闡述生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的環(huán)境策略

劉小軒

【摘要】本文作者根據(jù)自己從事多年工作經(jīng)驗(yàn)，分析了生態(tài)設(shè)計(jì)的意義，認(rèn)為只有從最初的水利工程設(shè)計(jì)階段就開始考慮其可能造成的環(huán)境影響，采用綜合的生態(tài)設(shè)計(jì)的環(huán)境管理策略，就可能避免生產(chǎn)階段帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題而增加的成本，把可能的環(huán)境影響減少到最低限度，真正實(shí)現(xiàn)水利工程的可持續(xù)發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】水利工程；設(shè)計(jì)；問(wèn)題；原則

一、生態(tài)水利工程概述

1、生態(tài)水利工程的概念

傳統(tǒng)水利工程主要以水文學(xué)、水力學(xué)、巖石力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)為主的工程力學(xué)體系。生態(tài)水利工程更加注重人與自然的和諧發(fā)展，更加關(guān)注人工工程對(duì)水體的影響，吸收了部分生態(tài)學(xué)的理論與環(huán)境工程學(xué)的技術(shù)方法，成為一個(gè)跨領(lǐng)域的工程體系，具有極強(qiáng)的綜合性。

2、生態(tài)水利工程的特點(diǎn)

生態(tài)水利工程有很強(qiáng)大的綜合性和系統(tǒng)性使流域及區(qū)域的單項(xiàng)水利工程相互聯(lián)系、相互制約，同時(shí)，水利工程與其他與國(guó)民經(jīng)濟(jì)相聯(lián)系的工程有巨大的關(guān)聯(lián)性。同時(shí)與環(huán)境有密切的聯(lián)系。而且對(duì)江河湖泊以及生態(tài)環(huán)境、氣候等都有重大影響。這種影響利弊同存，所以在對(duì)生態(tài)水利工程進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該消除其弊端，發(fā)揮水利工程本身的積極作用。

3、生態(tài)水利工程的功能

首先生態(tài)水利工程具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。因其可以在汛期進(jìn)行防洪、發(fā)電、發(fā)展航運(yùn)、旅游及養(yǎng)殖業(yè)，顯然具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。其次，生態(tài)水利工程可以提高河道的蓄水能力，滿足人們的日常用水和農(nóng)田用水。最后，生態(tài)水利工程具有很好的防洪排澇功效。人所能利用的水資源是非常有限的，生態(tài)水利工程可以在汛期蓄水滿足人類在干旱季節(jié)對(duì)水的需求。從生態(tài)方面而言，通過(guò)對(duì)水量的調(diào)節(jié)，合理支配水資源可以使河流長(zhǎng)期處于一個(gè)平穩(wěn)狀態(tài)，充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)能，促進(jìn)態(tài)的改善，并通過(guò)對(duì)水量的調(diào)節(jié)來(lái)滿足人們的生產(chǎn)和生活用水，從而更好地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。

二、生態(tài)工程設(shè)計(jì)時(shí)存在的問(wèn)題

1、缺乏具體的生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)方法及標(biāo)準(zhǔn)。生態(tài)系統(tǒng)本身就具有明顯的地理位置和區(qū)域的差異性，決定了考慮生態(tài)的水利工程就應(yīng)該具有特定性和區(qū)域性，因而制定具體的設(shè)計(jì)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)非常困難。

2、水利工程設(shè)計(jì)人員的生態(tài)意識(shí)不強(qiáng)。由于專業(yè)分工，以及規(guī)劃設(shè)計(jì)人員與生態(tài)科技工作人員合作少，這樣就導(dǎo)致了水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)人員采用基于生態(tài)環(huán)境規(guī)律來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的意識(shí)并不強(qiáng)，以及基于生態(tài)環(huán)境的水利工程設(shè)計(jì)不普及。

3、在水利工程設(shè)計(jì)中，缺乏當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)、水文等具體資料。

4、即使只重視水利工程的生態(tài)設(shè)計(jì)，但卻忽略了水利工程建成后的生態(tài)管理和生態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)。

5、生態(tài)設(shè)計(jì)滿足不了整體生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)良性循環(huán)和持續(xù)性。

三、設(shè)計(jì)要遵循自然屬性和美學(xué)價(jià)值

生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理，也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律，以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動(dòng)態(tài)地研究河勢(shì)變化規(guī)律，保證河流修復(fù)工程的耐久性。傳統(tǒng)水利工程設(shè)計(jì)的特征是對(duì)于自然河流實(shí)施控制。而設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程時(shí)，要求工程師必須放棄控制自然界的動(dòng)機(jī)，樹立新的工程理念。因?yàn)橐揽咳肆图夹g(shù)控制自然界是不可能的，這種一廂情愿的企圖最終往往歸于失敗。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計(jì)這個(gè)寶貴財(cái)富，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。需要強(qiáng)調(diào)的是，地球上沒(méi)有兩條相同的河流，每一條河流的特點(diǎn)都是各不相同的。因此，每一項(xiàng)生態(tài)水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學(xué)價(jià)值，尋求最佳的生態(tài)工程方案。

四、設(shè)計(jì)要體現(xiàn)“整體性”

“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)要素間的交互作用，提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法，而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問(wèn)題，也不僅僅是修復(fù)單一動(dòng)物或修復(fù)河岸植被。首先，水域生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng)，其子系落統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設(shè)施系統(tǒng)。而人類活動(dòng)和工程設(shè)施作為生境的組成部分，形成對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)的正負(fù)影響。其次，必須重視水域生境的易變性、流動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機(jī)變化，也表現(xiàn)為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢(shì)的擺動(dòng)。其次，要考慮生境邊界的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展問(wèn)題。由于動(dòng)物遷徙和植物的隨機(jī)擴(kuò)散，生境邊界也隨之發(fā)生動(dòng)態(tài)變化。另外，還要考慮流域之間的協(xié)調(diào)問(wèn)題。考慮到河流生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán)，一條河流的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，最后，河流生態(tài)修復(fù)的時(shí)間尺度也十分重要。對(duì)于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長(zhǎng)期準(zhǔn)備，同時(shí)進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)和管理。

五、 設(shè)計(jì)要符合“反饋調(diào)整式”

生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)都不是靜止的，在時(shí)間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)呈一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照“設(shè)計(jì)―執(zhí)行（包括管理）―監(jiān)測(cè)―評(píng)估―調(diào)整”流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)流程中，監(jiān)測(cè)工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測(cè)工作包括生物監(jiān)測(cè)和水文觀測(cè)，需要在項(xiàng)目初期建立完善的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)。同時(shí)還需要建立一套河流健康的評(píng)估體系，用以評(píng)估河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢(shì)。在反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)過(guò)程中，提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣?huì)各界的廣泛參與，通過(guò)對(duì)話、協(xié)商，以尋求共同利益。提倡多學(xué)科的交流和融合，提高設(shè)計(jì)的科學(xué)性。

總之，生態(tài)設(shè)計(jì)的環(huán)境革命，將通過(guò)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的重新定位和信息調(diào)控，試圖解決人類生存合理性和人類社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展問(wèn)題。改善人與自然關(guān)系，使人類社會(huì)逐漸走向可持續(xù)發(fā)展的新世紀(jì)。生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)環(huán)境策略的實(shí)施能夠?qū)е抡麄€(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的革命性變化。

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