摘 要：通過水域生態(tài)和水利工程兩者的聯(lián)系以及生態(tài)水利規(guī)劃的基本原則，簡述了水利工程的規(guī)劃和設(shè)計。

關(guān)鍵詞：水利工程 規(guī)劃和設(shè)計

引言：經(jīng)濟社會的日益發(fā)展使得水利事業(yè)在國民經(jīng)濟的增長中扮演越來越重要的角色，農(nóng)村水利與城市水利不僅對地區(qū)的安全，災(zāi)害的杜絕有重要意義， 也能促進地區(qū)的經(jīng)濟建設(shè)。為保證它順利完成，工程的規(guī)劃設(shè)計須做到科學?？茖W意味著在設(shè)計中必須遵守相應(yīng)的原則使工程順利完成。

一、水利工程現(xiàn)狀與生態(tài)

作為水利工程學的新元素，生態(tài)水利工程學是水利工程如何使人類社會、水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求能同時滿足進行研究的原理與技術(shù)方法的工程學。其內(nèi)涵是：新建工程的目標是不僅建設(shè)傳統(tǒng)水利 ，也修復河流生態(tài)；已建工程的目標是生態(tài)修復被嚴重干擾河流重點，生態(tài)水利工程將結(jié)合傳統(tǒng)清潔生產(chǎn)、治污技術(shù)及資源管理和環(huán)境立法，對河流進行生態(tài)建設(shè)。[1]

二、提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

地區(qū)的高生境空間異質(zhì)性，導致小生境得到多樣性，使更多的物種得到共存。相反，非生物環(huán)境單調(diào)性，減弱了生物群落的多樣性，隨之改變的是它性質(zhì)、比例和密度等，生態(tài)系統(tǒng)的退化與人類活動有關(guān)，與大規(guī)模治河工程的建設(shè)更是分不開，它引起的河流非連續(xù)化及渠道化，導致河流生境趨向單一，最終導致河流生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)程度性退化。直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類這些人工提高生物物種的方法與生態(tài)水利工程提高或恢復生物群落多樣性的目標是不符的，生態(tài)水利工程應(yīng)把使河流形態(tài)的異質(zhì)性與自然河流的地貌學原理相符，恢復生物群落多樣性作為重心。

以修復河流生態(tài)為目標，必須通過調(diào)查河流生物、地貌歷史與現(xiàn)狀來建立生物資源數(shù)據(jù)庫與河流地貌數(shù)據(jù)庫。水文、生物和河流地貌調(diào)查中常用遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）的首要工作是在調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，通過數(shù)學模型的建立來確定包括河流蜿蜒度、河勢、橫斷面材料及形狀、流速水溫、水質(zhì)、水位、水文周期變化、泥沙營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化在內(nèi)的環(huán)境因子與生物因子間的聯(lián)系。主要研究的是：對個體生物因子的需求的研究，對不同生物因子間的聯(lián)系的探討，以及篩選出環(huán)境因子中的標志性生物或“關(guān)鍵種”。從環(huán)境因子中篩選出對系統(tǒng)功能與結(jié)構(gòu)具有識別意義的環(huán)境因子，對生物棲息地與河流地貌學的設(shè)計具有重要意義。[2]

三、水域生態(tài)系統(tǒng)

河流在河流生態(tài)系統(tǒng)中扮演角色的同時，也在與周邊環(huán)境所構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)中扮演為生物生存提供適宜空間的角色。水域生態(tài)系統(tǒng)是包括生物系統(tǒng)、人造工程設(shè)施系統(tǒng)與廣義水文系統(tǒng)在內(nèi)的大系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)包括河流的地表水與地下水系統(tǒng)，流域中河流會衍生成湖泊、水塘、沼澤、濕地和洪泛區(qū)。自然河流生態(tài)系統(tǒng)是在生物系統(tǒng)與廣義水文系統(tǒng)的共同作用下形成。工程設(shè)施與人類活動會以組成部分的形式對水域生態(tài)系統(tǒng)造成影響。水域生態(tài)系統(tǒng)破壞是由多種因素共同造成的。若局限于河道本身的生態(tài)修復的研究，無疑會把復雜系統(tǒng)簡單化。所以，在生態(tài)水利工程設(shè)計過程中，不應(yīng)局限于修復河道水文系統(tǒng)的研究，更不應(yīng)對動物或河岸植被進行單一修復，而應(yīng)對整個水域的生態(tài)系統(tǒng)進行修復，通過了解生態(tài)系統(tǒng)各要素間的聯(lián)系來掌握修復河流生態(tài)系統(tǒng)的綜合性方法。[3]

四、生態(tài)水利工程設(shè)計考慮原則

4.1堅持工程經(jīng)濟與安全原則。生態(tài)水利工程的開展不但要遵循生態(tài)學原理，亦要遵循水利工程學原理。為保證工程設(shè)施的穩(wěn)定、安全與耐久性，工程設(shè)施不可違反工程力學與水文學的規(guī)律。為確保河流修復工程的穩(wěn)定性，不容忽略淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征、河流泥沙輸移與動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律。水利工程應(yīng)符合投入最小而經(jīng)濟及生態(tài)效益最大這個經(jīng)濟原則。

4.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則。生命系統(tǒng)與非生命系統(tǒng)間的依存和耦合是通過生物群落多樣性和非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性體現(xiàn)的。地區(qū)的高生境空間異質(zhì)性，導致小生境得到多樣性，使更多的物種得到共存。相反，非生物環(huán)境單調(diào)性，減弱了生物群落的多樣性，隨之改變的是它性質(zhì)、比例和密度等，導致河流生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)程度性退化。新建工程中由水工樞紐及河流梯級開發(fā)的布置方案、大壩的壩址選擇等所得的最低生態(tài)脅迫優(yōu)化設(shè)計是建立在模型分析上的，除此，河流修復工程中的生物棲息地與地貌學設(shè)計也是建立在模型分析的基礎(chǔ)上的。

4.3生態(tài)系統(tǒng)自我恢復及設(shè)計原則。生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性體現(xiàn)了它的自組織功能。自組織既是物種的自然選擇，能與生態(tài)系統(tǒng)共存的物種通過受自然選擇的磨礪，適應(yīng)了能源與環(huán)境條件。生境中足夠數(shù)量的種群的繁衍就是建立在能源與環(huán)境的適應(yīng)之上的。

4.4流域整體性及尺度原則。河流生態(tài)修復規(guī)劃應(yīng)在長期的時間與流域尺度上開展?！罢w性”指的是站在生態(tài)系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)的角度，通過了解生態(tài)系統(tǒng)各要素間的聯(lián)系來掌握修復河流生態(tài)系統(tǒng)的綜合性方法，不應(yīng)局限于修復河道水文系統(tǒng)的研究，更不應(yīng)對動物或河岸植被進行單一修復。河流系統(tǒng)的演變是一個通過對歷史資料進行收集、整理，來掌握長時間尺度的生態(tài)現(xiàn)狀與河流變化的動態(tài)過程。河流生態(tài)修復是一個有充分準備，完善的管理與監(jiān)測的項目。

4.5設(shè)計的反饋調(diào)整原則。生態(tài)水利工程設(shè)計為形成一個可持續(xù)河流生態(tài)系統(tǒng)可對成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進行模擬。自然生態(tài)演替過程開始的前提是河流工程項目的執(zhí)行符合設(shè)計。包括水文觀測和生物監(jiān)測在內(nèi)的監(jiān)測工作是流程的重心。要求項目初期須建立能進行長期觀測的監(jiān)測系統(tǒng)。除此，用以評估河流生態(tài)系統(tǒng)的功能與結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢的完善的河流評估體系也是必備的。[4]

五、總結(jié)：樹立確保河流健康的目標，尤其是引起的河流非連續(xù)化及渠道化，導致河流生境趨向單一，最終導致河流生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)程度性退化的大規(guī)模治河工程的建設(shè)。生態(tài)水利工程是以提高或恢復生物群落多樣性為目標的，這使得充分保護、恢復河流原先所有的多樣化變得極其重要，不僅杜絕河流非連續(xù)化及渠道化，也提高了生物群落生存環(huán)境的多樣性，從而人與自然能和諧發(fā)展。