摘 要：水利工程在人們的生活中占有重要的地位，但是水利工程的大量興建造成了一些負(fù)面影響，從環(huán)境的角度，提出了生態(tài)水利工程的設(shè)計原則，目的在于改善生態(tài)系統(tǒng)，保證生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)；水利工程；設(shè)計原則

生態(tài)水利是現(xiàn)今社會文明進步和實現(xiàn)經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展對水利工程的要求，在興建水利工程的同時要綜合考慮它給生態(tài)環(huán)境帶來的影響，本文針對水利工程的現(xiàn)狀和生態(tài)水利工程的重要地位，提出了一些生態(tài)水利工程設(shè)計的基本原則。

1 水利工程與生態(tài)環(huán)境關(guān)系概述

人類對水資源的需求量與日俱增，水利工程的興建使得人們?nèi)粘Ｉ畹玫綕M足的同時也給生態(tài)環(huán)境帶來一些福利，如通過調(diào)節(jié)水量、合理配置水資源、防止河道斷流、減輕或排除水污染、提高防洪抗旱能力等給社會帶來了生態(tài)效益，提高了居住環(huán)境。但同時也看到了興建水利工程過程中給河流生態(tài)系統(tǒng)造成的不利影響，其影響是客觀存在的，產(chǎn)生原因歸納起來主要有：工程自身的缺陷，工程的存在本身就意味著一些生態(tài)問題的存在；人們對自然規(guī)律的認(rèn)識有一定的局限性，對水利工程造成的生態(tài)問題考慮不充分；人類的自律能力不夠，只顧著無節(jié)制的向自然攫取資源，卻忘了保護環(huán)境對我們的重要性，導(dǎo)致水資源的承載能力超出了預(yù)定范圍；制度不完善，對生態(tài)系統(tǒng)的保護和監(jiān)管制度不夠完善，導(dǎo)致生態(tài)問題加劇。

合理而適度的興建水利工程對維護河流健康是有益處的，反過來，河流的健康有利于水利工程發(fā)揮其綜合效益。但是問題要辯證地看，興建水利工程如果不合理，會造成負(fù)面影響，需要采取合理的措施，正確對待開發(fā)與保護之間的關(guān)系，要求把水利工程與生態(tài)環(huán)境融為一體綜合考慮，這就提出了生態(tài)水利工程這一概念。

2 生態(tài)水利工程概述

生態(tài)水利是按照生態(tài)學(xué)原理，遵循生態(tài)平衡規(guī)律的法則和要求建立起來的滿足良性循環(huán)和可持續(xù)利用的水利體系。生態(tài)水利工程作為水利工程的一個分支，是一門融合了水利工程學(xué)和生態(tài)學(xué)的綜合學(xué)科，它研究的是水利工程在滿足人們?nèi)粘Ｉ钚枨蟮耐瑫r滿足生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展和健康狀態(tài)，將更多的重心放在了環(huán)境的保護問題上。我們知道，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，各種工業(yè)、建筑工程迅猛發(fā)展，但是經(jīng)濟的飛速卻是以環(huán)境為代價的，高節(jié)奏的生活、高速度的發(fā)展使人們忽視了賴以生存的生態(tài)環(huán)境，不加重視最后只得是自食惡果。

生態(tài)水利要求對生態(tài)河流的修復(fù)與治理、保護與防治上，對于那些已經(jīng)興建的水利，要在周圍的河流區(qū)段進行修復(fù)與治理，將不利于河流休養(yǎng)生息的因素盡量消除掉，而新建的水利要在施工前考慮如何將負(fù)面影響降到最低。從河流生態(tài)建設(shè)全局看，生態(tài)水利工程將與河流環(huán)境立法、水資源綜合管理、循環(huán)經(jīng)濟模式以及傳統(tǒng)治污技術(shù)一起，成為河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一。

3 生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則

3.1 安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是融合了多學(xué)科的工程項目，在興建過程中既要符合水利工程學(xué)原理，又要運用生態(tài)學(xué)原理對河流進行治理，在滿足人們對水資源的需求的同時還要兼顧著河流生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

從安全因素考慮，生態(tài)水利工程建設(shè)和施工都要符合水文學(xué)和工程力學(xué)的相關(guān)規(guī)定，不能違反自然規(guī)律，工程設(shè)施必須在要求的范圍內(nèi)進行設(shè)計，以能夠承受自然災(zāi)害為準(zhǔn)則，確保設(shè)施的規(guī)范性，另外，根據(jù)河流地貌原理進行河流橫斷面和縱斷面的規(guī)劃設(shè)計時，要考慮河流泥沙運送、沉積和河流侵蝕、沖刷等特征，動態(tài)地還得研究河勢的變化趨勢，以保證河流修復(fù)改造工作的持久性和安全穩(wěn)固性；從生態(tài)水利工程的經(jīng)濟因素考慮，應(yīng)本著風(fēng)險小收益大的原則，設(shè)計過程盡量考慮全面，把各種潛在的不利因素都考慮進去，縮小不利因素帶來的影響和造成的損失。

3.2 河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

生物群落多樣性與非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性存在著正相關(guān)關(guān)系。某個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境，能夠容納的物種種類也多。

由于大規(guī)模的建設(shè)治河工程，造成了自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化的現(xiàn)象，使河流生境在不同程度上呈現(xiàn)了單一化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)不同程度的退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)即是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性，在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后，就應(yīng)該對于河流地貌歷史和現(xiàn)狀進行勘查和評估，需要調(diào)查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件，對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進行分類和評估。還要確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系，必要時可以建立數(shù)學(xué)模型輔助解決。

3.3 運用生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力進行設(shè)計

生態(tài)系統(tǒng)具有自組織功能，生態(tài)學(xué)用它解釋物種分布的廣闊性和豐富性，也可以用來闡述食物鏈隨時間的發(fā)展演替過程，作用機理是自然選擇，與達爾文的進化論有相似之處，只不過自組織功能是生態(tài)系統(tǒng)中種群的相互關(guān)系。

生態(tài)工程設(shè)計是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計，或者說是輔助性設(shè)計，它依靠生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能，由自然界來選擇合適的物種，形成合理的結(jié)構(gòu)，從而完成設(shè)計過程。成功的生態(tài)工程是人工與自然力共同貢獻的結(jié)果。自設(shè)計理論的適用性取決于一些具體條件，包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設(shè)計理論時，需要注意充分利用鄉(xiāng)土種，防止外來物種的生物入侵。

3.4 把握景觀尺度和整體性設(shè)計原則

河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)應(yīng)該是大尺度、長久的，目的是保證河流生態(tài)修復(fù)的高效性，因小范圍的生態(tài)修復(fù)效率低、成功率也低，影響整個工程的收益；河流生態(tài)修復(fù)的時間尺度同樣重要，河流系統(tǒng)的演變是一個動態(tài)過程，每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有自己的歷史，需要對歷史資料進行收集、整理，以掌握長時間尺度的河流變化過程與生態(tài)現(xiàn)狀的關(guān)系。河流的生態(tài)修復(fù)是需要時間的，不是一個短期的工程。

在不同的工作階段，其尺度可靈活變化，如在規(guī)劃、評估、監(jiān)測過程中，監(jiān)測工作應(yīng)在盡可能大的尺度內(nèi)進行，而評估工作可能在跨流域的尺度上進行，規(guī)劃工作的尺度可能是流域或河流廊道，設(shè)計過程中做到具體問題具體分析。

整體性原則是指應(yīng)該綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，了解并掌握生態(tài)系統(tǒng)各要素間的相互作用，進而提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的有效的系統(tǒng)的辦法，而不僅僅是考慮河道水文系統(tǒng)修復(fù)或者單一動物及河岸植被的修復(fù)問題。

3.5 遵循反饋調(diào)整式設(shè)計原則

生態(tài)系統(tǒng)是不斷演替的，是一個動態(tài)過程，該過程不一定按照預(yù)期方向進行，除此之外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。在完成規(guī)劃設(shè)計之后，還要反過來看看有沒有達到預(yù)期的效果，具體按照“設(shè)計-執(zhí)行（包括管理）-監(jiān)測-評估-調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進行，發(fā)現(xiàn)問題后及時進行修正，生態(tài)系統(tǒng)不是靜止的，具有很多不確定性，包括人為的改變和自然的發(fā)展，這種不確定性就決定了生態(tài)水利工程是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計方法。

在反饋調(diào)整式設(shè)計過程中，提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣鹘绶e極參與，通過對話、協(xié)商，以尋求共同利益。提倡多學(xué)科的交流和融合，提高設(shè)計的科學(xué)性。

4 結(jié)語

生態(tài)水利工程對于生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展要求較高，它并不是一個簡單的工程，是綜合了很多門工程的項目，在生態(tài)水利工程設(shè)計過程中，要求各界人士予以重視，共同協(xié)作，努力建設(shè)多學(xué)科融合的科學(xué)性較高的生態(tài)水利工程。

參考文獻

[1]董哲仁.生態(tài)水工學(xué)的理論框架[J].水利學(xué)報，2003，（1）：1～6.

[2]楊玉民.水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的脅迫[J].水利水電技術(shù)，2009，（7）：1～5.

[3]劉正茂，呂憲國，武海濤.生態(tài)水利工程設(shè)計若干問題的探討[J].2008-02-20.