試論生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)方法及其原則

摘要：水利工程多是人們通過(guò)基礎(chǔ)性的設(shè)施的構(gòu)筑，實(shí)現(xiàn)對(duì)自然水利的改造以及開(kāi)發(fā)利用，但在水利工程施工建設(shè)的初始發(fā)展時(shí)期，由于受到認(rèn)知水平、規(guī)劃建設(shè)理論及施工建設(shè)技術(shù)等條件的限制，水利工程普遍對(duì)人類(lèi)社會(huì)的各種需求的關(guān)注較多，而對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)關(guān)注較少，使得水利工程給生態(tài)環(huán)境造成某種程度的影響。隨著生態(tài)理念的逐漸完善及普及，在水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)及施工建設(shè)中也逐漸發(fā)展起生態(tài)水利工程。文章就生態(tài)水利工程概念進(jìn)行介紹，就生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則及踐行措施進(jìn)行重點(diǎn)闡述[1]。

關(guān)鍵詞：生態(tài)水利工程 概念 設(shè)計(jì)原則 踐行措施

0 引言

隨著社會(huì)的全面發(fā)展及社會(huì)生活水平的顯著提升，水利工程等基礎(chǔ)設(shè)施工程在人們的生產(chǎn)及生活活動(dòng)中發(fā)揮的作用越來(lái)越大，但隨著全社會(huì)范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展工程的普遍開(kāi)展及社會(huì)各界生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)提升，越來(lái)越多的人水利工程設(shè)計(jì)中生態(tài)學(xué)原理運(yùn)用的重要性，為順應(yīng)發(fā)展的需求，在水利工程規(guī)劃建設(shè)領(lǐng)域逐步完善起生態(tài)水利工程的理念及具體的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則，為引導(dǎo)水利工程發(fā)揮更大的社會(huì)效益、生態(tài)效益及經(jīng)濟(jì)效益具體著重要意義。

1 生態(tài)水利工程發(fā)展為進(jìn)行河流流域內(nèi)生態(tài)建設(shè)的重要手段

1.1 就水利工程的學(xué)科發(fā)展而言，目前水利工程學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科主要為工程力學(xué)及水文學(xué)，而水利工程的具體規(guī)劃設(shè)計(jì)對(duì)象也集中于水文系統(tǒng)，這就造成在水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)及施工建設(shè)過(guò)程中存在著對(duì)生命系統(tǒng)現(xiàn)狀及生命系統(tǒng)未來(lái)風(fēng)險(xiǎn)的某些程度的忽視，就水利工程學(xué)自身學(xué)科的發(fā)展提出要將生態(tài)學(xué)理論及生態(tài)學(xué)方法融入到水利工程學(xué)的現(xiàn)實(shí)需求，從而促進(jìn)水利工程學(xué)和生態(tài)學(xué)交融式的良好發(fā)展，以便于水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念及具體規(guī)劃設(shè)計(jì)原則等的改進(jìn)與完善，使得生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)及施工建設(shè)具備相應(yīng)的學(xué)科體系做后盾[2]。生態(tài)水利工程學(xué)是水利工程學(xué)下的重要學(xué)科分支，主要是對(duì)水利工程以滿(mǎn)足人類(lèi)的社會(huì)需求為基礎(chǔ)，同時(shí)要兼顧水域系統(tǒng)中生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的原理性及技術(shù)性進(jìn)行指導(dǎo)的工程學(xué)。

1.2 在一個(gè)流域內(nèi)的水資源水環(huán)境是相互聯(lián)系的統(tǒng)一體。豐富的水資源和良好的水環(huán)境為流域內(nèi)的社會(huì)發(fā)展提供著資源和環(huán)境的支撐。

1.3 生態(tài)水利工程主要是指就擬建的水利工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)及施工建設(shè)中，在開(kāi)展治河工程及防洪工程等傳統(tǒng)的水利設(shè)施規(guī)劃建設(shè)的同時(shí)，全面兼顧水利工程施工建設(shè)中有可能破壞的生態(tài)環(huán)境的保護(hù)目標(biāo)，及不可避免的會(huì)造成的生態(tài)環(huán)境的破壞之后的修復(fù)治理目標(biāo)[3]。也就是在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段考慮到有可能造成的生態(tài)環(huán)境的破壞，例如對(duì)地形地貌、周邊人文歷史、歷史遺跡等，對(duì)其制定并采取相應(yīng)的防御措施；對(duì)已經(jīng)建成且對(duì)河流、水域、地形地貌等造成的生態(tài)平衡的打破現(xiàn)象進(jìn)行重點(diǎn)的恢復(fù)治理。生態(tài)水利工程在較大程度上實(shí)現(xiàn)著傳統(tǒng)的治污技術(shù)、生態(tài)產(chǎn)業(yè)、資源管理及環(huán)境立法等相關(guān)理論及具體技術(shù)在水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)及施工建設(shè)中的綜合應(yīng)用，也將使生態(tài)水利工程發(fā)展為進(jìn)行河流流域內(nèi)生態(tài)建設(shè)的重要手段。

2 生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則及踐行措施

2.1 水利工程的穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性原則。生態(tài)水利工程是項(xiàng)復(fù)雜性、綜合性較強(qiáng)的建設(shè)工程，在進(jìn)行河流的綜合整治過(guò)程中，要涵蓋著工程所必備的防洪、發(fā)電、供水、灌溉、航運(yùn)等功能，還要同時(shí)兼顧區(qū)域范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)，尤其是水域生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)水利工程在遵循水利工程學(xué)的基礎(chǔ)上，要兼顧生態(tài)學(xué)原理的踐行，生態(tài)水利工程在規(guī)劃設(shè)計(jì)及施工建設(shè)過(guò)程中必須要遵循工程力學(xué)及水文學(xué)的相關(guān)規(guī)律，從而確保雖所建設(shè)的水利基礎(chǔ)設(shè)施的安全性、穩(wěn)定性及耐用性等[4]，工程的所有設(shè)施均要在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的范圍之內(nèi)，可以全面應(yīng)對(duì)洪水、干旱、侵蝕、冰凍及風(fēng)暴等多種惡劣的自然條件所帶來(lái)的荷載的挑戰(zhàn)。另外還要注意水利工程的經(jīng)濟(jì)性，例如玉溪星云湖撫仙湖的出流改造工程，有力的保護(hù)了撫仙湖附近的生態(tài)環(huán)境，同時(shí)為城市建設(shè)奠定下良好的水資源基礎(chǔ)，具備較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)生態(tài)水利工程所具有和能夠發(fā)揮出的經(jīng)濟(jì)性能進(jìn)行合理全面的分析，并在經(jīng)濟(jì)性原則踐行的具體分析工作中確保風(fēng)險(xiǎn)最小與效益最大之間的有機(jī)平衡，這主要是因?yàn)樯鷳B(tài)環(huán)境的演替變化過(guò)程及具體的結(jié)果很難進(jìn)行事前的預(yù)料把握，而生態(tài)水利工程也不能避免的面臨某種程度上的風(fēng)險(xiǎn)，這就需要規(guī)劃設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的對(duì)比選用，重視水利工程建成使用后的生態(tài)環(huán)境長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)及評(píng)估，河流的生態(tài)系統(tǒng)所具有的自恢復(fù)、自平衡等的規(guī)律進(jìn)行綜合利用，實(shí)現(xiàn)以較少的資金投入而獲取最大的產(chǎn)出。

2.2 提升河流形態(tài)空間異質(zhì)性的原則。在同一區(qū)域環(huán)境中所創(chuàng)造出的生態(tài)環(huán)境空間的異質(zhì)性增加，就會(huì)有更加具有多樣性的小的生態(tài)環(huán)境被創(chuàng)設(shè)出來(lái)，就會(huì)允許更多的物種在該生態(tài)環(huán)境中共生共存，如果情況恰好相反，必將造成生物群落在性質(zhì)、比例及密度等方面發(fā)生較大的改變，最終造成生態(tài)環(huán)境在某種程度上的退化。首先要求水利工程設(shè)計(jì)要尊重規(guī)劃建設(shè)區(qū)域內(nèi)的河流的地形地貌原理，開(kāi)展河流縱斷面及橫斷面上的設(shè)計(jì)，充分的考慮到河流內(nèi)泥沙的運(yùn)輸移動(dòng)、沉淀淤積、河床侵蝕及沖涮等較為顯著的河流特點(diǎn)，進(jìn)行河流變化事態(tài)及變化規(guī)律的動(dòng)態(tài)研究，確保所修復(fù)的河流工程的持久耐用性，為生物的修養(yǎng)棲息創(chuàng)建更為安全穩(wěn)定的環(huán)境。其次，重視生態(tài)學(xué)理念的切實(shí)應(yīng)用，生態(tài)水利工程中生態(tài)學(xué)理念的應(yīng)用最主要的目的便是進(jìn)行周邊區(qū)域內(nèi)生物群落多樣性的恢復(fù)甚至是提升，但這單純的依靠在岸邊進(jìn)行人工植被的種植，魚(yú)類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)及其他的多種生物物種的引入并不能完全實(shí)現(xiàn)，重點(diǎn)應(yīng)該是進(jìn)行河流形態(tài)異質(zhì)性的顯著提升，使修復(fù)后的河流更加的符合自然河流所應(yīng)該遵循的地貌學(xué)原理，從而為生物群里的多樣性的恢復(fù)及提升創(chuàng)造更為有利的條件[6]。

2.3 生態(tài)系統(tǒng)的因地制宜的原則。

在以往進(jìn)行水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)中較為典型的特點(diǎn)是面向河流開(kāi)展的控制，但在生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師必須要放棄對(duì)自然界的控制，并樹(shù)立起全新的工程設(shè)計(jì)理念，畢竟單純的依靠人力及技術(shù)進(jìn)行自然界的控制可行性較小，設(shè)計(jì)人員要學(xué)會(huì)進(jìn)行生態(tài)環(huán)境所具有的自組織及自設(shè)計(jì)功能的利用，充分調(diào)動(dòng)起水里工程所處環(huán)境中的生態(tài)環(huán)境的自恢復(fù)能力，最終實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處，生態(tài)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)要因地制宜的尊重每條河流的美學(xué)價(jià)值及自然屬性等，實(shí)現(xiàn)更加具有生態(tài)效益的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的出臺(tái)[5]。

2.4 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體性的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則。因?yàn)樯鷳B(tài)系統(tǒng)的演變成長(zhǎng)是較為漫長(zhǎng)的過(guò)程，而河流的修復(fù)工程就其規(guī)劃設(shè)計(jì)、施工建設(shè)及功能發(fā)揮等也是個(gè)較為漫長(zhǎng)的歷程。生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化演變趨勢(shì)是生物群落的多樣性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、系統(tǒng)的有序性、系統(tǒng)內(nèi)部的穩(wěn)定性、系統(tǒng)抵抗外界干擾的提升與發(fā)展，這就需要在進(jìn)行生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)中盡量進(jìn)行河流的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模仿，尋求更為健康且可以實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的河流生態(tài)系統(tǒng)的最終形成，在具體的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中采用反饋調(diào)節(jié)式設(shè)計(jì)方法，即方案設(shè)計(jì)、落實(shí)執(zhí)行、評(píng)估監(jiān)測(cè)、規(guī)劃調(diào)整等全過(guò)程閉環(huán)式反復(fù)循環(huán)的設(shè)計(jì)方式，在踐行反饋調(diào)節(jié)原則進(jìn)行生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)中，調(diào)動(dòng)社會(huì)人員的適當(dāng)參與，以彼此之間的相互交流及信息溝通，確保水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)及施工建設(shè)中共同利益的實(shí)現(xiàn)。

3 結(jié)語(yǔ)

從生態(tài)水利工程的概念及基本原理出發(fā)，嚴(yán)格確保基本設(shè)計(jì)原則在規(guī)劃設(shè)計(jì)中的踐行落實(shí)，可有效的確保建成的水利工程發(fā)揮出更大的社會(huì)效益、生態(tài)效益及經(jīng)濟(jì)效益等。

參考文獻(xiàn)：

[1]韓偉麗.生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則分析[J].現(xiàn)代裝飾（理論），2012（02）.

[2]聞喜權(quán).關(guān)于生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的相關(guān)方法[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（21）.

[3]曾紅鷹，劉四芳.淺談生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（12）.

[4]趙黎霞，崔建華，時(shí)靜.生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)基本原則[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2008（S2）.

[5]王瑛昊，陳雷.分析生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012（11）.

[6]董哲仁，生態(tài)水工學(xué)的理論框架[J]，水利學(xué)報(bào)，2003年第1期P1-6.