試論生態水利工程的基本設計原則

齊革

摘 要：生態水利工程是將生態理念與水利工程結合發展起來的新興工程，本文對這一概念的含義進行了分析，然后對生態水利工程的設計原則進行了闡述。

關鍵詞：生態；水利工程；設計原則

水利工程作為國家基礎設施工程在人們的生產生活中發揮的作用越來越大，其建設規模也不斷加大，為我國的經濟發展和人們的用水工程做出了巨大貢獻。隨著社會的不斷發展，人們在關注經濟發展的同時，也開始加大了對生態環境的重視力度，水利工程與生態環境有密切的聯系，將生態理念運用到水利工程設計當中，會進一步推動水利工程的健康發展。為順應社會發展趨勢，水利工程規劃建設領域應逐步完善生態水利工程的理念，科學設計規劃，引導水利工程發揮更大的社會效益、經濟效益和生態效益。

1 生態水利工程概述

1.1 概念 生態水利工程是在生態學和水利工程基礎上建立起來的一門新興學科，該學科研究的主要內容是如何在滿足人類需求的前提下，合理利用水資源，統籌兼顧，確保水利工程周圍生態環境免受影響的一系列理論和技術的總稱。

1.2 內涵分析 生態水利主要包括四方面的內容：第一，生態水利工程選擇地址時，應將生態系統的影響放在第一位，盡量選擇對原有生態系統影響較小的位置，減少建設過程以及運行后對生態環境的影響。第二，生態水利工程在開發過程中，應以生態系統為首要原則，將不影響生態環境作為最基礎的導向原則，使生態理念滲透到水利工程設計和建設的各個階段，成為水利工程不可缺少的部分。第三，傳統水利工程建設過程中會對周邊環境造成破壞和影響，而生態水利工程則消除了這一不利因素，利用先進的技術設備和科學的施工工藝，減少施工過程對周邊生態環境的影響。第四，工程投入運行后，應在遵循客觀規律的基礎上調節配置水資源，避免強制性打破原有生態規律，迫害當地生態平衡。換言之，生態水利工程的運行不僅要解決實際用水問題，還應對當地的生態環境和生態規律進行綜合考慮，科學調配水資源。

2 生態水利工程設計基本原則

2.1 生態性原則 生態水利工程設計的首要原則是遵循生態性原則，具體表現在以下幾方面：

2.1.1 系統修復原則。河道水體在流動過程中會與流經地區的村落、城市、森林以及田地構成一個完整的生態系統，我們稱之為河流生態體系，該系統是由生物系統、水文系統和人工建造系統共同組成。河流是生物生存的重要場所，對整個系統的生存和發展影響重大；河流始發地到終點所流經地區的地表水和地下水均是水系統的組成部分，二者共同構成了河流自然生態系統；此外，人類活動和工程建設會對水域系統產生一定的影響，一旦水域生態系統受到嚴重破壞，就需要對各項影響因素進行整合，然后充分利用河流自身的修復能力、生態系統各要素特點以及相互作用制定整體的修復方案。

2.1.2 自我恢復原則。生態系統自我恢復能力主要表現在對生態發展的適應性上，即為適應生態環境，根據現有生態條件和環境，選擇適合生存的物種。自然界根據自身的自我恢復能力，通過優勝劣汰的法則選擇適合生物發展的環境條件，構建和諧的生態系統。水利工程設計人員可以生態理念為指導，參照河道自然、美學價值進行設計方案的制定；盡量以大尺度景觀為基礎，減少工程對河道流域及周圍環境自我修復的影響；短時期、小尺度的景觀設計不利于河流的自我修復；景觀整體性要著眼于生態系統結構與功能，根據不同生態體系內各要素之間的相互作用，提出整體性、綜合性的修復河流生態系統設計方案。

2.2 河流環境多元化原則 河流中存在多樣化的動植物，只有保障河流環境的多樣化，才能為不同類型的動植物提供生存和生活環境。生態環境多樣化包括內容較廣，不僅包括河流形狀等一系列水體環境，還涵蓋了土壤等地質環境、溫濕度等氣候環境。河流生態系統由水相、氣相和固相組成，三者相互作用構成了縱向滲透性和橫向多樣性生存環境；水、陸、氣相互作用組成了生態環境系統；而河流系統的異質性會對水體的各項參數產生影響，導致水文脈沖、水體溫度、水體流速、水質以及流量等不斷變化；河床材質的異質性是生態環境具有多樣化的另一原因，同時也是河道周圍生物群多樣化的環境保障。

科學技術的不斷發展給工程建設帶來的影響是巨大的，就水利工程建設規模而言，其規模的不斷增大，而大規模的河道治理工程卻導致河流走向渠道化、單一化、非連續化方向發展，這對物種群落的生存和繁殖是十分不利的。若生物種群數目減少，河道生態系統也會隨之發生改變，由原有的多樣性變得單一性，這種單一性反作用于生物群種，如循環性，給生態環境帶來了極為惡劣的影響。為避免以上情況的出現，生態水利工程在設計之初就要考慮生物多樣性特點，盡可能保留或者改善原有的生態環境，為生物群落的生存和繁殖提高良好的環境。

2.3 注重反饋 生態水利工程在設計過程中以生態理念為指導，在結構上盡可能與原河流生態系統相一致，確保生態系統的可持續發展。但需要注意的是，設計只是執行的依據，不能機械地照搬照抄，要根據自身特性不斷發展和優化。河流生態系統在恢復中會受到人為因素的干擾，對此可采取監控手段，對生態變量進行實時監測，確保生態系統朝著健康的方向發展。生態系統和社會系統具有很強的可變性，當生態系統或社會系統發生變化時，原有的生態水利工程設計就需要做出相應的調整，這就對反饋提出了更高的要求。設計單位要將監測貫穿始終，為工程的設計、建設和投入運提供數據參考，做好對河流系統的全面監控工作。

3 結束語

水利工程是為解決生產和生活用水修建的工程，對環境的影響較大，應在設計和建設階段做好科學規劃工作。生態理念是近年來發展起來的一種新型理念，將生態理念與水利工程結合發展起來的生態水利工程，在環境保護方面具有積極作用，因此應得到廣泛推廣。

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