防洪和水資源配置的任務(wù)。在這種情況下，必須在高度重視生態(tài)問題的同時(shí)積極進(jìn)行大壩建設(shè)。發(fā)展是第一位的，是黨執(zhí)政興國的第一要?jiǎng)?wù)，在發(fā)展中應(yīng)牢記新的可持續(xù)發(fā)展的理念，以科學(xué)發(fā)展觀來統(tǒng)領(lǐng)新時(shí)期水利水電事業(yè)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。相信通過采用綠色設(shè)計(jì)理念，一定會(huì)解決好所帶來的難題。

6. 結(jié)語

隨著社會(huì)的迅速發(fā)展，城市規(guī)模迅速擴(kuò)大，防洪問題與城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾也日益突出。河道生態(tài)修復(fù)整治后，對保護(hù)城市城區(qū)的人民生命和財(cái)產(chǎn)安全、減少洪澇災(zāi)害以及為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到重要的作用，使河道成為城市的一道靚麗的風(fēng)景線，以致于更好地發(fā)揮工程的社會(huì)效益和環(huán)境效益，更好地造福于子孫后代，也是綠色設(shè)計(jì)理念在水利工程設(shè)計(jì)中得以更好應(yīng)用的意義所在。

參考文獻(xiàn)

[1] 李樹平，黃廷林.城市化對城市降雨徑流的影響及城市雨洪控制[J].中國市政府工程，2002（3）：35～37，67.

[2] 楊愛玲.城市飲用水地表水源保護(hù)研究——以東北區(qū)為例[D].長春：中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)態(tài)研究所，2000.

[3] 何麗蓮，李元.農(nóng)田土壤農(nóng)藥污染的綜合治理[J].云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，18（4）：430～434.

[4] 劉超翔，胡洪營，張健，等.人工復(fù)合生態(tài)床處理低濃度農(nóng)村污水[J].中國給水排水，2002，18（7）：1～4.

[5] 賀纏生，付伯杰.非點(diǎn)源污染的管理及控制[J].環(huán)境科學(xué)，1998，19（5）：87～91.