關(guān)于現(xiàn)代生態(tài)水利設(shè)計的研究

李欽哲

摘 要：進入21世紀以來，我國國民經(jīng)濟發(fā)展迅速，水利作為國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)設(shè)施，同樣取得了長足的發(fā)展。隨著傳統(tǒng)水利工程對生態(tài)環(huán)境的影響越來越受到人們的重視，生態(tài)水利設(shè)計逐漸成為未來水利建設(shè)的必然趨勢。本文從可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略角度出發(fā)，簡要分析了我國生態(tài)水利建設(shè)的基本原則。并以河北省的生態(tài)水利建設(shè)為例，對現(xiàn)代生態(tài)水利設(shè)計的可行性和區(qū)域成效做了簡要的探討。

關(guān)鍵詞：生態(tài)水利 河北水利 可持續(xù)發(fā)展

1.傳統(tǒng)水利工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的負面影響

1.1影響河流的分布

在水利工程建設(shè)中，渠道化幾乎是所有工程結(jié)構(gòu)趨近的態(tài)勢。這種態(tài)勢對河流的影響不容小覷，不但可以改變河流的橫向平面，增加眾多支流，或是將原生態(tài)的一些較為彎曲形態(tài)的河流人為改造成較為嚴肅規(guī)則的人工折線河道。與此同時，還會讓很多河道縱向斷面發(fā)生變化，顯得十分人工化和規(guī)則化。水利工程建設(shè)的不斷加速會讓復(fù)雜不規(guī)則的水文條件變得相對規(guī)則和整齊，梯形或者矩形等都是大家通常采用的設(shè)計模式。這樣的人為改變會讓河床或是河道兩岸出現(xiàn)不同程度的硬質(zhì)化問題，由此帶來的河流無法自己產(chǎn)生更新自潔能力的問題就會給生態(tài)圈帶來更加嚴重的問題。

1.2影響水流的連續(xù)性

水利工程的不斷建設(shè)同時會帶來另外一個問題，就是它會逐漸影響水流流量，甚至出現(xiàn)斷面，水流的連續(xù)性受到嚴重影響。在分析水流形態(tài)時，我們通常提到側(cè)向和橫向兩種說法，在河道的兩側(cè)搭建堤壩往往在防洪的同時也會讓水流方向產(chǎn)生側(cè)向變化由此造成水流斷面。這種變化會讓汛期中的各條主要河流和小支流之間的通融變得不夠迅速和便利，這樣一來，河流的橫向自然拓展能力就將不斷減小。生態(tài)環(huán)境是相互影響的，水文環(huán)境的變化會造成河流中動植物的變化，可能會造成魚類種類減少或者數(shù)量減少的生態(tài)惡果，生態(tài)系統(tǒng)無法橫向拓展一定程度上會對河道兩岸人民的生活帶來不小的影響。

1.3造成生態(tài)系統(tǒng)的相對靜止

防洪和抗旱是水利工程存在的最為原始的意義，為了實現(xiàn)這個目的，各朝各代的水利工程通常會犧牲一部分利益而選擇讓河流的持續(xù)性受到一定程度的破壞。這種看似不得已的選擇讓水流的分部和輪廓等發(fā)生變化，甚至?xí)a(chǎn)生強烈的副作用。河流通常在人們的規(guī)劃下不再處于流動狀態(tài)，例如中國的三峽水庫，這種人為改造讓河道附近的農(nóng)田等其他地貌被水淹沒，河流中自給自足的養(yǎng)分也會隨之減少。最為突出的是很多河道附近的水生的藻類生長條件發(fā)生了很大變化，植物無法自我生存，它們只能在死亡中消耗水生環(huán)境中的氧氣，帶來惡性循環(huán)。

2.生態(tài)水利工程設(shè)計考慮原則

2.1工程安全性和經(jīng)濟性原則

工程建設(shè)過程中一定要保證結(jié)構(gòu)滿足工程設(shè)施的安全性，即為符合水文學(xué)和工程力學(xué)的嚴格規(guī)定，不能在安全上有一點馬虎，讓工程保證安全和穩(wěn)定，同時一定要禁得起時間的考驗。要充分考慮河流中的泥沙能否隨著時間的變遷而轉(zhuǎn)移，河道兩岸能否被侵蝕，河道岸坡能否被不斷沖刷等，用動態(tài)視角去探討河流的走勢變化，最好是能用最少的錢干出最結(jié)實穩(wěn)定的工程，同時又要不能夠破壞生態(tài)圈。

2.2生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則

生態(tài)系統(tǒng)自身的自我組織功能集中體現(xiàn)在生態(tài)系統(tǒng)能夠自我調(diào)節(jié)，自我復(fù)制，自我持續(xù)。自組織的機理在嚴峻的生態(tài)環(huán)境中卻是物競天擇的體現(xiàn)。也可以說，有些本身就能與大自然友好相處的物種，也一定能在嚴峻的自然環(huán)境中得到良好的適應(yīng)與改變。它們會自行尋找最適合自己生存發(fā)展的空間去努力適應(yīng)環(huán)境。一旦它足夠多，且能夠獨立在物種中進行繁衍，那么它就會很好地生存下來。借鑒自設(shè)計理論的過程中，我們需要注意如何更好地結(jié)合利用本地原住物種，同時警戒外來物種的大肆侵入。

2.3反饋調(diào)整式設(shè)計原則

生態(tài)水利工程設(shè)計的基本設(shè)計原則在于它定向模仿整個已經(jīng)存在的河流生態(tài)系統(tǒng)。最終，通過整個工程的建造，實現(xiàn)一個可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)良生態(tài)系統(tǒng)。若整個工程建設(shè)能夠按照較為科學(xué)的方案進行，那么，一個新的人工制造的生態(tài)更迭系統(tǒng)就此誕生。在整個河流運動的過程中，一定要注重日常監(jiān)測。監(jiān)測是否成功就意味我們能否及時發(fā)現(xiàn)問題并解決。長期堅持生物觀測和水文觀測，并建立一個完整科學(xué)的河流評估系統(tǒng)，讓它為我們?nèi)蘸蟮暮恿魃鷳B(tài)建設(shè)和發(fā)展提供強有力的數(shù)據(jù)支持，讓生態(tài)水利設(shè)計更加科學(xué)化，持續(xù)化。

3.河北省生態(tài)水利工程建設(shè)成效

3.1合理修建生態(tài)水利工程，保證基礎(chǔ)功能

河北省歷來是洪澇重災(zāi)省。為抵抗洪水，河北省人民開拓進取，提出了“上蓄、中疏、下排，適當?shù)販焙汀胺謪^(qū)防守、分流入海”的防洪工程體系總體構(gòu)想，修建堤壩和水庫、疏通河道、修建蓄滯洪區(qū)。到2008年止，在各河系上游山丘區(qū)建成各類水庫1085座，總庫容100多億m3，控制了各河系山區(qū)90%以上的流域面積，減輕了洪水對中下游地區(qū)的威脅；在各河系的中下游，新開辟或整治主要骨干行洪、排瀝河道50余條，新筑和整修堤防1.7萬公里。結(jié)合河道堤防治理，修建了調(diào)洪、泄洪、分洪和擋潮的大中型閘涵樞紐180余座，基本改變了海河流域上大下小、尾閭不暢的狀況和各河洪水集中天津入海的被動局面。經(jīng)過這一系列水利改革措施建設(shè)，使河北省各河系上游有水庫攔蓄洪水，中游有河道泄洪和洼淀分洪滯洪，下游筑有堤防，基本構(gòu)建了一個一般洪水保安全、特大洪水減災(zāi)害的防洪排澇工程體系，為確保全省安全度汛，確保京津防洪安全奠定了基礎(chǔ)。1996年8月，海河南系發(fā)生了特大洪水，河北省利用現(xiàn)有防洪水利工程，通過科學(xué)調(diào)度和全力搶險，減少淹地1950萬畝，減少了經(jīng)濟損失達900多億元。

3.2合理調(diào)度，高效利用水資源

河北省也是干旱重災(zāi)省。如何解決缺水問題，高效利用水資源是擺在河北省人民面前的又一難題。近年來，河北省政府通過綜合實施工程措施、管理措施和技術(shù)措施，優(yōu)化水利配置、節(jié)約保護水資源等舉措，取得了顯著的成效。“引黃入冀”工程實施20余年來，引入黃河水40億立方米，保證了衡水、滄州兩市的用水安全；“引黃濟淀”、“引岳濟淀”工程，為白洋淀引水近5億立方米， “華北之腎”的生態(tài)得以可持續(xù)繁衍；南水北調(diào)中線工程京石段2008年建成投入使用，保證了北京地區(qū)的應(yīng)急供水；此外，以邯鄲生態(tài)水網(wǎng)為標志的區(qū)域水資源優(yōu)化配置工程建設(shè)陸續(xù)展開，利用現(xiàn)有蓄、引、截、提工程，合理調(diào)度區(qū)域水資源。通過這一系列舉措的實施，保障了河北省水資源的高效利用和可持續(xù)發(fā)展。

3.3保護水生態(tài)環(huán)境，構(gòu)建人水和諧大格局

為保護水生態(tài)環(huán)境，河北省政府對全省近12萬平方公里的山區(qū)進行小流域式規(guī)劃，力求在建設(shè)水利工程時綜合考慮流域內(nèi)山、林、田、路等各項因素。據(jù)統(tǒng)計，近六十年來，河北省共治理水土流失面積六千余平方公里，所產(chǎn)生的生態(tài)效益和社會效益是無法估量的。近年來，為構(gòu)筑起環(huán)京津地區(qū)的綠色屏障，河北省先后實施了首都水資源可持續(xù)利用項目、京津風(fēng)沙源治理工程和太行山國家水土保持項目。為治理平原河道污染問題，河北省政府將河道污染治理成效納入省委、省政府考核目標體系。這一系列舉措都表明了河北省政府及人民正積極建設(shè)可持續(xù)發(fā)展生態(tài)水利工程，通過構(gòu)建人水和諧的生態(tài)格局，保護水生態(tài)環(huán)境。

4.結(jié)束語

在建設(shè)水利工程過程中，我們應(yīng)正視水利工程的生態(tài)影響，正確處理開發(fā)和保護的關(guān)系。河北省生態(tài)水利建設(shè)立足當前，著眼長遠，科學(xué)規(guī)劃，綜合治理，不僅書寫了其水利事業(yè)的輝煌，也為全國生態(tài)水利建設(shè)提供了寶貴的經(jīng)驗。只有堅持科學(xué)發(fā)展觀，秉承可持續(xù)發(fā)展的理念，從社會發(fā)展大局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，才能實現(xiàn)水利工程與生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)人與自然的和諧相處。

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