生态水利工程设计的基本原则

摘要：本文对生态水利工程的设计进行了深入的研究和探讨，总结出几项在水利工程设计中需要注意的基本生态原则，以供各位同仁参考交流。

关键词：生态水利工程；设计原则；安全经济；反馈调整

中图分类号：TV文献标识码： A

水利工程建设是国民经济发展的一项基本内容，对于推动农业、水利水电以及社会经济等方面都具有很大的作用。同时，水利工程属于一种改造自然的工程，其影响了自然河流的多样性、流动性以及连续性，会在一定程度上影响河流生态系统的自然发展状况，在当前自然生态环境恶化加剧的形势下，如何协调水利工程发展需求和自然河流生态环境之间的关系就显得尤为重要。

1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安个、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、十旱等自然力荷载

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险，这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的定期定点监测和评估。

2 河流形态的空间异质性原则

一个地区具备空间异质性，是指在这个地区的空间中，可以存在着多种不同种类的生物物种，这就意味着该地区的生态环境状况良好，有利于自然生态循环的发展。若该地的空间异质性较差，就会降低生物群落的多样性，使得生物物种减少，生物群落密度变小，这自然就会使生态系统环境恶化。为此，在进行水利工程的设计中，必须要考虑到河流形态的空间异质性。

目前，很多大型水利工程建设都对自然河流的生态系统造成了不同程度的破坏，这不仅会使河流中的生物物种减少，也会引起水质变化，继而造成严重的环境破坏。为了改变这种情况，除了要加强人工种植或养殖来增大生物群落的多样性，还要做好生态水利工程建设的设计工作，尽可能地保持河流的原始面貌，保存其自然空间的异质性，降低人工水利工程对生物群落多样性的不利影响。

3 生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统可持续发展，指的是生态系统自身组织功能的表现形式，即生态系统的自组织。自组织的意思是指某个系统按照相互默契和相互协调的原则，各自尽其自己的责任做好分内之事的同时又能和对方形成协调的有序结构。生态系统自组织的主要机理是指系统中物种的自然选择，即生态系统之内的物种或者某些与该生态系统有一定友好关系的物种，在自然环境下寻找到能够为自己提供相应的能源和资源，并适合自己生存的自然环境。因此，在进行生态水利工程设计时，一定要遵循生态系统的自组织原则，不要试图人为地去对自然环境进行改变甚至是控制，而是要利用生态系统的自组织和自设计的功能，让海洋生态系统或者江河生态系统中的物种对其生存环境进行自然选择，以求实现人与自然和谐共生的最终目的。在设计一项生态水利工程时，都要将这一原则考虑进去，尊重河流和物种的自然属性和自然选择，从而制定和寻找到最佳的生态水利工程设计方案。

4 景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长时期和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和局部范围内进行。小范围的生态修复小但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或河岸植被。

一般来讲，景观尺度由空间尺度与时间尺度两部分构成。在河流生态修复过程中，由于水域生态系统是一个极其复杂的生态循环系统，其并不单单指河流中的生态系统，还包括其周边或其他相关的生态系统，这些水文系统与生物系统相互交织，共同决定了水域生态系统的稳定。因此，在对河流水域生态系统进行修复时，必须要从整体空间考虑，协调进行修复。

5 反馈调整式设计原则

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整，这种不确定性使生态水利工程设计不同与传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法，是按照“设计―执行(包括管理) ―监测―评估―调整”这样一种流程，以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测，评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及其发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

6结语

本文主要论述分析了在生态水利工程建设的设计中应当遵循的几种设计原则，这些设计原则是从保护河流生态系统环境出发的。不可否认，水利工程建设对于改造自然，提高社会生产水平有着重要意义，但在兼顾社会发展的同时，也必须要注意到水利工程建设对生态环境的影响，以促进人与自然的和谐相处，共同发展。

参考文献

[1] 刘正茂,赵艳波,崔玉玲,王艳玲. 生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线[J]. 水利发展研究. 2007.

[2] 冯平. 浅谈生态水利设计[J]. 商品与质量. 2009.

[3] 刘正茂，赵春辉，赵艳波. 三江平原退耕还湿应遵循的理论与技术路线[J]. 环境保护，2004.