生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則

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

生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則

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

生態(tài)水利工程的建設(shè)對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著重要作用，同時(shí)，對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。其干擾主要表現(xiàn)在兩個(gè)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(yàn)，對(duì)生態(tài)水利工程建設(shè)中存在的問題進(jìn)行闡述，并提出了相應(yīng)的解決措施。

一、我國(guó)生態(tài)水利工程建設(shè)中存在的問題

1.我國(guó)地域性差異明顯，生態(tài)水利工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)制訂不明確。生態(tài)水利工程建設(shè)既要符合生態(tài)學(xué)原理，又要符合工程學(xué)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(biāo)準(zhǔn)的制訂的過程中，首先要考慮到工程所處的實(shí)際地理環(huán)境，其次要考慮到標(biāo)準(zhǔn)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(jì)性，使制定的標(biāo)準(zhǔn)符合實(shí)際需要。

2.忽視生態(tài)水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。一方面，在我國(guó)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(jī)會(huì)較少；另一方面，國(guó)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(jì)性，對(duì)于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)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(shí)現(xiàn)生態(tài)水利工程建設(shè)，保證生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)現(xiàn)生態(tài)水利工程和傳統(tǒng)水利工程的協(xié)調(diào)運(yùn)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(xué)和工程學(xué)的有關(guān)理論，充分考慮其安全性和經(jīng)濟(jì)性。生態(tài)水利工程是一項(xiàng)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(yùn)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(xué)和生態(tài)學(xué)的相關(guān)原理。如，在依照河流地貌學(xué)的原理來進(jìn)行河流的縱、橫斷面建設(shè)時(shí)，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(shì)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(duì)周圍環(huán)境的負(fù)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(jī)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(diǎn)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(jìn)行，而非在小尺度、零星局部和短時(shí)期的范圍里進(jìn)行的。在景觀大尺度上對(duì)河流進(jìn)行修復(fù)規(guī)劃主要考慮以下兩點(diǎn)：一是水域的生態(tài)系統(tǒng)就是一個(gè)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(dòng)態(tài)擴(kuò)展。動(dòng)物遷徙和植物隨機(jī)擴(kuò)散時(shí)，物種生存環(huán)境邊界也會(huì)隨之發(fā)生動(dòng)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(diǎn)，掌握生態(tài)系統(tǒng)中各個(gè)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(jì)原則。生態(tài)系統(tǒng)成長(zhǎng)是一個(gè)過程，其河流修復(fù)需要充足的時(shí)間。從長(zhǎng)時(shí)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(jìn)化會(huì)有所增加與提高，抗干擾能力也得到增強(qiáng)，而這一過程通常需要幾百萬年的時(shí)間。由較短時(shí)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(shí)間。因此，期望河流短期修復(fù)是不現(xiàn)實(shí)的。

生態(tài)系統(tǒng)與社會(huì)系統(tǒng)在時(shí)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(huì)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(jì)有別于傳統(tǒng)工程確定性的設(shè)計(jì)方法，但也要嚴(yán)格遵循反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)原則。可按照設(shè)計(jì)→規(guī)劃→執(zhí)行→監(jiān)測(cè)的流程循環(huán)進(jìn)行。其中，監(jiān)測(cè)工作包括生物監(jiān)測(cè)與水文觀測(cè)。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(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，為階段性評(píng)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(shí)現(xiàn)與生態(tài)環(huán)境的有機(jī)結(jié)合，應(yīng)在現(xiàn)有水利工程的基礎(chǔ)上，制定切合當(dāng)?shù)貙?shí)際的工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境和水利工程建設(shè)的協(xié)調(diào)運(yùn)行，在滿足供水、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)等實(shí)際需求的同時(shí)，保證生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。