生態水利學初探

黃強 鄧銘江 暢建霞 白濤

摘 要：為了適應國家生態文明建設戰略需要，必須與時俱進地將傳統水利轉變為生態水利，以滿足和支撐生態保護與高質量發展目標要求。分析了1949年以來我國水利發展經歷的工程水利、環境水利、資源水利和生態水利4個階段，生態水利發展經歷的生態工程、生態水利工程、生態水利3個階段，論述了生態水利與生態水利學的關系，闡明了構建生態水利學的目的和意義，結合國內外相關研究成果和生態水利的概念，初步探討了生態水利學的定義、內涵、特征、研究對象、基本原理與方法、研究任務與內容等，并構建了生態水利學體系框架。研究表明：生態水利學是一門多學科交叉的新型課程，其橫跨自然科學、工程技術科學以及人文與社會科學三大領域;生態水利學的研究對象是，水循環-社會經濟-生態環境-水利工程組成的復合系統，可從流域整體性、生態環境保護、水利工程全生命周期、人與自然和諧和可持續發展等原理出發，采用現場觀測和遙感觀測、原型試驗、物理試驗、統計分析、數值模擬、系統分析等方法開展生態水利學研究。

關鍵詞：生態文明建設;生態保護與高質量發展;生態水利學;原理與方法;體系框架

中圖分類號：TV212

文獻標志碼：A

doi：10.3969/j.issn.1000-1379.2021.10.004

引用格式：黃強，鄧銘江，暢建霞，等.生態水利學初探[J].人民黃河，2021，43（10）：17-23.

Abstract： In order to meet the strategic needs of national ecological civilization building， it is necessary to advance with the times to transform traditional water conservancy into ecological water conservancy to meet and support the target requirements of ecological protection and high-quality development. This paper analyzed the four stages of engineering water conservancy， environmental water conservancy， resources water conservancy and ecological water conservancy experienced in Chinas water conservancy development since 1949 and the three stages of ecological engineering， ecological water conservancy engineering， and ecological water conservancy experienced in the eco-hydraulics development， discussed the relationship between eco-hydraulics and ecological water conservancy， and expounded the purpose and significance of constructing ecological water conservancy. Combined with the relevant researches at home and abroad and the concept of ecological water conservancy， this paper preliminarily discussed the definition， connotation， characteristics， research objects， basic principles and methods， research tasks and contents of ecological water conservancy， and built the system framework of ecological water conservancy. The results indicate that the ecological water conservancy is a new interdisciplinary course， which spans the three fields of natural science， engineering technology science， and humanities and social science; the research object of ecological water conservancy is the composite system composed of water cycle， social economy， ecological environment， and hydraulic engineering. Based on the principles of watershed integrity， ecological environment protection， the whole life cycle of hydraulic engineering， the harmony between man and nature， and sustainable development， ecological water conservancy research can be carried out by the means of field observation and remote sensing observation， prototype test， physical test， statistical analysis， numerical simulation and system analysis.

Key words： ecological civilization construction; ecological protection and high-quality development; ecological water conservancy; principles and methods; system framework

1 概 述

我國已將生態文明建設提升為國家戰略，并把生態保護與高質量發展聯系在一起，成為建設美麗強大中國的法寶。生態文明建設的核心是生態保護，生態保護的目的是高質量發展。水是生態保護與高質量發展的基礎，與水最密切的領域是水利，為了適應國家生態文明建設戰略需要，必須與時俱進地將傳統水利轉變為生態水利，以滿足生態保護與高質量發展目標要求。

水利在我國已經有兩千多年的發展歷史，最早見于《呂氏春秋·慎人》“掘地財，取水利”。水利的興廢與國家的盛衰存在著十分密切的關系，自古即有“善為國者必先治水”之說。興水利、避水害、保生態，事關人類生存、經濟發展、社會進步，歷來是治國安邦的大事。從大禹治水到都江堰工程的修建，無不凝聚著古代先賢為順應自然、改變環境所付出的努力和智慧。

1931年中國水利工程學會成立，1933年中國水利工程學會第三屆年會明確指出了水利的范圍。新中國成立后，以“久患災重”的海河、淮河、黃河治理為開端，開啟了現代工程水利的新篇章[1]。20世紀后半葉，水利又增加了水土保持、水資源保護、環境水利和水利漁業等內容，水利的涵義更加廣泛。進入21世紀，水利的主要任務是防洪治澇、城市供水、農業灌溉、水力發電、航運、水產養殖等，高壩大庫、跨流域調水、水電開發、高效節水、生態恢復等成為水利建設的主旋律，同時七大江河流域以及干旱內陸河流域形成了各自的治理體系，治水理念、水利理論、水利工程技術等取得了巨大進步。但是，隨著經濟社會的快速發展，人類生態環境意識不斷增強，傳統水利已不適應生態保護與高質量發展形勢[2]。生態水利是在傳統水利的基礎上發展形成的，它不是簡單地把生態學與水利學疊加，而是在傳統水利中融入“綠水青山就是金山銀山”的理念，堅持生態優先、綠色發展、以水而定、量水而行的原則，開發利用水資源，為協同治理山水林田湖草沙提供理論與技術支撐，實現山青、水凈、河暢、湖美、岸綠的目標。

根據經濟社會發展需要，我國治水思路與目標隨著歷史變遷而不斷變化。1949年以來我國水利發展主要經歷了工程水利、環境水利、資源水利和生態水利4個階段[3-5]，見表1。每一個發展階段都是在原有水利發展基礎上的繼承與升華，是水利工作觀念意識、管理體制、技術手段等不斷進步的表現，是與該時段社會經濟發展水平和模式相適應的產物。

生態水利的發展大體經歷了生態工程[6]、生態水利工程[7]、生態水利[8]3個階段，其中：生態工程與生態水利工程側重于從工程學與水利工程學角度出發，重點解決生態保護、修復或改善目標下的工程建設問題;生態水利則要求采用生態學的基本觀點解決水利工程規劃、設計、建設與運行全過程存在的生態問題，為生態系統健康發展與水資源高效開發利用服務。

20世紀60年代，生態工程伴隨著生態學的發展而起源、發展與應用。1962年，美國Odum首先給出了生態工程的概念。1979年，我國生態工程建設專家馬世駿定義了生態工程。進入80—90年代，德國將生態水利工程應用于萊茵河、伊薩河等治理修復中[9-10]，日本采用多自然型建設工法進行河流整治[11]。在我國，“生態水利工程”一詞最早出現于《海河平原區生態水利工程體系研究》一文[12]。董哲仁[13]針對水利工程對河流生態系統脅迫問題，首次定義了生態水利工程的內涵。結合國內外相關研究成果及生態水利的內涵，生態水利可定義為：研究水資源開發利用對社會經濟和生態環境的影響，兼顧社會經濟需求和生態系統健康發展，從流域（區域）生態系統全視角、水資源-生態環境-社會經濟統籌協調發展多維度、水利工程規劃設計-建設管理-生態調度全過程，探索“三生空間”優化布局與“三生”用水合理配置，研究水資源合理開發、高效利用、生態調度、生態修復、生態安全等的原理與技術方法?？傊?，生態水利是對工程水利、環境水利、資源水利內涵的發展與延伸，是當前經濟社會發展與生態文明建設攜手同行、“綠水青山就是金山銀山”背景下的必然要求。該定義具有認知的系統性、要素的多維性、過程的完整性、結構的空間性等特征。

生態水利注重在水利工程的全生命周期即規劃設計-建設管理-生態調度全過程，遵循自然規律，將生態環境保護與修復的要求貫穿到全生命周期的各個環節，并采取相應的生態保護與修復措施[14]。我國水資源短缺，區域內“三生”用水矛盾突出，水資源是制約生態健康及社會經濟發展的重要因素[15-16]，如何在保持生態系統健康穩定的前提下，合理開發與利用水資源、實現社會經濟高質量發展，是生態水利學研究的主要內容。水利工程的建設對緩解“三生”用水矛盾、滿足人民生活和生產對水資源的需要有著積極作用[17]，但傳統水利工程忽視了水資源開發利用過程對生態環境的不利影響，難以滿足現代生態保護與高質量發展的需求[18]。在傳統水利工程的基礎上，將生態保護貫穿于水資源開發利用全過程，是新時期生態文明建設的必然需求，是踐行新時期治水方針的具體體現。因此，開展生態水利學研究對我國生態文明與生態流域建設[19-20]、生物多樣性保護，對推進水科學發展、豐富和完善水利學科研究方向、促進多學科交叉具有重要的理論意義，對生態保護與高質量發展具有重要的現實意義和應用價值。

2 生態水利學概念及內涵

2.1 概 念

如前所述，生態水利指的是整個水利事業。將傳統水利轉變為生態水利就是把生態保護與高質量發展有機結合起來，通過多學科交叉，整合完善現有生態水利的理論與方法，為生態水利發展奠定理論基礎。為了推進生態水利事業，支撐生態保護與高質量發展，亟待補充完善水利教育的知識體系，改進傳統水利類專業課程。其中，建立一門新的生態水利學課程是生態水利發展的核心，也是新形勢下人才培養的迫切需求。

結合國內外相關研究成果及上述生態水利的定義，生態水利學可定義為：從生態系統全視角、水資源-生態環境-社會經濟統籌協調發展多維度、工程規劃設計-建設管理-生態調度全生命過程出發，研究流域生態系統與水資源開發利用的相互關系、“三生空間”優化布局與“三生”用水合理配置，以及生態環境保護與改善的科學技術，是一門多學科交叉的新型課程。

2.2 內 涵

生態水利學內涵豐富，不同時期、不同領域、不同專業對生態水利學內涵的理解和側重有所不同。通過近10 a的探索與實踐，生態水利學逐步被人們關注。進入21世紀以來，眾多學者對生態水利學的概念和內涵進行了一定研究，認識逐步深入。我國生態文明建設、水資源管理等領域所提出的一系列方針舉措，如“山水林田湖草沙系統治理”“人與自然是生命共同體”“水利工程補短板，水利行業強監管”等[21-23]擴展了生態水利學的內涵。

（1）生態水利學著眼于水利工程規劃、設計、建設、運行和調度全過程，以及生態系統組成與發展的全視角。在水利工程全生命周期研究生態系統中動物、植物和微生物的微觀用水需求，微型生態系統平衡的維持，以及流域或更大區域生態景觀的塑造。

（2）兼顧社會經濟需求和生態系統健康良性發展是生態水利學堅持的基本原則。在水資源開發利用和水利工程規劃管理中，合理協調不同經濟社會發展水平下水資源利用、社會經濟發展與生態保護間的平衡關系，服務于“三生空間”優化布局，使生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀。

（3）水-生態-經濟主控要素交互耦合調控理論與技術是生態水利學的核心理論技術。主要包括篩選水-生態-經濟復合系統總量、質量、結構、效率等主控要素，分析交互耦合的脅迫影響及臨界閾值，基于水資源-生態約束下的經濟發展模式進行相關生態安全設計、生態調度、生態修復，為工程建設、流域管理提供科學依據，以提高“水事行為”的主動性、前瞻性、科學性和有效性。

（4）生態水利學是一門多學科交叉的新型課程，是生態學、環境學、資源學、地理學、水文學、水利工程學等知識交叉與現代信息技術的融合，在吸收傳統學科理論知識和技術方法的基礎上，力圖構建以生態健康為目標的流域水資源開發利用管理的方法技術體系。

3 生態水利學研究對象和研究方法

3.1 研究對象

生態水利學的研究對象是，水循環-社會經濟-生態環境-水利工程復合系統[24]。水循環包括天然水循環系統和社會經濟水循環系統[25]，其中天然水循環系統包括大氣水、地表水、土壤水和地下水4個基本子系統。近年來，人類開發利用水資源及其他活動對水循環的影響越來越顯著，社會經濟水循環逐漸受到重視，主要包括供水、用（耗）水、排水和回用4個基本子系統。人類社會經濟活動形成的社會經濟系統[26]，是人類物質資料生產和消費過程中，各地區、部門、單位及其生產、消費各環節等構成的統一體，包括人類社會、經濟活動、物質生產和非物質生產4個要素。生態環境系統是指整個人類社會賴以生存的自然環境的總和，它包括除人以外的一切活生物體和非生物體，前者指植物、動物和微生物，后者包括大氣層、光、熱、水、礦物質、土壤等。在生態水利學研究中，重點關注水生生態系統、陸生生態系統和水陸交錯生態系統。生態水利學的研究離不開水利工程，水利工程建設對流域水文過程的影響呈現增大趨勢[27-28]。水利工程的興建改變了流域水文循環條件，使流域下墊面發生了很大變化，植被覆蓋率增大，土壤含水量增加，蒸散發作用增強，大氣中水汽含量增多，同時影響河流的生態環境，尤其對河口三角洲生態環境有顯著影響。以上影響日積月累，尤其是生態累積效應可能對局地甚至整個流域氣候產生影響。

盡管水循環、社會經濟、生態環境系統的結構、功能、存在條件和發展規律不盡相同，但相互之間存在緊密的互饋關系。一方面，社會經濟系統的發展離不開生態環境系統提供的物質、能量和信息，生態環境系統是社會經濟系統存在的必要條件;另一方面，社會經濟系統強烈影響生態環境的變化，人的活動也可以干擾和影響生態秩序，甚至使生態環境惡化。同時，生態環境狀況與經濟增長的穩定性和社會發展質量密切相關，良好的生態環境可以提高社會經濟系統的投入產出效率，提升人們的生活質量，而生態環境的惡化則會對社會經濟系統帶來負面影響。人類通過水循環系統中的供水系統，將水資源運用于社會經濟系統中，“同化”水資源的經濟屬性、社會屬性、環境屬性甚至生態屬性，利用水的可再生屬性（水處理和再生回用）為人類創造價值;同時，“異化”社會經濟系統中的“廢污水”，將其排放到自然水循環系統中[29]。因此，社會經濟水循環系統中的供水子系統是將自然水循環引入社會經濟系統的“牽引機”;耗水子系統是社會經濟水循環系統的核心，也是社會經濟系統攫取水的各種價值及使水資源價值流不斷耗散的主要環節;排水子系統是社會經濟水循環系統與自然水循環系統的聯結節點，具有“異化”社會經濟系統廢污水的重要作用。

3.2 原理與方法

3.2.1 基本原理

（1）流域整體性原理。流域是一個自然、社會、經濟復合生態系統，流域各子系統之間相互影響、相互制約，聯系非常密切，構成一個整體。對流域內某一資源進行開發利用時，必須考慮流域的整體性特征，在流域水系統閾值空間范圍內進行綜合開發。

（2）生態環境保護原理。我國可持續發展戰略《中國21世紀議程——中國21世紀人口、環境與發展白皮書》，將控制環境污染、改善生態環境、保護可持續利用的資源基礎作為一條重要內容。因此，對流域水資源的開發利用應滿足生態環境保護要求，生態環境修復與保護必須堅持大局觀、長遠觀、整體觀的系統科學思想。

（3）水利工程全生命周期原理。水利工程的全生命周期包括規劃、設計、施工與運行等階段，每個階段都要考慮水利工程對生態環境的影響，并進行相應的生態工程設計和管理。

（4）人與自然和諧原理。水資源開發利用既要考慮“興利、避害”對水的控制與需求，也要考慮生物、環境及景觀對水的需求。

（5）可持續發展原理。在水資源利用中保護自然環境、尊重自然規律，主張人與自然協調發展，目標在于維持水的持續性、可再生性和生態系統整體性，保護生態系統和生物物種的可持續利用，以及恢復生態系統結構并提高其功能。

3.2.2 研究方法

生態水利學內容涵蓋生態學、環境學、資源學、地理學、水利工程等，在生態水利學研究中，除需有機整合相關基礎學科的研究方法外，還應根據實際情況，靈活采用原型觀測、物理試驗、統計分析、數值模擬、系統工程等科學研究方法開展系統研究。

（1）現場觀測和遙感觀測。生態水利學的研究對象涉及水循環系統、社會經濟系統、生態環境系統、水利工程系統的多個層次和方面，基礎數據是開展多系列、多要素變化特征及其相互影響關系研究的基礎。在生態水利學研究中，可通過野外考察、定位觀測、遙感觀測等手段，獲取生態水利學研究所需的資料。

（2）原型試驗。生態水利學的研究范圍涵蓋生態系統全視角、水利工程全生命周期，多系統、多生命周期、多要素間的相互影響。開展原型試驗，量化、控制對系統產生重要影響的關鍵要素，判斷系統變化趨勢與演變特征，是研究關鍵控制要素對系統復雜影響的基本方法。

（3）物理試驗。物理試驗包括試驗設計、測量和分析，是研究系統規律、觀測系統綜合要素對控制變量的響應、揭示多要素相互影響及其變化特征的科學方法。物理試驗作為一種重要的科學觀測手段，在生態水利學及其基礎學科中可以認清生態水利系統科學事實，以獲取感性材料，識別水文過程、生態系統特征、水利工程耦合關系和作用機制，并檢驗認識和假說的正確性。

（4）統計分析。統計分析是通過分析研究對象的數量關系，認識事物的變化規律和發展趨勢、揭示事物間的定量關系，從而實現對事物的正確解釋和預測的一種研究方法，是一種科學、精確和客觀的測評方法。在生態水利學研究中，多系統間的定量關系與相互影響錯綜復雜，通過數據分析和數據挖掘等手段，采用統計分析的手段，分析相關數據及資料，識別系統多要素間的定量關系，是開展系統定量研究的重要方法。

（5）數值模擬。數值模擬是用數學模型近似描述研究對象中多要素相互影響關系的數學方法，是系統分析和系統設計的工具。通過模擬水利工程建設對水循環過程和生態過程的影響，可以模擬水利工程建設和運行與生態系統的動態演變特征。

（6）系統科學方法。系統科學方法是采用系統科學的理論和觀點，將研究對象融入系統，從整體和全局出發，基于系統與要素、要素與要素、結構與功能以及系統與環境的對立統一關系，對研究對象進行考察、分析和研究，以解決系統問題的一種科學研究方法。隨著科學知識的積累，研究對象復雜性提高，傳統研究方法在識別高維復雜系統特征時具有局限性，而以系統論、控制論和信息論為代表的系統科學方法為人類科學認識自然與世界提供了強有力的技術手段。生態水利學研究對象多，研究范圍廣，多要素間具有廣泛聯系，在生態水利學研究中，既可以將系統科學方法作為經驗方法，也可將其作為理論方法，實現系統的理性認識，系統科學方法是生態水利學研究中的核心方法。

4 生態水利學的研究任務與內容

4.1 研究任務

生態水利學的主要任務是，面向流域或區域“生態環境-社會經濟-水循環”耦合系統及生態文明建設需求，根據社會經濟系統對水資源的需求，結合生態水文耦合作用機制識別，在環境變化與生態監測的基礎上，對流域生態健康和環境影響進行科學評估，并進行生態水利工程的規劃、設計、施工、運行，提出生態調度、生態修復、生態補償等管理方案。

（1）生態環境健康診斷及其影響評價。生態環境健康診斷及其影響評價的核心是，識別研究區主要生態問題及其嚴重程度，并進一步評估可能造成的影響與后果。需要構建評價指標體系和評價標準，充分利用監測資料，進行研究區現狀評價。目前流域生態環境健康評價體系主要有：以流域水質評價為核心內容的評價體系、以流域土地利用方式為核心內容的評價體系、壓力-狀態-響應評價體系、自然條件限制因子-流域生態健康指示因子-人類活動影響因子評價體系、生物因素-非生物因素評價體系和開發與保護并重的評價體系。

（2）生態水文監測。為識別生態水文耦合作用機制，進行生態水文評價、預測、調控和管理，需要對生態水文的要素進行監測。核心任務是確定生態水文監測指標，提出站網監測布局與方案，在整合現有監測資源的基礎上落實監測方案?；诓煌瑫r空尺度的生態水文監測，其研究技術方法可分為野外調查、室內試驗分析以及長期觀測和數據建模綜合運用（包括數據同化技術）;監測內容主要包括能量過程、水文過程以及生態過程。

（3）生態水利工程規劃、設計。對于新建工程的規劃設計，在進行傳統水利設計的同時，一方面要將“三生空間”優化布局、“三生”用水合理配置作為核心任務，另一方面要研究掌握水文情勢與生態響應的關系，科學系統地開展生態水利工程設計和生態水工建筑物設計，兼顧流域生態修復的目標，為流域生態環境保護和修復提供基礎。

（4）生態水利工程運行管理。一方面，對于已建工程在充分發揮“興水利、避水害、保生態”作用的同時，不斷提升應對地震、干旱、洪水等極端災害事件的能力，提升流域水安全保障;另一方面，對已經造成生態嚴重干擾的流域進行生態修復，將重要水利工程納入流域生態水利體系，重新定位其在流域中的功能和作用，確定生態修復目標，研究生態調度方案，建立生態補償機制，開展水利信息化建設，促進流域生態環境保護和修復措施的實施，確保全生命周期生態安全。

4.2 研究內容

生態水利學發展需要多學科的交叉與融合，生態水利學研究的主要內容可概括為以下幾個方面。

（1）水循環及生態水文過程模擬。生態水文過程指水文過程與生態過程之間的功能關系。通過模擬生態水文過程，建立生態水文模型，來描述自然界的水循環和生態水文過程，探索水文與生態相互作用規律。研究對象不同，具體的模擬過程也不同。目前研究對象涉及干旱區、河流、湖泊、山地、草地、濕地、森林、河口區等。

（2）生態系統影響評價、健康診斷及生態需水量計算。生態系統健康包含系統內生物種類與數量穩定、系統環境可持續發展，評價環境變化對生態系統的影響、水利水電工程建設的生態影響以及衡量生態系統的健康程度，應基于對生態系統各組分與功能的認識，結合生態學、水文學、水力學的知識體系，從河流連續性、水文情勢、景觀格局以及水體物理化學性質等方面，開展水文情勢與生物響應關系的基礎研究，確定關鍵物種對主要環境因子變化的耐受范圍和閾值，探索滿足不同河流獨特生態系統健康發展的河道生態流量計算方法。

（3）“三生空間”優化布局及“三生”用水合理配置。國家正在推進的國土空間規劃是引導資源配置和空間發展的指南，在生態文明視野下的國土空間規劃體系中，根據功能區定位，以新時期治水思想為統領，促進“三生空間”優化布局，保障“三水”用水合理配置，依據生產空間集約高效、生活空間宜居適度、生態空間山清水秀的優化目標和原則，構建、完善生態水利規劃的理論技術體系。

（4）生態調度與生態補償。生態調度和生態補償是生態環境保護的有效手段。在傳統水庫調度的基礎上，生態調度還應考量系統生態因子的控制需求，以改善流域生態環境，優化水資源的可持續利用性。確定合理的生態因子控制目標是當前生態調度急需解決的問題，合理的補償措施和手段是促進實施生態調度的激勵手段，生態補償的核心內涵是以激勵機制確保生態補償的實施，主要研究內容有利于補償標準、補償條件與補償方式的確定。

（5）生態環境保護和修復。在人類經濟社會發展過程中，由于認識的局限性和片面性，因此對生態環境系統健康產生了不利影響。生態環境保護和修復應結合生態系統健康的邊界條件，以恢復生態系統的健康和可持續發展為目標，確定相應的技術手段，逐步實現生態環境修復，并在這一過程中完善生態環境保護知識體系，指導經濟社會生態發展，避免對生態環境的進一步破壞。

（6）生態水利工程設計。傳統水利工程學在滿足社會經濟發展需求的同時，不同程度地忽視了河流生態系統本身的需求，而河流生態系統的功能退化也損害了人類的長遠利益。在生態水利學范疇，以流域的生態特性為切入點，完善生態水利工程設計的理論體系與技術方法，提出協調水利工程與生態環境間關系的生態水利工程設計的原理和方法，使得生態水利工程不僅能夠滿足人類經濟社會發展需求，而且兼顧水域生態系統健康與可持續發展需求，權衡水資源開發利用工程與生態環境保護之間的關系，尋找資源開發與生態保護之間的平衡點。

（7）生態水工建筑物設計。區別于傳統的水利工程，生態水利工程的建設與運行應滿足生態系統發展需求。因此，生態水工建筑物設計不僅應考慮結構穩定性與建設的經濟性，而且應為實現水利工程的生態目標提供技術支撐，設計和建設滿足水循環中生態需求的水工建筑物，實現水利工程建筑的生態化。

（8）生態水利價值及效益計算。以流域系統的生態特性為切入點，綜合考慮工程建設對流域生態系統的影響，量化分析生態水利工程對流域系統自我調節能力與修復能力的積極作用。因此，生態水利工程的價值和效益計算必須全面反映生態水利工程建設的綜合價值。

（9）生態水利信息化。搜集河流生態環境相關數據，采用信息與計算機技術，如大數據、云計算等，建立基于社會經濟發展、生態環境健康的生態水利信息化平臺，構建生態水利工程全面管理調度平臺，實現流域水利、經濟、生態數據資料共享，有效提高河流管理工作效率，營造人與自然和諧發展的環境，實現流域水利工程統一管理和生態調度。

5 生態水利學的體系框架

生態水利學橫跨自然科學、工程技術科學以及人文與社會科學三大領域，是生態學、水利工程、地理學、系統科學、農業工程、環境科學與工程等9個一級學科的交叉，涉及生態系統生態學、景觀生態學、水文學及水資源、農業水土工程、水土保持與荒漠化防治、水工結構工程等21個二級學科。近年來，隨著對生態的重視，創建了生態水文學、生態經濟學、生態水利工程學、生態工程學等學科，諸多學科的相關理論與方法均可為生態水利學的研究提供參考。

根據生態水利學的基本原理、研究方法等，針對生態水利學的研究對象，按照基礎—理論—方法—應用的邏輯主線，構建了包含學科基礎、學科方向、知識體系、社會服務的生態水利學體系框架，其中知識體系為核心內容，見圖1。

生態水利學知識體系主要包括研究對象、基本原理、研究任務、研究方法、主要內容和實踐應用，該知識體系體現了生態水利學是一門理論與實踐相結合的應用學科，具有服務于水利工程全生命周期管理、“三生空間”優化、“三生”用水合理配置等特點。

以生態保護與高質量發展為目標，按照傳統水利向生態水利轉變的思路，西安理工大學在鄧銘江院士和黃強教授帶領下，已初步編寫了《旱區生態水利學（試行）》教材，并于2021年春季學期起，將其作為水利與土木類研究生的必修課，主要目的是打通水利與土木類研究生教育的壁壘，開闊視野、了解前沿、拓展專業知識面，該課程具有前沿性、科普性和通識性。通過第一學期的授課，《旱區生態水利學》課程受到了學生們的好評。

6 結 論

創建生態水利學是適應國家戰略需要，促進傳統水利向生態水利轉變的核心和必然選擇。本文在分析了1949年以來水利發展的4個階段和生態水利發展的3個階段的基礎上，論述了生態水利與生態水利學的關系，闡明了構建生態水利學的目的和意義。結合國內外相關研究成果和生態水利的概念，初步探討了生態水利學的定義、內涵、特征、研究對象、基本原理與方法、研究任務與內容等，并構建了生態水利學體系框架。

研究表明：生態水利學是一門多學科交叉的新型課程，其橫跨自然科學、工程技術科學以及人文與社會科學三大領域;生態水利學的研究對象是水循環-社會經濟-生態環境-水利工程組成的復合系統，可從流域整體性、生態環境保護、水利工程全生命周期、人與自然和諧和可持續發展等原理出發，采用現場觀測和遙感觀測、原型試驗、物理試驗、統計分析、數值模擬、系統分析等方法開展研究。本文對于推進生態水利事業發展、提升傳統水利類專業教育、構建生態流域、支撐生態保護與高質量發展具有重要的參考價值。

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【責任編輯 呂艷梅】