水利工程設計中的生態理念應用

【摘要】作為水利工程設計中的一項重要理念，生態理念在近期得到了有關方面的高度關注。該項課題的研究，將會更好地提升生態理念的實際應用水平，從而有效優化水利工程的設計水平，文章從概述相關內容著手本課題的研究。

【關鍵詞】生態理念；水利工程；設計；應用

1、生態理念在水利設計中應用的意義

近些年來，隨著人民生活水平的不斷提高，對各方面資源的需求量不斷加大，促使水利部門建設發展的腳步越來越快，水利工程作為人民對水資源需求的基礎設施，不僅關系著人們日常生活的供給需求，也起著對自然災害的抵擋和預防的作用，對我國城市建設和經濟發展有著非常重要的意義。

水利工程的生態化設計的應用是一個自然性、經濟性、社會性的生態系統。作為造福人類社會發展的水利系統是能力供應的重要組成部分，在生態環境下水利工程具有自然性、可持續發展性、社會性以及經濟性的各方面的特點。當今我們要將水利設計和自然比例協調統一、同步發展的工程生態化。水利工程既要應滿足現代人的需要，還要要求不損害后代人的發展，需要做到生態環境與經濟協調的發展。除此之外，水利工程生態化還可以促進旅游業的發展旅游業的興盛，使國民經濟總值相應的上升。

2、生態水利工程設計面臨的主要問題

水利工程必然會干擾水量與水質的時空變化過程，而生態水利工程防止了工程作用下的生態過程發生根本性變化。嚴格來講，基于一個流域，天然的水文過程對維持其流域的生態過程是最好的。流域內由于人類的存在，使資源按最有利于人類發展的方向配置，這正是最初水利工程設計的出發點。生態水利工程充分考慮了生態的自組織規律，試圖在開發、設計、施工和運行管理過程中充分降低或規避對生態的負面影響，但事實上，生態水利工程從開發到工程實體付諸使用還面臨著諸多的問題。

2.1 缺乏基于不同區域的生態水利工程設計方法與評價標準

生態水利工程對服務目標具有特定性和地域性。由于生態系統存在地理區域的差異，因此決定了具體的生態水利工程也具有因地制宜的特征。當前，對生態水利工程的功能有一些理論評價指標和評價方法。但對于一個具體的生態水利工程實踐缺少可操作性的評價方法與標準。這與當前水利工程對生態影響的科學研究工作開展得較少和相應科研成果積累較少有關。水利工程由于涉及工程力學的穩定性與安全性，因此國家對水利工程結構建筑物執行了一系列的強制性標準，但缺少足夠的技術標準來規范工程的生態服務目標。

2.2 水利工程設計人員與生態科技工作者缺少合作的機會與機制

水利工程設計人員基于流域生態需水規律來進行設計的意識不強，將生態服務目標作為常規設計要素考慮的意識還不普及。在水利工程可行性研究階段，環境影響評價工作往往介入較晚，大部分是在水利工程可行性研究方案確認后才進行環境影響評價，加上當前我國環境評價管理制度與環境影響評價咨詢市場還不完善、不規范，環境評價單位替業主考慮得較多，對生態目標考慮得相對較少，有的甚至隱瞞工程真正的生態影響后果，導致許多水利工程的生態效益不明顯，負面影響相當突出。水利工程設計人員與生態環境科技工作者缺少合作的機會與機制，生態水利工程的開發與設計相對滯后。

2.3 生態水利工程與原有水利工程設施難以協調運行

在一個流域內，新的生態水利工程可能要在原有水利工程設施的基礎上進行改造和優化設計。如白洋淀濕地供水工程、扎龍濕地補水工程、洪河國家自然保護區水資源恢復工程等生態水利工程，均要借助原有水利工程設施，合理科學地配置一些分水工程和蓄水工程對區域來水量進行重新分配或對水的去向進行重新調整等。生態水利工程的介入必然會影響原來水利工程設施的服務對象與功能，如原來工程的防洪排水標準、發電效能、灌溉功能等，甚至會給原有水利工程的安全運行帶來一些風險。由于原有水利工程與生態水利工程最為顯著的差異是服務目標與功能的差異，因此有必要在開發生態水利工程的同時，對原有水利工程的服務目標與功能進行適度調整。所以，如何實現生態水利工程與原有水利工程設施的協調運行，是生態水利工程設計應全面系統考慮的問題。

3、生態水利工程設計基本理論和方法

3.1 以生態水文與工程水文為基礎進行水文過程的分析與計算

在以前來看將生態水文學應用于工程設計還是比較少見的，在未來生態水利工程的設計的發展中我們應當加強對生態水文學與工程水文學的結合應用，為其提供基礎。由于生態水利工程的服務對象涉及的比較廣，所以我們要弄清楚生態目標對水資源的時空要求規律， 才能使生態水利工程的設計建立在科學的基礎上。

3.2 要做到對工程可能影響到的生態目標的提前認知

在設計工程時，應首先考察工程所在地的生態植被，對可能受到工程直接或間接影響的生態目標我們應該做到提前識別，給予足夠的重視，在設計施工時應做好保護措施。這個問題在當前大多水利工程設計中都沒有受到足夠的重視，沒有考慮到原有生態的保護，使其原有濕地減少，水資源退化。

3.3 生態水利工程的設計要與環境工程設計進行有機結合

生態水利工程的設計要考慮到水利工程的水量一般較大，而且水利工程具有明顯的季節性變化，這些因素會給設計與實施造成相當大的阻力與挑戰。所以我們為了做到水質與水量的配置能更加科學化，就應該在生態水利工程的設計的過程中充分應用環境科學與工程的理論與技術，做到生態水利工程的設計要與環境工程設計進行有機結合。例如，我們如果想要在缺水地區開采地下水稻種植區時，考慮到環境工程設計中水污染的自然穩定塘處理理論與工藝這一思路，在生態水利工程設計過程中我們應該做到以水量高效利用與水質凈化為目的。

結語：

綜上，生態水利工程的目標是促進生態學與水利工程的結合，要求工程不僅要滿足人類社會生產發展需求，而且還要同時滿足河流生態系統穩定性與生物多樣性的需求。雖然它是一個新興的技術領域與學科方向，但是伴隨著人類與自然和諧相處，可持續發展等理念日益深入人心，它必然在不久的將來顯示出重要意義。

參考文獻：

[1]董哲人.試論生態水利工程的基本設計原則[J].水利學報，2011.

[2]劉正茂.生態水利工程設計應遵循的理論與技術路線[J].水利發展研究，2012.