谈水利工程生态规划设计

摘要：水资源合理的循环利用，是实现可持续发展战略的必然要求，也是实现现代化水利的有力支撑和保障。本文阐述水利工程对河流生态系统的影响及水利工程与水域生态的关系，用以改进和完善水利工程的规划及设计。

关键词：水利工程；生态；规划设计

中图分类号：TV文献标识码：A

生态水利工程学是水利工程学与生态学相融合产生的分支学科，其目的是提高和完善水利工程的规划设计方法。生态水利是21世纪人类的文明进步和实现经济社会的可持续发展对水利提出的必然要求，同时也是21世纪水利发展建设的最高目标。随着经济和社会的发展，我们有必要对传统的水利水电工程规划设计和运行的理念与技术方法进行反思，探索生态系统的水利工程技术体系，这是实现与自然和谐相处目标的时代需求。

1 生态水利工程特征

生态水利，就是按照生态学原理，遵循生态平衡规律的法则和要求建立起来的满足良性循环和可持续利用的水利体系。水利工程在改变自然环境的同时是不能以破坏自然界生态环境平衡为前提的，保护生态环境是水利工程规划必须要坚持的理念。所以说生态水利是围绕生态环境建设而开展的水利工作。与普通工程水利具有不同的显著特征：一是可持续发展。从普通水利工程进入到生态水利工程是水利发展史上的巨大进步，它将使单一的、局部的水利进入到整体的、系统的、科学的、可持续的水利，从简单的单维的水利进入到复杂的多维的水利，满足更多方位的可持续发展和生态平衡要求。二是资源水利。认识到水资源是有限的，是自然资源、可利用资源，要用战略的眼光看待水资源。做到科学规划、永续开发。三是现代水利。它是经济发展的产物，具有较高的科技贡献率和明显的时代特征。生态水利工程的最终目标是实现水利工程的安全、节水、景观、文化性、协调等性能。

2 水利工程与生态体系建设

生态水利工程是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,还要满足水生态系统的健康和可持续性的需求,兼顾水域生态系统健康与可持续性的发展。生态水利是生态体系建设的重要组成部分，同时也是生态体系建设对水利建设的必然要求。生态体系建设离不开生态水利建设这个内涵，没有生态水利良好的发展建设就无法实现完整的、系统的生态体系建设。生态水利工程对于新建工程,是指进行传统的水利建设(如河流管理、防洪工程)的同时,结合河流生态修复的目标；对已建的工程, 则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程技术与传统的治污技术，连同环境和资源管理一起，成为一个主要的河流生态建设的手段。

3 生态水利工程的基本设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程不仅要符合水利工程，也要符合生态学原理原则。生态水利工程项目设施必须符合水文和工程力学规律,以确保工程安全,水利设施稳定和耐用性。必须充分考虑河流沉积物搬运、沉积和河流侵蚀特性、动态研究河政权更迭规律, 论证河流修复工程的稳定性。从经济的角度对生态水利工程分进行合理分析，应遵循投入最小而经济效益和生态效益最大的原则。

3.2生态系统的自我恢复原则

可持续性是生态系统的自我恢复功能的体现的主要特征，通过自我恢复功能实现河流物种的自然选择规律，保持生物与生态系统的友好精神，才能找到与自然资源相适合的生态水利工程的设计环境，这与传统的水利工程建设有着本质的区别。生态水利工程在具备人们所期望的水利功能实现的基础上，依靠自组织的功能实现自我修复，依靠生态系统的自组织功能形成了河流生态环境的科学,自我选择合适的物种,从而形成一个完整的河流生态系统。

3.3提高河流形态的空间异质性原则

通常，一个地区的生存空间异质性越高，显示了其内部包含许多不同的小环境，可以使各种不同种类的生物共存。反之，生存空间异质性越底，则其可以容纳的生物种类越少，这将不可避免地使空间内的生物群落环境变得越来越单调,同时在生物群落的性质和密度会导致不同程度的退化。在传统的水利工程建设过程中,对天然河流连续性人工切断，使河流环境在某种程度上变得单一,导致河流生态系统退化。所以，在生态水利工程的设计过程中，必须要有效的促进河流生态的空间异质性的提高，这样才能促进河流生态环境中物种的数量不断增加，从而促进生物群的多样性的回复。当确定河流生态系统的修复目标以后，需要对河流生态系统中的生物种类和密度进行详细的勘察，建立详细的资料库，同时对于河流的自然环境也要有详细的勘察，包括河流的水温、流苏、泥沙、沉积物的迁移转化等等，只有对自然生态环境有详细的掌握，才能为生物群落的生长创造最好的条件,生物群落的发展的基础上,实现对河流生态系统修复功能。

3.4 景观尺度及整体性原则

河流生态系统的恢复应当是建立在对景观的长期保持的基础上实现的，而且必须是大尺度和整体性的，并不是针对某一范围内的系统进行恢复，小范围的生态修复成功率较低，而且在生态系统的恢复效率方面也较低，所以，生态水利工程的设计过程中，必须要注重大尺度、整体性的修复。景观大尺度的原则包括空间尺度和时间尺度两种，而在河流系统受到威胁时，往往也会从这两个角度体现，所以需要对尺度的要素进行综合的研究，科学的掌握河流生态系统本身所具有的流动性、易变性等特点，对生物群落生存的基本条件进行整体性的创造与恢复，才能保证生态水利工程的运行与河流的动态演进过程保持一致，从而促进河流生态系统的恢复。

3.5 自我反馈设计原则

生态系统的成长需要一个漫长的过程，对于河流生态系统的修复来说，同样需要较长的一段实践，才能在系统结构的复杂性、生物多样性等方面获得更多的提升，也能够使河流生态系统自身抵御外部干扰的能力增强，有利于促进河流生态系统稳定性的提高。如果从当前社会发展的时间交替的角度来说，需要实现一种生态系统的自我修复或者是用一种生态系统代替另一种生态系统，往往需要若干年的时间，想在短时间内实现是不可能的。

4 水利工程生态规划设计的要求

对水利工程进行综合开发和合理利用,并对其科学管理水资源,使它更好的服务人民,为人类造福,在这个阶段的水利生态经济环境,人们通常注意环境和生态问题,普遍重视保护资源开发与环境保护、生态协调发展。在这样的前提下强调水利工程建筑物的环境功能和美学价值，已成为一个水利工程设计的新趋势。改善水环境和生态系统为主要目标的“城市环境水利工程建设,它是成为水利现代化建设的重要内容。根据现代城市的特点, 对流经市区的河流归纳起来有两类要求：

1）对河中水流的要求是：水质清洁、生物多样性、生机盎然和优美的水面规划。

2）对滨河带的要求是：能反映本地独特历史、文化、风俗的滨河规划；能提供放眼鲜花、有人工景点、公园化的休闲、娱乐、体育活动空间；能营造浓郁的文化、艺术、科学气氛，具有现代气息、人水关系协调、引人胜、便于人水亲近的滨河带。人们提出这些要求是社会进步的体现，也是社会经济发展的必然。水利建设者应当适应这种趋势，满足社会的要求。在水利工程的规划、设计、施工等方面进行调整和完善，注入更多的人文、艺术、科学和现代气息，注重工程的环境效益和美学效益。

结 语

生态水利工程是一门将生态学和工程学很好的结合在一起的学科，是关于人与自然和谐统一的理念与实际应用相融合的一门学科。该学科最主要的特点就是顺应了人类和时展的需要，我国虽然说在这方面技术起步的比较慢，不过目前也越来越重视该学科的发展，特别是在生态水利工程设计原则也存在的问题，用大量的人力物力来研究和借鉴很多外国先进的经验和技术方法,也初步形成了一些设计原则,虽然不完美,但在未来的研究和发展,最终将使更大的进步和提高。