芻議生態水利工程的基本設計原則

陳芳

摘 要：對于生態水利工程而言，它是一個全新的領域，也是一個富有創新性的概念，融合了水利工程領域與生態領域的知識，目的是使水利工程能夠適應環境特點，實現二者的協調、可持續發展，因此，在水利工程進行設計初期，必須高度尊重和遵循生態原則。文章主要分析和探討了生態水利工程基本設計原則。

關鍵詞：生態水利工程；基本設計原則；和諧發展

1 生態水利工程的涵義

對于水利工程學而言，其基本的理論和學科基礎為水文學和工程學，而針對水文進行的系統分析也是水利工程進行研究和探討的對象。在實施設計的過程中，對于生態系統的發展很容易被忽視，不能準確預測當前及未來的生態風險。當前，隨著學科之間不斷的融合，學科之間互相借鑒的機會增多，使得生態學發揮了對水利工程設計一定的指導作用，提供了更加全新的研究理論和模式，二者逐漸發展成一個獨立、全面的新學科，也就是生態水利工程學。水利工程發展的目的是更加高效地滿足人類發展需要，同時要處理好與水域生態系統的關系，實現二者穩定、健康、可持續發展。對于一些新建的水利工程，要兼顧對河流的修復功能，而對于已經建設完成的水利工程，要實現對污染的改造，要將生態水利工程與污染治理、管理進行有機結合，發揮其對河流的有效防護作用。

2 生態水利工程設計中存在的問題

2.1 在設計模式和評測方面存在不足

對于生態水利工程而言，其設計的目標相對固定，使得整個工作彰顯地域性的特征。因此，在具體的設計中，要尊重現實，從具體情況出發。當前，存在一些針對生態水利工程的評測度量，但是資源匱乏，這主要源于生態水利工程缺乏一定的實踐行為以及專業性的調研較少等原因。

2.2 在設計方向和衡量標準上存在問題

生態水利工程的一個關鍵性目標是維護生態系統的正常運行，實現人類與生態的和諧共存。因此，在進行設計的時候，要保證設計工作目標明確，實現對生態系統的合理度量。

2.3 缺乏充足的水文研究資料

水文資料是進行生態系統分析的理論基礎，如果缺乏這方面的資料，就很難找到工程設計的依據。當前，針對水文進行的觀察工作尚處于比較落后的階段，很大程度上無法滿足工程設計的需要，與現實脫節。

2.4 人員素質有待提高

生態系統與水利工程的融合是一個長期、復雜的過程，需要大量具備專業素質的人才，同時也要具有豐富的行業經驗，尤其要在水利和生態方面具備扎實的理論知識。但是，在以往的人才發展中，沒有將水利與生態進行有機的結合，二者分裂開來，精通兩方面知識而又經驗豐富的人十分匱乏。

3 生態水利工程進行設計時需要遵循的原則

3.1 實現安全性與經濟性的統一

生態水利工程具有一定的系統性和綜合性，要高度重視安全和經濟方面的問題，使整個工程在安全性、可靠性和持久性方面更加突出。對于安全性，主要是指其選擇的設計要能夠達到技術標準，滿足對外界惡劣環境的抵御，如洪水、冰凍等。根據河流地貌學的相關知識，水利工程在進行設計的時候，要對現場的河流流向、河水狀態以及侵蝕的狀態進行綜合考量，保證工程的使用周期，實現設計的科學性、合理性和持久性；鑒于生態水利工程較大的投資性，受到影響的因素又眾多，面臨的難度較大，需要根據各方面需要，組織設計多個方案和計劃，選擇最佳，在保障工程品質的基礎上，盡可能降低工程投入，實現較高的經濟收益和社會收益。

3.2 提升合理不同形態之間的異質性原則

如果在相同區域內的環境中，異質性增加，那么就會出現更多的生態環境，實現生物共存，反之，就會出現生物在存在比例等方面的不協調，改變較大，引起環境退化的出現。因此，要尊重現場河流本身的特性，考量橫縱斷面的設計方式，將河流在移動、沉積等方面的特征作為主要依據，抓住合理變化的特點，實施動態研究，實現過程的長遠性，為生態的恢復提高穩定的環境。另外，重視生態理論的應用，目的是實現周邊多種物種的共存，突破人工方式的限制，注重對河流形態異質的提升，使得修復后的河流更加符合自然規律，為生物的多樣性提供更加有利的生態環境。

3.3 檢測獨立設計和自我恢復的原則

生態水利工程設計的目的是發揮對工程建設的指導作用，這就需要借助和發揮生態系統的自我設計和組織的功能，實現工廠結構的合力作用，較好地實現工程的設計工作。在傳統的水利工程中，其強調的是對合理的控制作用，而生態水利工程所追求的是生態系統的自我設計和組織修復能力，實現工程與生態的和諧、穩定、長遠地發展，因此，在進行設計的時候，要注重具體問題具體分析，結合施工現場具體條件，尊重河流自然特征，尤其注重對地形、水文、周邊環境、生態物種的考量，維護其一定的穩定性。在進行設計理念選擇的時候，要注重區別性，防止出現生物入侵的出現。

3.4 保證景觀設計與整體環境的一致性原則

對于生態系統的維護和修復，需要在尊重景觀、實現長期和維持的基礎上進行，突破短時間和局部的限制。通常，在大范圍進行河流修復工作的成功率要高于小范圍。對于整體性的原則，主要建立在生態系統的自身功能和結構特征的基礎上，理解和掌握各種生態要素之間的各種聯系，探索能夠實現系統修復的合理方法，要突破單一對河流自身特性及植被的考慮。因此，要高度重視河流在流動性和變異性等方面的原因，時刻關注河流在水量、流量等方面的變化特征，綜合考慮與周邊環境發生的關系，對河流之間的聯系進行協調，同時，還要注重對生態修復的把握度。

3.5 重視反饋機制的建立

對于生態水利工作的設計而言，研究的目標是生態系統的全部結構，對其進行綜合的模仿，形成一個穩定的生態系統。河流系統是呈現動態的變化過程，但是，不能實現全面預期，變化多端，可能性很多。正是多種情況的存在，使得設計要具有針對性，保證一定的流程性，即設計-運作-監管-評價-調整，而監管工作是所有工作的基礎，主要是針對水文和生態。評價是河流自身系統性能的掌握，其中主要是評價系統是否按照設計預期進行、生態系統是否向設計方向推進，及時對不穩定的因素進行調整，實現積極的反饋，學科間相互合作，提高工程設計的合理性。

4 生態格網在水利工程中的應用及體現的原則

生態格網是水利工程中地岸護坡的一種形式，突破了傳統的硬質護坡的限制，實現了與周邊植被的有機結合，有利于河流的保護和恢復，彰顯一定的原則性：生態效果比較優越。生態格網內部的石料為天然特性，透水性較好，淤泥的沉有助于促進植物的生長，實現對堤岸的保護，同時也達到對水體和水資源的維護，利于水體中動物的生長和繁殖，這樣就實現了對河道自然生態的恢復；生態格網具有一定的穩定性。在抵抗沖刷、變形方面十分明顯。在生態格網內部，填充料存在較大的空隙，有利于排水，有利于穩定的護坡。基礎格賓籠箱與護坡格賓網的結合，保證了一定的柔韌性，適應地形變化，避免破裂。

5 結束語

綜上，隨著社會的不斷進步和發展，生態學的觀念被廣泛關注，在水利工程中也得到了極大的推廣，生態水利工程就是其發展的必然。生態水利工程已經突破傳統、簡單工程的限制，具有一定的系統性、復雜性和綜合性，實現諸多學科和項目研究的結合，在具體設計中，要實現協作，共同努力，尤其是注重對專業人才的培養，要融合水利工程與生態學的綜合知識，具有豐富的實戰經驗，尋找水利工程中生態效益與經濟效益的均衡點，營造多學科融合的、極具科學性、合理性的生態水利工程，實現人類與自然的和諧、可持續發展。

參考文獻

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