浅谈生态水利工程的基本设计原则

摘要：文章介绍了水利工程对河流生态环境的影响、生态水利工程与水利工程的区别以及生态水利工程存在的问题，笔者根据自己多年的经验阐述了生态水利工程设计应遵循的原则，为生态水利工程的设计提供一些参考。

关键词：生态水利工程；区别；设计原则

中图分类号：TV21 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2014）08-00-01

近年来我国各地区的水利工程发展较快，取得了不少成绩，但是水利工程的建设导致了许多流域水资源分配的不均一，产生了许多生态环境问题，例如过量引用河流水资源或修建水库导致下游缺水甚至断流、水体自净能力下降等问题。水利工程引发的生态环境问题危害河流区域经济社会的可持续发展，人们开始全面的、深入的认识水利工程给人类和生态所带来的影响。生态水利工程是基于生态设计的水利工程，可以有效的减少水利工程对生态环境的影响，文章就生态水利工程设计方面的相关问题进行阐述。

一、生态水利工程与水利工程的区别

水利工程是指人类通过工程措施对水资源的再分配，水利工程的主要目的是防洪、提供水源、防治作物旱涝渍灾害等，这些作用都体现了水利工程的社会性、经济性和资源性。生态水利工程的重点在于服务生态，是现代水利工程的重要标志。生态水利工程应有明确的生态服务目标和功能，在设计阶段，将水利工程所在流域的生态系统健康作为设计的核心内容。在生态水利工程的选址、布局、施工过程等方面充分考虑经济性以及其对环境的友好性，防止在生态水利工程建设过程中产生巨大的经济成本和环境成本，实现生态保护与社会经济的双赢。

二、生态水利工程存在的问题

1.缺乏对不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准

由于不同的生态系统存在地理的差异性，这就决定了生态水利工程具有因地制宜的特征。目前，针对生态水利工程的功能有一些理论评价方法和评价指标，但对一个具体的生态水利工程缺少可操作标准和评价方法，这与当前我国研究水利工程对生态环境影响的科学研究和相应科研成果较少有关。由于水利工程涉及工程力学的安全性与稳定性，因此我国对水利工程的结构建筑物实行了一系列的强制性标准，但是缺乏足够的技术标准规范生态服务的目标。

2.生态水利工程与原有水利工程设施难以协调运行

在一个流域内，一些新建的生态水利工程可能是在原水利工程设施上进行改造和优化设计的，如扎龙湿地补水工程、洪河国家自然保护区水资源恢复工程以及白洋淀湿地供水工程等生态水利工程，这些均是在原水利工程设施的基础上对其进行科学地配置，对区域的来水量进行重新分配或者对水的去向重新调整。生态水利工程的介入必然会影响原水利工程设施的服务对象和功能，甚至会给原水利工程的正常运行带来一定的风险。由于生态水利工程与原水利工程最为显著的差异是服务目标和功能，因此在设计和开发生态水利工程的同时，需要对原水利工程的服务目标和功能进行适当的调整，如何实现生态水利工程与原水利工程的协运行，是生态水利工程设计者应考虑的问题。

三、生态水利工程设计的原则

1.工程安全性和经济性原则

生态水利工程的设计不仅要满足人类对水资源的需求，也要保持生态系统的可持续性；生态水利工程的设计不仅要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的设施要符合工程力学和水文学的规律，以保证工程设施的安全性和稳定性；生态水利工程设施的设计不仅要充分考虑到其对洪水、冰冻、干旱等自然力荷载，也要充分考虑对河流泥沙输移、淤积以及河流侵蚀、冲刷的抵抗力，保证生态水利工程的耐久性。设计时应遵循风险最小和效益最大的基本原则，充分利用流域生态系统的自我恢复规律，争取以最小的投入获得最大产出。

2.提高河流形态的空间异质性原则

一个流域的生境空间异质性越高，意味着可以创造出更多的多样性的小生境，可以允许更多的物种共存。生态水利工程的目的是提高和恢复生物群落的多样性，我们不仅要依靠人工直接引进鱼类等其他生物物种或者种植岸边植被，生态水利工程也应该尽可能提高河流形态的异质性，为生物群落多样性的自我恢复创造条件。确定河流生态修复目标后，应该加强对河流进行生物调查、地貌历史以及现状进行评估和勘查，建立生物资源数据库和河流地貌数据库，然后从中识别出那些对生态系统的结构和功能具有重要意义的生物因子或环境因子，在此基础上对河流地貌和生物栖息地进行设计。

3.生态系统自设计和自我恢复原则

河流生态系统的自组织功能主要表现为河流生态系统的可持续性，生态水利工程与传统水利工程的很大的区别在于是否应用自组织原理。生态水利工程设计是一种辅助性设计或者说是一种指导性的设计，它是依靠河流生态系统自组织、自设计的功能，由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。每一项生态水利工程必须做到因地制宜，充分利用每一条河流的自然属性和价值，设计最佳的生态工程方案。在利用自设计理论的同时，也要充分利用本地物种，在引进外来物种的同时防止生物入侵。

4.景观尺度及整体性原则

从大景观尺度上开展对河流生态的修复，其效率较高，所以在设计河流生态修复的规划和管理应该从大景观尺度和保持可持续性的基础上进行。从生态系统的结构和功能出发，整体把握生态系统中各个要素之间的相互作用，提高河流生态系统的整体修复能力。河流生态系统是一个大系统，当其受到胁迫时需要对各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体的研究；河流生态系统也是一个开放的生态系统，它与周围生态系统进行能量传递和物质循环，所以说一个河流生态的修复活动不是孤立的，需要与相邻流域的生态修复活动进行协调，在设计生态水利工程时应充分考虑这些因素的影响。

参考文献：

[1]董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫[J].水利水电技术，2003（7）.

[2]张雅，邓丽，王展.如何在水利设计中融入生态理念[J].河南科技，2014（2）.

[3]李永乐.生态化理念在水利设计中的应用分析[J].现代商贸工业，2013（12）.

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