生態水利工程設計研究

吳曉廷

【摘要】目前，人們開始逐漸認識到傳統的水利工程已經滿足不了人們對它的期望，生態水利工程應運而生。筆者結合多年的生態水利工程設計經驗，從生態水利工程的概念、特點以及功能入手，對生態水利工程的設計原則和理論方法進行了分析。

【關鍵詞】生態水利；設計

前言：

在進行生態水利工程過程中需要遵循符合時代特征的設計規劃原則，在實現水利工程基本功能的基礎上，逐漸開展符合可持續發展觀的水利工程，使水資源利用實現最大生態效益。

1.生態水利工程概述

1.1生態水利工程的概念

傳統水利工程主要以水文學、水力學、巖石力學、結構力學為主的工程力學體系。生態水利工程更加注重人與自然的和諧發展，更加關注人工工程對水體的影響，吸收了部分生態學的理論與環境工程學的技術方法，成為一個跨領域的工程體系，具有極強的綜合性。

1.2生態水利工程的特點

生態水利工程有很強大的綜合性和系統性使流域及區域的單項水利工程相互聯系、相互制約，同時，水利工程與其他與國民經濟相聯系的工程有巨大的關聯性。同時與環境有密切的聯系。而且對江河湖泊以及生態環境、氣候等都有重大影響。這種影響利弊同存，所以在對生態水利工程進行規劃時，應該消除其弊端，發揮水利工程本身的積極作用。

1.3生態水利工程的功能

首先生態水利工程具有一定的經濟效益。因其可以在汛期進行防洪、發電、發展航運、旅游及養殖業，顯然具有一定的經濟效益。其次，生態水利工程可以提高河道的蓄水能力，滿足人們的日常用水和農田用水。隨著人類經濟社會的發展，對水的需求不斷增加，修建生態水利工程可以提高河道的蓄水能力調節水利及用水資源，滿足人們的日常用水和農田用水。最后，生態水利工程具有很好的防洪排澇功效。人所能利用的水資源是非常有限的，生態水利工程可以在汛期蓄水滿足人類在干旱季節對水的需求。從生態方面而言，通過對水量的調節，合理支配水資源可以使河流長期處于一個平穩狀態，充分發揮其調節能，促進態的改善，并通過對水量的調節來滿足人們的生產和生活用水，從而更好地促進經濟社會的發展。

2.生態水利工程的設計原則

2.1生態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。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，動態地研究河勢的變化規律，保證河流修復工程的穩定性。對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循投入最小而經濟效益和生態效益最大的原則。

2.2保持和恢復河流形態的空間異質性原則

有關生物群落研究的大量資料表明，生物群落多樣性與非生物環境空間異質性存在正相關關系。非生物環境的空間異質性與生物群落多樣性的關系反映了非生命系統與生命系統之間的依存和耦合關系。一個地區的生境空間異質性越高，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，造成生態系統的某種程度的退化。

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，某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源與合適的環境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個具有足夠數量并能進行繁衍的種群。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而實現設計。成功的生態工程經驗表明，人工與自然力的貢獻各占1/2。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。

2.4景觀尺度與整體性原則

生態水利工程過程中所形成的景觀不僅體現在它的自然形態，也體現在自然景觀與人文景觀的相互融合。景觀類型要展現現代人文對河流景觀的影響與推進，更加促進河流文化的復蘇與發展。在注重生態景觀的同時，也要考慮到生態系統的整體性，河流生態系統并不是一個單純的、孤立的系統，而是能夠與周圍環境息息相關，相互傳遞物質與能量的重要橋梁。因此在水利工程設計的過程中需要考慮到河流與周圍環境的整體性，注意生態系統的協調發展。

3.生態水利工程設計基本理論和方法

3.1以生態水文與工程水文為基礎

傳統水利工程很少利用水文學進行河道治理，也很少會對河流的水文情況提起重視，因此常會出現河流斷流現象。因此，在生態水利工程中需要以生態水文及工程水文為基礎，在保證河流資源不被破壞的前提下，開展符合可持續發展觀的水利工程，使水資源利用實現最大生態效益。

3.2合理利用雨洪資源

隨著時代的改變，水利工程已不單純是行洪排澇的工具，在生態水利工程的設計中可以增添蓄水功能。這些蓄水可以用于灌溉用水、人畜飲水以及水面養殖等，對雨洪資源的合理利用，能夠讓生態水利功能實現更大價值，實現當地雨水資源的回收利用，突出生態功能性，逐漸實現資源利用最大化。

3.3保護水體及河岸生態環境

可以通過種植水生植物，利用水生植物對污染物質進行吸附和降解，在綠化水面的同時達到凈化水質的目的。在河岸帶種植河岸林，對污染物質進行過濾，減少污染物質進入河道，保護水體環境。通過在河岸種植植被，形成穩定的植物群落，具有調節小氣候、穩定岸坡等生態功能；設置環境保護、河流保護的各式宣傳碑及宣傳標語，提高人們對環境保護、河流保護的意識，進一步保護河岸生態環境，從整體上提高水利工程的生態性。

結束語

生態水利工程是力求經濟社會發展和自然環境之間平衡的一門科學，其發展時間不長，經驗不足，只有遵循必要的原則才可以實現人與自然的和諧，遵循自然規律，從而讓生態水利工程更好地為人類的生產和生活服務。

參考文獻：

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[2]賈振周，崔方方.淺論生態水利工程的基本設計原則[J].中國科技財富，2011（24） .