【摘 要】隨著全球環(huán)境惡化程度的加深，生態(tài)環(huán)境越來越受到各行各業(yè)的關(guān)注，并在不同領(lǐng)域中都提出了生態(tài)概念。而水利工程作為一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)工程，它在給人們生活帶來巨大方便的同時(shí)，也在不同程度上為自然環(huán)境造成了損害。因此，水利工程設(shè)計(jì)中綜合考慮生態(tài)因素，成為了必然發(fā)展趨勢。作為水利工程設(shè)計(jì)人員，在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要符合水利工程設(shè)計(jì)原理，還需融入生態(tài)因素，實(shí)現(xiàn)人、水資源共同和諧發(fā)展。本文以保護(hù)生態(tài)環(huán)境為理念，在水利工程設(shè)計(jì)中融入生態(tài)學(xué)原理，并在引入生態(tài)水利工程概念基礎(chǔ)上，探究生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)原理，促進(jìn)水利工程與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)水利工程；概念；設(shè)計(jì)原則

0.前言

水利工程作為一項(xiàng)綜合性工程，其修建主要目的是為了開發(fā)使用水資源及消除水害。根據(jù)服務(wù)對象將水利工程進(jìn)行劃分，水利工程主要存在目的有防洪、農(nóng)田、水力、港口與航道、排水與供水、環(huán)境及海圖圍墾等工程，即集發(fā)電、灌溉、供水和防洪為一體綜合性服務(wù)工程項(xiàng)目。修建水利工程需對魚道、水閘、渡槽、渠道、堤、壩、進(jìn)水口和溢洪道等建筑物進(jìn)行修建來實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)，而水利工程的修建在給人們生活帶來利益的同時(shí)，也不可避免存在諸多不利影響，對生態(tài)環(huán)境造成不同程度的損害。因此，設(shè)計(jì)水利工程時(shí)務(wù)必要統(tǒng)籌兼顧環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)等因素，保持水利工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的平衡，以可持續(xù)發(fā)展觀為導(dǎo)向，引進(jìn)生態(tài)水利工程概念，探究生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)原則，促進(jìn)人與自然和諧共處。

1.生態(tài)水利工程的概念

隨著生態(tài)環(huán)境被人們?nèi)找嬷匾?，生態(tài)學(xué)概念已被逐步引用到各行各業(yè)。生態(tài)水利工程作為一門正在發(fā)展探索新學(xué)科，它是在水利工程學(xué)科基礎(chǔ)上發(fā)展，主要探究的是水利工程建設(shè)在合理利用水資源和滿足人們各類需求前提下，統(tǒng)籌兼顧生態(tài)健康及可持續(xù)發(fā)展，并以結(jié)合生態(tài)學(xué)理論、原理和技術(shù)方法來確保生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的和諧共存。[1]生態(tài)水利工程大體包括四個(gè)內(nèi)容：（1）生態(tài)水利工程在開發(fā)水利途中，要首先考慮生態(tài)系統(tǒng)，以不影響當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境為導(dǎo)向，將水利工程結(jié)合到當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)里，將水利工程看作生態(tài)系統(tǒng)中不可或缺重要部分；（2）由于傳統(tǒng)水利工程在建設(shè)途中，會(huì)嚴(yán)重影響著當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，基于此生態(tài)水利工程建設(shè)在進(jìn)行時(shí)，要防止建設(shè)途中對生態(tài)環(huán)境的相關(guān)影響；（3）在生態(tài)水利工程施工完畢并投入運(yùn)行后，要按照當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)規(guī)律調(diào)節(jié)控制水資源，避免強(qiáng)制性打破原有生態(tài)規(guī)律現(xiàn)象發(fā)生，這要求生態(tài)水利工程運(yùn)行不僅要滿足實(shí)際情況，還需綜合考慮當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)規(guī)律以及水利資源的調(diào)配方法；（4）在選擇生態(tài)水利工程建設(shè)地址時(shí)，要將對生態(tài)系統(tǒng)的影響大小放在首要地位，選址選在對生態(tài)系統(tǒng)有著較小影響作用的地方，如此一來就可減少建設(shè)途中和今后生態(tài)水利工程在運(yùn)行時(shí)對生態(tài)系統(tǒng)影響程度。

2.生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)原則

2.1安全、經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程作為綜合性、復(fù)雜性工程，治理河流時(shí)，要在符合水文學(xué)、工程學(xué)規(guī)律基礎(chǔ)上，確保工程建設(shè)耐久、安全和穩(wěn)定。建設(shè)生態(tài)水利工程要以設(shè)計(jì)規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格遵守，保證工程能抵抗侵蝕、冰凍、干旱、洪水等災(zāi)害。[2]對生態(tài)水利工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，要以河流斷面為設(shè)計(jì)依據(jù)，并統(tǒng)籌兼顧河流泥沙沖刷能力和運(yùn)輸能力，探索河流變化中規(guī)律特征，確保生態(tài)水利工程耐久和持續(xù)性。因無法事前把握生態(tài)演替過程，工程設(shè)計(jì)具備風(fēng)險(xiǎn)性，故而設(shè)計(jì)要遵守風(fēng)險(xiǎn)最小、利益最大設(shè)計(jì)原理，利用經(jīng)濟(jì)工具分析生態(tài)水利工程，以檢測和評估生態(tài)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，結(jié)合河流生態(tài)體系自復(fù)能力，設(shè)計(jì)投入最少，產(chǎn)出最大技術(shù)方法。

2.2河流環(huán)境多元化原則

河流中存在不同類型植物與動(dòng)物，只有保障河流環(huán)境多元化才能確保生物維持多樣化。生態(tài)環(huán)境多樣化不僅包含河流形狀，還包括土壤情況。河流的生態(tài)系統(tǒng)主要由氣、水相結(jié)合，具備縱向滲透性和橫向生物多樣性，而水陸與水氣間密切關(guān)系組成了生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)，因河流系統(tǒng)的異質(zhì)性，使得水文脈沖、水質(zhì)、水深、水溫、流速和流量處在不斷變化中。[3]又因河床材料的異質(zhì)性，使得生態(tài)環(huán)境具備多樣性特點(diǎn)，進(jìn)而河流周圍生物群落在朝著多樣化方向不斷發(fā)展。而科學(xué)技術(shù)發(fā)展的突飛猛進(jìn)，擴(kuò)大了水利工程建設(shè)規(guī)模，大規(guī)模河流治理工程，導(dǎo)致河流走向了渠道化、非連續(xù)化、單一化發(fā)展道路，生物群落種類在日益減少，河流生態(tài)系統(tǒng)在逐步退化。基于這種情況，生態(tài)水利工程要將生物維持多樣化看作設(shè)計(jì)原則，并在設(shè)計(jì)途中，保護(hù)河流原有多樣化物種和生態(tài)環(huán)境，降低河流渠道化、非連續(xù)性特征，確保生物群落生存環(huán)境良好。

2.3生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)原則

河流在與周圍鄉(xiāng)村、城市、森林、田地構(gòu)成生態(tài)系統(tǒng)的同時(shí)，自身也為河流生態(tài)體系?；谶@種背景，河流是生物生存重要場所，河流生態(tài)系統(tǒng)不僅包括生物系統(tǒng)和水文系統(tǒng)，還包含人造工程設(shè)施系統(tǒng)等。河流始發(fā)地到終點(diǎn)站所有地帶地下水和地表水構(gòu)成了水文系統(tǒng)，水文系統(tǒng)與生物系統(tǒng)一起構(gòu)成河流自然生態(tài)系統(tǒng)。此外，人類活動(dòng)和人類工程設(shè)施會(huì)對水域生態(tài)系統(tǒng)造成一定影響，一旦水域生態(tài)體系遭到危害，就需整合性探究各類影響因素，在充分利用河流自身修復(fù)能力、整個(gè)水域修復(fù)能力基礎(chǔ)上，清晰掌握生態(tài)系統(tǒng)中各要素特點(diǎn)，根據(jù)要素間共同作用來歸納河流系統(tǒng)綜合修復(fù)方案。

2.4生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)原則

生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)力主要表現(xiàn)在適應(yīng)生態(tài)發(fā)展上，即為適應(yīng)生態(tài)環(huán)境，在生態(tài)環(huán)境選擇中存活物種，尋找能促進(jìn)其生存的能源條件和生存環(huán)境。根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)力，自然界在選擇適應(yīng)生態(tài)發(fā)展物種基礎(chǔ)上，構(gòu)建合適生態(tài)體系。對此，生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)要有效控制河流，結(jié)合生態(tài)理念，以自然觀念為導(dǎo)向，促進(jìn)河流其自我修復(fù)力的充分發(fā)揮，確保人與自然和諧共處，并根據(jù)建設(shè)地址實(shí)際狀況，參照河流自然、美學(xué)價(jià)值來制定設(shè)計(jì)方案。具體設(shè)計(jì)中，要以大尺度景觀作為基礎(chǔ)，避免短時(shí)期、小尺度景觀，大尺度對河流自我修復(fù)有著重要影響，而小尺度景觀對河流自我修復(fù)不利。[4]景觀整體性要求著眼于生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能，掌握不同生態(tài)體系各要素間作用，來提出整體性、綜合性修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

2.5反饋調(diào)整原則

設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程雖在結(jié)構(gòu)上與河流生態(tài)系統(tǒng)相統(tǒng)一來確保生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展，但具體執(zhí)行中，卻不可一味按照既定目標(biāo)來執(zhí)行，要根據(jù)自身特性來不斷發(fā)展。河流生態(tài)在修復(fù)中難免會(huì)遭受人類干擾，對此可采取監(jiān)控技術(shù)，監(jiān)控生態(tài)變量，促進(jìn)生態(tài)走向良好發(fā)展方向。因生態(tài)、社會(huì)系統(tǒng)在時(shí)間和空間上都存在不確定，且生態(tài)系統(tǒng)不僅會(huì)受到自然系統(tǒng)影響，還會(huì)受到人類系統(tǒng)影響，生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)發(fā)生轉(zhuǎn)變成為了必然，要求采取反饋調(diào)整方法，按照既定流程來設(shè)計(jì)。 生態(tài)水利工程建設(shè)中監(jiān)測要貫穿始終，成為工作開展基礎(chǔ)，并按照完整歷史數(shù)據(jù)和監(jiān)測資料來有效評價(jià)，追蹤河流生態(tài)結(jié)構(gòu)與功能，預(yù)測發(fā)展方向。評價(jià)中可采取參數(shù)比較方法，可通過比較河流初期狀況，或其他條件類似生態(tài)水利工程，來得出評價(jià)結(jié)果。

綜上所述，隨著人們對環(huán)境保護(hù)的日益重視，生態(tài)理念被融入到了各行各業(yè)。由于傳統(tǒng)水利工程建設(shè)重點(diǎn)放在了人類生活便利上，忽視了對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響。對此，生態(tài)水利工程概念的提出成為了必然，它轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)水利工程設(shè)計(jì)理念，在水利工程建設(shè)中融入了生態(tài)學(xué)原理，講究的是人與自然的和諧發(fā)展，并以可持續(xù)發(fā)展觀為導(dǎo)向，制定生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)原則。

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