生態水利工程設計在水利建設中的應用

【摘要】水利工程設計是環境管理與生態建設領域的新概念，其設計要求主要是對工程中對生態破壞所造成的影響進行分析，并通過改變設計方案，降低水利工程對整個生態環境所造成的影響。從某種角度分析，生態水利是一項比較復雜的工程，不僅綜合性比較強，并且能夠滿足防洪、灌溉、發電等多種需求，因此，積極實現生態系統與水利工程的有效整合，是現階段水利工程建設的主要發展目標。本文主要研究了生態水利工程設計在水利建設中的意義、必要性、設計原則以及在水利建設中的應用。

【關鍵詞】生態水利工程；水利建設；水利設計

1、水利建設中生態水利工程的作用

眾所周知，傳統的水利工程建設對生態環境以及河流會產生非常大的影響，不僅會導致自然河流逐漸發展為溝渠，并且也會導致自然河流出現非連續性。一般情況下，將天然河流設計為人工河流，雖然可以對水流起到攔截作用，但是卻在一定程度上增加河流的需水量，并且筑壩多按照河流方向進行建設，導致河流出現非連續性，對生態環境、河流會產生重要影響。另外，水利工程的影響使很多已經適應生活環境的動植物重新適應新的生活環境，導致動植物出現淘汰現象。近幾年，伴隨著我國社會的不斷發展以及科學技術的進步，對樹立工程的研究步伐加大，傳統水利工程不再滿足社會發展的需求以及生態環境的要求，需積極采取新的設計方案，提高水利工程的有效發展。

2、生態水利工程的設計原則

2.1 工程安全性和經濟性原則

生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的耐久性。對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握，生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，充分利用河流生態系統自我恢復規律，是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。

2.2 提高河流形態的空間異質性原則

一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。

2.3 生態系統自設計、自我恢復原則

生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富，實現人與自然的和諧。需要強調的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態工程方案。

3、生態水利工程的應用

3.1提供相應的動植物生存和繁殖空間

通過建設生態水利工程，可以很好的把河道、水流、提防和岸邊的動植物進行整體連接，在進行設計的時候依據現有大自然地貌和地形合理科學配置與改進，從而建立一個互惠共存的生態系統。在水利工程中河堤坡腳位置上擁有很多變化帶以及高的孔隙率，從而比較適合生物生長，因此為魚類的生存提供場地，并且河道兩旁的綠樹和叢林為昆蟲和鳥類提供棲息地。

3.2提高水資源的自身凈水功效

水資源的自身凈水作用就是把有機污染物經過氧化形成無機物的過程，并且可以不斷運用水資源中的細菌以及真菌等污染物。在分解無機物的時候，可以為水中藻類植物提供養分，藻類經過不斷光合作用產生氧氣，相輔相成。在進行設計的時候，增加魚巢、魚道逐漸形成流速帶，這樣方便于氧氣進入到水中，增加了水中的氧氣含量，促進了植物的生長，為凈化了水質提供保障。

3.3起到調節水量的作用

生態水利建設的過程中，河道周圍的植被具有一定的蓄水作用，在水資源中一般都會含有大量土壤動物和微生物，從而使得河堤出現很高的孔隙率。枯水期，之前儲備的水會慢慢進入河道，從而起到調節作用；在水比較豐富的時候，水開始向河堤中滲入，避免出現洪災。

3.4生態水利設計要結合環境工程設計

進行生態水利工程設計時，應當充分吸收環境科學技術的理論，達到水質同水量同步，結合水環境污染，設置相對應的防治工程。水利工程中的作用水量，要考慮季節變化產生的影響，同時也要充分利用在雨水季節或枯水季節中，不同的應對措施。生態水利要立足在水利建設和環境生態之上，將水量的高效利用和水質的有效優化進行有機結合，實現水利建設中的生態平衡。

4、結束語

綜上所述，在我國可持續發展過程之中，生態水利工程起到了至關重要的作用，現如今，我國正處于大力建設水利工程的階段，在這一階段，水利工程的建設不僅可以為社會帶來資源保障，并且在一定程度上對當地生態環境產生影響。針對這種現象，需要在積極設計水利工程的時候，對生態理論進行考慮與分析，積極借鑒國外先進的技術與經驗，在不斷創新與不斷發展進程中提高我國水利工程建設水平，這樣一來，才能夠減少水利建設所帶來的影響，才能真正推動我國社會經濟的發展與進步。

參考文獻 ：

[1]楊麗榮.生態水利工程設計在水利建設中的運用[J].黑龍江水利科技，2012（11）：198- 199.

作者簡介：馮沙沙，女，1989-，助理工程師，主要從事水利工程設計工作。