關(guān)于現(xiàn)代生態(tài)水利設(shè)計的幾點(diǎn)研究

（湖北鴻漸水利水電工程建設(shè)有限公司）

【摘要】水利工程是為消除水害和利用水資源修建的工程，在我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中起著極為重要的作用。然而工程的建成在天然河道上添加了人為因素影響了河流的自然形態(tài)，打破了河流生態(tài)系的平衡，影響到人類的可持續(xù)性發(fā)展。本文從新的歷史時期，如何設(shè)計和構(gòu)建生態(tài)水利進(jìn)行淺要的研究，以推進(jìn)生態(tài)水利建設(shè)的實施和發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)水利；可持續(xù)性發(fā)展；水利工程

1 引言

水利工程是為了消除水害和利用水資源而修建的工程，在我國經(jīng)濟(jì)建社和社會發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。但由于各方面的原因，水利工程對生態(tài)系統(tǒng)造成了一些不利因素，影響了人類社會的可持續(xù)性發(fā)展，已經(jīng)成為一個不容忽視的問題。新的歷史時期，如何從生態(tài)保護(hù)角度出發(fā)構(gòu)建水利工程，使水利工程符合生態(tài)學(xué)的法則和要求，促進(jìn)人類社會的可持續(xù)性發(fā)展和人與自然的和諧相處，成為專家學(xué)者乃至整個社會所廣泛關(guān)注的問題，生態(tài)水利即是在這一背景下提出的。本文就如何設(shè)計生態(tài)水利發(fā)表一些淺要的看法，為推進(jìn)生態(tài)水利建設(shè)的實施和發(fā)展貢獻(xiàn)一點(diǎn)力量。

2 生態(tài)水利的內(nèi)涵

生態(tài)水利就是在滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活需要的同時，按照生態(tài)學(xué)、生態(tài)平衡的原則和要求，從生態(tài)保護(hù)的角度所構(gòu)建的水利工程。一方面生態(tài)水利要完成其基本功能，也就是滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要和人民生活的需要；另一方面生態(tài)水利還必須滿足生態(tài)學(xué)、生態(tài)平衡的原則和要求，這也是生態(tài)水利同傳統(tǒng)水利的根本區(qū)別。從宏觀上來說，生態(tài)水利需要從水利工程與生態(tài)系統(tǒng)的和諧出發(fā)，從水資源開發(fā)利用與其對生態(tài)環(huán)境以及生態(tài)系統(tǒng)的演變的影響出發(fā)，從保障生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)與良性發(fā)展角度出發(fā)，尊重生態(tài)法則，尊重生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)人與自然的和諧相處。生態(tài)水利對于人類社會的可持續(xù)性發(fā)展有著重要意義，是傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利發(fā)展的一大飛躍，是新期水利建設(shè)的必然要求。

3 水利工程對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響

3.1 水利工程會影響河流分布

水利工程是通過改造河流，使其更好的滿足人們的需要，但大多數(shù)水利工程對河流的改造和利用都避免不了河流的渠道化。河流渠道化一方面會使河流縱向平面布置發(fā)生改變，或新增支流，或使原本婉蜒曲折不規(guī)則形狀的天然河流被改造成相對規(guī)則的直線或折線型人工河流；另一方面，河流渠道化會使河流橫向幾何斷面規(guī)則化，將河流原本復(fù)雜的橫向幾何斷面，改造成相對規(guī)則的梯形、矩形或弧形幾何斷面，或者使河道邊坡及河床硬質(zhì)化等，嚴(yán)重影響到河流的自然更新能力，影響到河流的自然分布能力。

3.2 水利工程易造成水流斷面影響水流的連續(xù)性

造成水流斷面，影響河流水流的連續(xù)性是水利工程另一個負(fù)面影響，包括橫向水流面和側(cè)向水流斷面兩種。側(cè)向水流斷面多是由于河流兩岸建設(shè)的防洪堤等設(shè)施所造成的，防洪堤等設(shè)施的存在，使汛期河流主流與岔流之間的溝通受到巨大的影響，嚴(yán)重阻礙河流的橫向擴(kuò)展能力，失去橫向擴(kuò)展能力的河流，魚類將會無法進(jìn)入灘地和洪泛區(qū)產(chǎn)卵覓食，并失去避難場所，直接造成魚類、無脊椎動物的減少，使原本依靠河流的橫向擴(kuò)展能力所維持的洪泛區(qū)、灘區(qū)生態(tài)系統(tǒng)失去支撐而退化。

3.3 水利工程會造成生態(tài)系統(tǒng)的相對靜止

為了起到防洪抗旱的作用，水利工程大多會改變河流的連續(xù)性，影響河流水流時間分布，改變水深、流速、水流邊界等，使河流在人工干預(yù)的情況下處于相對靜止?fàn)顟B(tài)。如三峽庫區(qū)的建立，原有大量森林、草地、農(nóng)田等被淹沒于水底，改變河流原有營養(yǎng)轉(zhuǎn)移規(guī)律，甚至造成營養(yǎng)物質(zhì)的截流。這種對營養(yǎng)物質(zhì)的截流和營養(yǎng)轉(zhuǎn)移規(guī)律的影響，會使藻類繁殖條件發(fā)生變化，使大植物生長萎縮，再加上死亡的藻類沉入水底腐爛并消耗氧氣，使水生生物大量死亡。

4 生態(tài)水利設(shè)計應(yīng)當(dāng)遵循的基本原則

構(gòu)建生態(tài)水利的根本目標(biāo)，是為了降低甚至消除水利工程對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，促進(jìn)水利與生態(tài)的和諧，促進(jìn)人與自然的和諧，提高可持續(xù)性發(fā)展能力，因此生態(tài)水利的設(shè)計應(yīng)遵循以下幾條基本原則：

4.1 水土資源生態(tài)性原則

水土資源是世間萬物生存的根本基礎(chǔ)，水利工程對生態(tài)環(huán)境的負(fù)面影響，其根源都是來自于工程對水土資源的影響，因此構(gòu)建生態(tài)水利工程首先應(yīng)當(dāng)注重水土資源的生態(tài)性原則，從保護(hù)水土資源的生態(tài)性，滿足水土資源的良性循環(huán)要求，提高水土資源的可持續(xù)性利用能力入手。在構(gòu)建現(xiàn)代生態(tài)水利工程時，要充分就項目對原地貌、地表植被、水系擾動和損毀等進(jìn)行綜合考慮，包括如浸沒區(qū)土壤通氣條件、地下水位上升、下游河道流量、下游地下水位、下游湖泊水位、河流自凈能力。

4.2 生物群落的生態(tài)性原則

保護(hù)生物群落的生態(tài)性，是構(gòu)建現(xiàn)代生態(tài)水利的根本目的之一。生物群落的結(jié)構(gòu)和功能是多種多樣的，與該空間和范圍內(nèi)的環(huán)境有著直接關(guān)系，是一種非生命系統(tǒng)與生命系統(tǒng)之間的契合。水利工程極容易因為對非生物環(huán)境的改變而影響生物群落的生態(tài)性，導(dǎo)致生物群落的性質(zhì)、密度、結(jié)構(gòu)、功能以及比例等發(fā)生變化。在具體應(yīng)用時，需要從水陸、水氣兩個方面進(jìn)行考慮，包括對上、中、下游整個區(qū)域范圍。在設(shè)計生態(tài)水利時，必須對河流生物、地貌歷史和現(xiàn)狀等進(jìn)行綜合考察和評估，并建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，在必要情況下還需要建立數(shù)據(jù)模型確定環(huán)境因子與生物因子的關(guān)系。

4.3 生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)原則

生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，也就是生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展能力，是整個生態(tài)環(huán)境自我組織功能的表現(xiàn)，這種自我組織功能主要體現(xiàn)于物種的自然選擇。生態(tài)環(huán)境需要能夠支持相應(yīng)數(shù)量和相應(yīng)種類的物種繁殖的能力。在進(jìn)行設(shè)計時，要充分考慮到保護(hù)并加強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，促進(jìn)水利工程影響區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境自由選擇物種形成合理的結(jié)構(gòu)，完成生態(tài)環(huán)境對生態(tài)系統(tǒng)的自我設(shè)計和自我實現(xiàn)。這就包括各類生態(tài)因子如水文、地貌、水質(zhì)、水量等，以及物種、比例、生物密度、種群關(guān)系等。

4.4 水域生態(tài)整體性原則

河流水域的生態(tài)系統(tǒng)是極為復(fù)雜的大系統(tǒng)，包括生物系統(tǒng)、水文系統(tǒng)和人造系統(tǒng)幾個部分，這向?qū)€部分又相互關(guān)聯(lián)相互交織。其中，生物系統(tǒng)同水文系統(tǒng)構(gòu)成了自然河流生態(tài)系統(tǒng)，而人造系統(tǒng)的存在則會對水域生態(tài)系統(tǒng)造成脅迫，尤其是對于水域生態(tài)系統(tǒng)易變性、流動性和隨機(jī)性的脅迫。因此，在設(shè)計現(xiàn)代生態(tài)水利時，要注重水域生態(tài)系統(tǒng)整體性原則，不僅僅是關(guān)注水利工程所在河流的生態(tài)性，還需要關(guān)注于相鄰水域的生態(tài)性，遵從水域生態(tài)系統(tǒng)在時間與空間上的擴(kuò)展和收縮的動態(tài)性與開放性。

5 結(jié)束語

總之，人類的生存不是一百年、兩百年的事，生態(tài)水利是事關(guān)人類社會可持續(xù)性發(fā)展的重要內(nèi)容，是未來水利工程建設(shè)發(fā)展的最高目標(biāo)。在現(xiàn)代生態(tài)水利設(shè)計和建設(shè)中，必須著眼于人類社會的長期發(fā)展，構(gòu)建出真正意義上的生態(tài)水利，而不能僅關(guān)注于對水資源的利用和改造，僅盲目的關(guān)注于社會短斯發(fā)展和人民目前生活的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫宗風(fēng).生態(tài)水利的理論與實踐[J].水利水電技術(shù)，2008（04）

[2] 汪恕誠.為實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用而努力[N].北京：中國水利報，2009（03）

[3] 董哲仁.河流生態(tài)恢復(fù)的目標(biāo)[J].中國水利，2009（02）

[4] Mitsch W.J Jorgensen S E. Ecological Engineering and Ecosystem Restoration [M].PP 134-137，Published by fohn wiley Sons ，Inc.，Hoboken，New Jersey，2004