摘要：水利水电工程设计在复杂地质与生态环境下面临诸多技术挑战。本文以长江上游某水电站工程为例，系统探讨了地质勘察、结构优化、施工协同及生态保护等关键环节的典型问题。通过引入三维地质建模、智能算法优化、数字孪生协同平台及仿生生态修复技术，构建了一套集成化设计体系。研究结果表明，该方法能够有效提升工程安全性与生态可持续性，为类似工程的设计优化提供了理论依据与实践参考。