生態水利工程設計若干問題的探討

程亮

摘要：隨著經濟的快速發展,傳統的水利工程規劃設計已越來越跟不上社會發展的步伐,所以把生態學及生態工程學的理論知識與水利工程學進行相互的融合,從而使水利工程設計得以不斷的改進和完善,從而實現水利工程與自然的和諧相處,使其適應時代發展的需求。本文就生態水利工程設計相關問題進行了探討。

關鍵詞：生態水利；工程設計；問題與對策

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引言

生態水利工程設計過程中的諸多問題，影響水量與水質的時空變化,同時使得工程作用下的生態過程發生根本性變化，同時也嚴重影響著生態的發展和水利工程的建設。在設計中發現問題，解決問題減少影響，是生態水利工程設計工作的首要任務。生態水利工程的設計應當考慮生態的自然發展規律,充分考慮開發、設計、施工和運行管理對生態的影響,在設計中，從實施的過程去減少負面的影響。

一、生態水利工程設計的重要性

隨著經濟的不斷發展，水資源在人們的生活和工作中的地位愈來愈重要，人們對水資源的需求也越來越高，在眾多的河壩上修建了大量的水利工程，不僅提高了河道的調節和儲水能力，同時也適應了人們防洪、灌溉、航運、漁業等的需求。水利工程在人們的生活中已經產生了不可或缺的影響，建設水利工程是社會發展的必然要求，同時也在一定程度上抵制了生態對人類的侵襲。例如:抵制了洪水對生態系統的破壞，改善了干旱地區與半干旱地區的生態狀況，合理配置水資源，減輕和排解水污染，改善水生態系統。然而，生態水利工程的重要作用在于:新建的水利生態工程是在建立傳統的水利工程的同時，還要注重河流生態環境的修復。而對于已經建立的水利工程，主要是修復已被嚴重污染的河道，因此說生態水利工程符合可持續發展觀，促進了人與自然的和諧相處。

水利工程設計工作是指為達到預定水利工程目標而制定的工程方案、建筑物和實施方法以及經費預算等工作。其設計方案的好壞將會直接影響工程安全運行和投資效益。所以，在水利建設中水利工程設計起著關鍵性作用，加強生態水利工程設計有著非常重要的現實意義。

二、生態水利工程設計的基本原則

1、工程安全性和經濟性原則

生態水利工程在設計時不僅要在水利工程學原理上進行,同時還要有效的結合生態學原理,保證工程的各項設計不僅符合水文力學的的規律,同時還要充分考慮河流的具體情況,從而保證工程設施的安全、穩定和耐用。同時在設計時還要保證生態水利工程具有一定的經濟合理性,即以最小的投入來獲取最大的經濟效益和生態效益。

2、保持和恢復河流形態的空間異質性原則

有關生物群落研究的大量資料表明,生物群落多樣性與非生物環境空間異質性存在相關關系。非生物環境的空間異質性與生物群落多樣性的關系反映了非生命系統與生命系統之間的依存和耦合關系。一個地區的生境空間異質性越高,意味著創造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環境變得單調,生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化,造成生態系統的某種程度的退化。

3、生態系統自設計、自我恢復原則

這點主要是指在設計時要充分考慮自然力,做為一項優質的生態工程,其設計貢獻與自然力的貢獻應該各占一半。自然界存的物種,在生態系統的環境中會經受著自然環境的不斷變化,經得住考慮,從而使其進行不斷的繁衍而形成種群,這些物體形成合理的結構,從而保證了生態系統的平衡,因此在對生態水利工程進行設計時,要多利用鄉土物種,謹慎的引進外來物種,以免破壞生態系統的平衡發展。

4、流域尺度及整體性原則

河流生態修復規劃應該在流域尺度和長期的時間尺度上進行,而不是在河段或局部區域的空間尺度和短期的時間尺度上進行。所謂/整體性是指從生態系統結構和功能出發,掌握生態系統各個要素間的交互作用,提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法,而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題,也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。水域生態系統是一個大系統,其子系統包括生物系統、廣義水文系統和工程設施系統。

5、反饋調整式設計原則

生態系統和社會系統都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替外,人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計呈一種反饋調整式的設計方法。是按照設計、執行、監測、評估、調整流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中,監測工作是基礎。

三、水利工程對河流生態系統的影響

面對很多自然災害，比如:洪災、干旱等，人們通過在河流上修建壩堤來應對，這種方式雖然從一定程度上應對了自然災害，減少了自然災害對人類造成的影響，還有人為的為了儲存生活用水修堵河流等，都破壞了河流的連續性和整體性，改變了河流里的水生物的多樣性，在很大程度上改變了水域的流速、水深，人們認為的這些因素都對水資源的生態環境產生了很大的破壞作用。水利工程對生態系統的影響具體表現為積極影響和消極影響兩個方面。

積極的影響表現在:（1）水利工程將節約了大量的資源，利用水利工程來發電，減少了人們對柴火森林資源和石油資源的采伐，保護了這些生態資源。（2）利用生態水利工程來防洪、防旱，從一定意義上來說減少了自然災害對人類造成的影響。（3）利用生態水利工程來儲水灌溉，改變了被灌溉地區的生態環境。（4）生態水利工程同時還合理的利用了水資源，減少了水資源的流失和浪費。

消極的影響表現在:（1）有些生態水利工程的建設使下游河段的水之發生了變化，造成水體富營養化，降低了河流的自凈能力。（2）生態水利工程的建設有些阻礙了河流的流向，造成很多海生動物的回流受阻。（3）大型的生態水利工程的堤壩發生決堤時，會引起嚴重的災害，如:滑坡等。（4）生態水利工程也會造成水土資源的大量流失，影響很多植物的生態環境。（5）還有一點，建設水利工程會使很多耕地、森林、風景名勝等受到很大的破壞和影響。基于以上這些方面，我們在建設生態水利工程的同時要注意權衡經濟、生態、環境等方面的因素，以達到自然的可持續發展。

四、改進水利工程設計的對策分析

1、完善并統一生態水利工程設計標準與規范

為了適應生態水利工程的需要，根據一些已經成功的生態水利工程設計實踐的經驗和相關的研究成果，結合區別特殊性和差別化，抓緊對現有的水利工程設計的相關規范和規程進行修改，增加生態水利工程設計的內容，編制完善生態水利工程設計的專門規范，統一全國的生態水利設計標準。

2、加強設計基礎資料的真實性復核與完善

水利工程設計受到生態、地質、環境等基礎資料影響，基礎資料的詳實與否會影響到設計質量。因此，要對水利工程設計基礎資料進行嚴格審查、復核，追求資料的真實性與可靠性。在水利、農業、林業及環保等環境與生態監測點應適當地增加生態觀測內容，也可以根據資金和工程的需要增設相應的生態觀測站點，以積累資料，保證資料的真實性，為以后的生態水利工程設計提供可靠的數據。

3、依靠生態水文學與工程水文學進行設計生態水利工程設計

生態水利工程設計要調整設計的目標，將生態水文學與工程水文學進行有效結合,并將此作為設計的基礎，在生態水利工程設計中，重視對水利工程服務對象的保護，明確生態目標對水資源的要求,從而進行科學合理的設計，才能實現水利工程與生態的和諧發展。生態水文學和工程水文學是生態水利工程設計的基礎，在充分了解水文知識的基礎上進行設計，才能更加全面地進行水利建設的影響因素控制，使水利建設建立在無害于生態的基礎之上。

4、生態水利工程有效結合環境工程設計進行

設計要吸收環境科學與工程的理論與技術,實現水量與水質同步科學配置，盡量將水污染防治工程（比如截污導流、淤泥處理等）與生態水利工程結合,減小生態水利工程的設計與實施過程中的挑戰和阻力。可以根據具體的工程實施區域以及水量的變化進行設計，結合水量的季節性變化設計具體的工程實施方案，以便在實際的建設過程中能夠得到更好的運用。

結束語

生態水利工程的規劃設計主要是模仿成熟的河流生態的結構，力求最終形成一個健康可持續的河流生態系統。水利水電工程是國民經濟的基礎設施。水利工程投資管理也逐步向規范化、專業化、社會化的模式轉變，但仍需要不斷地去完善。因此，生態水利工程的設計必須嚴格遵守基本規程規范，不斷提高水利工程設計的技術水平和設計人員的事業心和責任感。只有這樣，生態水利工程設計才能有更好的發展前景，才能更好地為社會服務。

參考文獻

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