关于生态水利工程设计的几点思考

摘要：未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。本文就生态水利工程设计中几个问题进行论述。

关键词：生态；水利工程；设计

Abstract: the future of the water conservancy projects in weigh the social and economic needs and ecosystem health needs on the relationship between the two, like should highlight the water conservancy projects in meet the demand of the human society at the same time, take into account the waters of the ecological system of health and sustainability. This paper ecological water conservancy project design of some problems were discussed.

Keywords: ecological; Water conservancy projects; design

中图分类号：S891+.5文献标识码：A 文章编号：

自人类进入文明时代以来，水利工程就一直在为人类经济社会系统服务。水利工程对现代社会的经济与社会发展有着无可替代的作用，在防洪、灌溉、发电、 供水、航运、养殖和旅游等诸多方面对于保障社会安全、促进经济发展发挥了巨大的作用。然而水利水电工程设施的建设和运行，对于河流生态系统也有着双重影响：筑坝形成水库，虽然为干旱、半干旱地区的植被和生物提供了较为稳定的水源，但是对河流生态系统形成了负面影响。生态水利工程就是以实现人与水和谐相处为目的，使水利工程服务于生态系统的健康维持与恢复，是未来水利工程发展的一个重要方向。

1 水利工程与生态水利工程的区别

水利工程可以理解为人类通过工程措施或行为实现水资源的再分配和利用。水利工程最初的作用是防洪、提供稳定的水源、缓解或防止农作物旱涝渍灾害、 提供清洁能源(修建水电站)和水利旅游景点等，这主要体现了水利工程的资源性、经济性与社会性。而生态水利工程则更强调水利工程的主要服务目标是生态。有学者认为生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时 (如治河、防洪工程)，兼顾河流生态修复的目标；对于已建工程，则是对被严重干扰的河流进行生态修复。笔者认为生态水利工程是现代水利的标志，至少应包括以下两个方面的科学内涵：①生态水利工程的开发应有明确的生态服务目标与功能。在设计阶段，应当将生态系统健康过程的维持置于重要位置，并作为设计的制约因子，使水利工程能满足适宜的生态水文过程要求。②生态水利工程应强调工程选址、布局、施工过程的环境友好性与经济性。防止在工程实施过程中产生巨大的环境成本和经济成本，实现社会经济与生态保护的双赢。

2 当前水利工程设计规划所面临的问题

现今，人们已经意识到水质生态系统所面临的严峻问题，生态系统的修复、改善和实践已经得到一定程度的重视。但当前的生态水利建设还存在诸多问题：

2.1地域性差异致使生态水利工程的标准不够明确

由于我国地域性的差异问题，生态水利工程的具体实施也要根据每个地理区域的差异因地适宜的做出相应调整，衡量实际构建标准。由于生态水利工程的工程设施要以符合生态学原理和工程学力学规律去构建。要能够承受洪水、风暴、冰冻、干旱等自然因素的影响。按每个地理区域、河流地貌进行构建设计时，就要考虑到实践的可操作性，以及标准性。当前生态水利工程的理论实践成果经验积累并不是非常完善。既要满足工程设计规划的安全性、经济性，又要满足地域性动态河势的变化规律，逐步总结积累实际操作经验，衡量明确的实际操作标准，以保证符合河流生态修复的耐久性。

2.2生态水利工程设计施工缺少对维系生态环境的认识

一方面由于我国生态水利工程的环境影响操作介入的较晚，导致生态环境科技技术人员与水利工程构建人员合作的机会相对较少。另一方面，国内的水利工程多数考虑到方案可行性符合满足规划的安全性和经济性，但是生态环境系统这一因素就还考虑得欠完整，也不规范，还面临着主要关键性问题。其次，环境评价机构对业主考虑的较多。在生态水利工程这一块，我国的环境评价管理体系目前算不得完善，经验积累成果相对较少等客观性因素，都导致了水利工程构建工作不能有效地落实与生态技术人员相对交流实施具体方案的探究，生态水利工程的进一步开发与实践设计相对滞后。

2.3生态水利工程与水利工程的协调运作不充分

生态水利工程的构建势必会考虑到生态系统的正常运作，实现有机结合再有的水利工程基础之上。水利工程的构建最初考虑到水体的有效供电效能、防洪，排水用水标准等工作。生态水利工程的实施与传统水利工程最为显著的特点就是服务目标与功能有一定的差异性。当务之急，为实施生态水利工程与水利工程的有机结合，协调运行是生态水利工程规划设计所必要考虑的问题。

3 生态水利工程规划设计的基本原则

3.1水利工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一种综合性工程，在河流综合治理中既要满足社会需要，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需要，同时也要兼顾生态的可持续性发展。生态水利工程一要符合水利工程学原理，二要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施和工程施工要符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计规范的标准内，能够防止洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力的侵袭。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，要充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等特性，综合全面的研究河势变化规律，保证河流修复工程的长久性。

3.2 提高河流形态的空间异质性原则

相关生物群落的文献，大量资料表明，生物群落的多样性与非生物环境的空间异质性存在正相关关系。这里所说的生物群落，是指在相应的空间和相应的生境下，由一定的生物种群组成，与环境之间进行相互的影响、相互的作用，具有相应结构和特定功能的集合生物体。一般所说的生物群落多样性，指生物群落的形态结构与功能的多样性。实质上，生物群落多样性的问题是在物种水平上的这个平台的生物多样性。非生物环境的空间异质性与生物群落多样性的关系客观的反映了，非生物系统与生物系统之间的依存和连带关系。一个地区的生生物空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种生命共同存在。相反，如非生物环境变得单调，生命族群的多样性必然会出现降低，生命族群的性质、密度和比例等都会发生极大改变，进而使生态系统更加退化。

3.3 生态系统的自我设计、自我恢复原则

有关生态系统的自我组织能力的探讨开始于上世纪60年代，此后有很多学科的众多学者涉及这个领域。以多种不同形式构成的自我组织能力，是自然界生态系统的重要特性。生态学用自我组织能力来解释物种分布的丰富性复杂性情况，同时也是用来表明食物网络随时间的发展过程而发展。生态系统的自组织能力表现为生态系统的可持续性。自我组织的原理是生物进化物种的自我选择，也就是说，一些与生态系统友好的物种，能够经受的住自然世界选择的考验，来找到一种相应的能源和合适的环境，在这种情况下，生物环境就可以支持一个能够具有相应数量并能进行繁殖的物种种群。自我组织挥舞功能原理与达尔文的进化论是一脉相承的，只是研究的角度和方法不同而已。