生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則

新疆農(nóng)一師 阿拉爾市幸福城 農(nóng)場水管所 周永發(fā)

生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則

新疆農(nóng)一師 阿拉爾市幸福城 農(nóng)場水管所 周永發(fā)

生態(tài)水利工程的建設(shè)對經(jīng)濟和社會發(fā)展起著重要作用，同時，對河流生態(tài)系統(tǒng)也會產(chǎn)生負面影響。其干擾主要表現(xiàn)在兩個方面，一方面是自然河流渠道化，另一方面是自然河流的非連續(xù)化。本文，筆者根據(jù)多年工作經(jīng)驗，對生態(tài)水利工程建設(shè)中存在的問題進行闡述，并提出了相應(yīng)的解決措施。

一、我國生態(tài)水利工程建設(shè)中存在的問題

1.我國地域性差異明顯，生態(tài)水利工程建設(shè)標準制訂不明確。生態(tài)水利工程建設(shè)既要符合生態(tài)學原理，又要符合工程學的相關(guān)原理，所建水利工程設(shè)施要能夠承受住不同程度的載荷。在生態(tài)水利工程建設(shè)標準的制訂的過程中，首先要考慮到工程所處的實際地理環(huán)境，其次要考慮到標準的可操作性，最后要考慮工程建設(shè)規(guī)劃的安全性與經(jīng)濟性，使制定的標準符合實際需要。

2.忽視生態(tài)水利工程建設(shè)對生態(tài)環(huán)境的影響。一方面，在我國生態(tài)水利工程建設(shè)過程中，生態(tài)環(huán)境科技人員和水利工程的構(gòu)建人員合作機會較少；另一方面，國內(nèi)大多數(shù)水利工程建設(shè)只考慮方案的可行性、規(guī)劃的安全性和經(jīng)濟性，對于生態(tài)環(huán)境的保護很少注意，甚至不予考慮。

3.生態(tài)水利工程和傳統(tǒng)的水利工程缺乏協(xié)調(diào)性。要實現(xiàn)生態(tài)水利工程建設(shè)，保證生態(tài)系統(tǒng)的正常運作，既要考慮到生態(tài)水利工程建設(shè)的水體能有效地提供供電效能、排（用）水標準和防洪工作等，又要考慮到與傳統(tǒng)水利工程建設(shè)的差異性，以實現(xiàn)生態(tài)水利工程和傳統(tǒng)水利工程的協(xié)調(diào)運行。

二、生態(tài)水利工程建設(shè)問題的解決方案

1.生態(tài)水利工程建設(shè)要依據(jù)生態(tài)學和工程學的有關(guān)理論，充分考慮其安全性和經(jīng)濟性。生態(tài)水利工程是一項綜合性工程，在河流綜合治理中不僅要滿足人的需求（其中包括供水、灌溉、發(fā)電、防洪以及航運等），還要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展需求。生態(tài)水利工程建設(shè)要符合水利工程學和生態(tài)學的相關(guān)原理。如，在依照河流地貌學的原理來進行河流的縱、橫斷面建設(shè)時，要充分考慮到河流泥沙淤積、輸移和河流沖刷、侵蝕等因素的影響，要依據(jù)河勢的變化規(guī)律，確保工程的安全性。

2.生態(tài)水利工程建設(shè)要考慮到生物群落的多樣性和非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性。研究表明，在生態(tài)環(huán)境中，生物群落的多樣性和非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性存在著正相關(guān)關(guān)系，即非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性越明顯，生物群落的多樣性就越復(fù)雜。生態(tài)水利工程建設(shè)要盡可能地降低對周圍環(huán)境的負面影響，以確保生物群落的多樣性。

3.生態(tài)水利工程建設(shè)要考慮生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)功能。生態(tài)系統(tǒng)中生物群落復(fù)雜多樣，使生態(tài)系統(tǒng)具有自組織功能，自組織功能發(fā)生在生態(tài)系統(tǒng)中的種群之間，具體表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。它的機理就是物種的自然選擇，某些和生態(tài)系統(tǒng)較友好的物種，能夠在生態(tài)系統(tǒng)中找到物種生存的有利條件，以維持物種自身的發(fā)展。

4.河流生態(tài)修復(fù)要考慮生態(tài)系統(tǒng)大景觀尺度空間的特點和其自身的整體性。

（1）河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃與管理應(yīng)該在大景觀尺度的基礎(chǔ)上進行，而非在小尺度、零星局部和短時期的范圍里進行的。在景觀大尺度上對河流進行修復(fù)規(guī)劃主要考慮以下兩點：一是水域的生態(tài)系統(tǒng)就是一個龐大系統(tǒng)，它由廣義水文系統(tǒng)、生物系統(tǒng)及人造工程的設(shè)施系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成。二是應(yīng)考慮物種生存環(huán)境邊界的動態(tài)擴展。動物遷徙和植物隨機擴散時，物種生存環(huán)境邊界也會隨之發(fā)生動態(tài)的變化。

（2）生態(tài)水利工程建設(shè)要考慮到生態(tài)系統(tǒng)的整體性。以生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能為出發(fā)點，掌握生態(tài)系統(tǒng)中各個要素間的交互作用，尋找河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的方法，既要修復(fù)河道的水文系統(tǒng)，又要修復(fù)單一的物種或河岸的植被。

5.生態(tài)水利工程建設(shè)要遵循反饋、調(diào)整式的設(shè)計原則。生態(tài)系統(tǒng)成長是一個過程，其河流修復(fù)需要充足的時間。從長時間尺度看，生物群落多樣性、結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、內(nèi)部穩(wěn)定性和系統(tǒng)有序性隨著生物的進化會有所增加與提高，抗干擾能力也得到增強，而這一過程通常需要幾百萬年的時間。由較短時間尺度來看，一種類型生態(tài)系統(tǒng)由另一生態(tài)系統(tǒng)代替也要若干年時間。因此，期望河流短期修復(fù)是不現(xiàn)實的。

生態(tài)系統(tǒng)與社會系統(tǒng)在時間和空間上具有不確定性。除自然系統(tǒng)演替外，人類系統(tǒng)的變化和干擾也會導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。不確定性使生態(tài)水利工程的設(shè)計有別于傳統(tǒng)工程確定性的設(shè)計方法，但也要嚴格遵循反饋調(diào)整式的設(shè)計原則。可按照設(shè)計→規(guī)劃→執(zhí)行→監(jiān)測的流程循環(huán)進行。其中，監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測與水文觀測。所以在生態(tài)水利工程建設(shè)初期，應(yīng)建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，進行長期觀測，為階段性評估提供所需數(shù)據(jù)。

三、結(jié)論

綜上，生態(tài)水利工程構(gòu)建要實現(xiàn)與生態(tài)環(huán)境的有機結(jié)合，應(yīng)在現(xiàn)有水利工程的基礎(chǔ)上，制定切合當?shù)貙嶋H的工程建設(shè)標準，以實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和水利工程建設(shè)的協(xié)調(diào)運行，在滿足供水、灌溉、發(fā)電、航運等實際需求的同時，保證生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。