生态水利工程的规划设计基本原则

朱春红，高峰哲

(1.五常市龙凤山灌区管理局，黑龙江五常150208;2.五常市水务局，黑龙江五常150200)

0 前言

随着社会的发展和人们对于自然生态认识观念的不断转变，将水利工程建设与生态环境保护相结合已经成为时代发展的必然方向，而生态水利工程正好符合了时代发展的要求，是一门顺应时代发展潮流的学科。但是我国生态水利工程的建设水平还非常的低，与世界上其他国家相比还有一定的差距。所以我们要发展生态水利工程，就必须要借鉴世界其他发达国家的建设经验和技术，再根据我国的实际情况因地制宜的去发展适合我国生态环境特点和水利工程建设的技术和方法。要建设水利工程如果单从工程学的角度来考虑的话，主要注意的是技术层面，只考虑河流的流向、位置等问题。而要从生态学的角度就要注意生态保护。所以说生态水利工程是一项符合生态和工程建设需要的学科，一定要注意其发展，尤其是其设计的基本原则。

1 生态水利工程简介

生态水利工程从表面上来看就很明显是包括生态和水利工程两方面的内容，不过生态水利工程主要侧重的还是水利工程方面，其学科基础主要是由工程力学和水文学构成的，生态学只是在工程学发展的同时需要兼顾的学科。目前生态水利工程规划设计的主要对象是水文系统相关的设计，而没有注意生态系统的现状和对生态系统的未来预期等潜在的风险。对于目前的生态水利工程来说，其下一步的发展目标和发展方向就是应该密切和生态学相结合，将生态学的理论和方法运用到水利工程的建设上来，进一步将水利工程学与生态学密切的结合在一起，改善水利工程规划的设计理论，这样也就形成了一门新的分支学科——生态水利工程学［1］。该学科的出现的发展，既能够满足人们在水利工程建设方面的需求，又能够将水域生态系统的健康和可持续发展等思想真正运用到社会实践中来，其内涵主要是:对于新建的水利工程来说，在进行传统水利基础设施建设的同时又注意与河流生态系统恢复和保持相结合;对于已建工程来说，主要指的就是对于那些受到危害或者是严重破坏的河流进行生态系统的全面恢复和保护。所以，生态水利工程作为符合社会需求和发展方向的一门学科来说，它将和传统的清污治污工程、生态产业、环境立法以及资源管理等不同方面的工作内容密切的联系在一起，为河流生态环境的改善和水利工程建设的科学规划提供有利的支持。

2 当前生态水利工程设计工作面临的困难

2.1 当前的生态水利工程设计缺乏基于不同区域的评价标准和设计方法

生态水利工程对于工程的服务目标具有明显的地域性区别，因为对于不同地区的生态环境来说它们都具有自己的特点，所以生态水利工程每个地区也应该具有不同的特点，必须因地制宜的进行设计和规划。对于我国的生态水利工程建设来说也有了一些大体的方法和设计标准，但是对于不同地区的工程来说就没有具体的设计指标和参考模式。因此，对于我国现阶段的生态水利工程的设计和建设来说还具有很大的问题，最主要的就是缺乏针对于不同地区生态环境特点的把握以及因地制宜的不同设计方案，这也是下一步工作中应该主要解决的问题。

2.2 生态水利工程设计工作的目标和标准的确定比较难

对于生态水利工程来说其建设的目标和任务与原有单一的水利工程建设来说有所不同，它更加注意维护和保证生态环境的健康和发展，主要任务和目标就是实现人类和生态系统的和谐相处［2］。所以基于这种特殊的任务，生态水利工程建设的第一步就是确定好设计的目标和建设标准，对于工程要达到的标准都要有一个具体的量化。目前我国的生态保护工作的目标还都处于定向描述的阶段，没有明确的目标和标准，也没有具体量化的一些要求，所以这也就给工程的予期目标和标准的建设以及工程的建设质量都带来了一定的困难。

2.3 生态水利工程设计缺少生态水文测验资料

对于工程的建设来说，一些前期必备的资料是必不可少的，生态水利工程建设依然如此。生态水文的测验资料是生态水利工程设计的关键和重要参考内容。如果不能从水文测验站的观测资料去分析水文过程对生态过程的正负影响机理，就很难基于生态系统的自组织规律寻求生态水利工程的设计理论、方法与技术参数。当前，我国水文测验工作相对落后，水文测验站还不能适应当前生态水利工程设计对资料的需求。有关生态水文站方面的设计与布局在我国还未正式开展，国内也少有报道，不过我国已经提高了对这方面工作的重视程度，经过一段时间的努力也会有一定的发展的。

2.4 生态水利工程设计技术人才匮乏、高水平的设计不易

不管对于什么类型的工程来说，人才都是工程建设中必不可少的关键组成部分。实现生态水利工程是水利工程和生态学的有机结合，需要生态水利工程的设计人员不仅具备水利工程设计的知识和经验，还要具备生态保护和生态恢复学的理论和知识。以往的人才培养目标和方向，使两者分属于不同的学科与专业，具有两方面综合知识和设计能力技术人才匮乏，加之生态水利工程的实践活动的经验缺乏，可以参考与借鉴的设计项目有限，难以保证生态水利工程的设计水平和质量。

3 生态水利工程的基本设计原则

3.1 工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一种综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求，也要兼顾生态系统可持续性的需求。生态水利工程既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必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中需要进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。［3］另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2 生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也是说某些与生态系统友好的物种，可以经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与过去水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最后可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不一样，生态工程设计是一种“指导性”的设计，大概说是帮助性设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以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。

3.3 坚持与环境工程设计进行有机结合

生态水利工程是一门综合性较强的学科，所设计到的学科内容相对较多一点。对于其设计来说就要充分吸收环境科学、生态学与工程学理论和技术的有机结合，这样的目的就是达到水量和水质同步的科学配置。对于我国现在水环境不断污染和恶化的现实环境来说，生态水利工程更应该与我国水污染的防治工程结合起来。此外，因为水利工程建设中所涉及到的水量一般都比较大，而且随着季节的变化其水量的变化也比较大，所以这也给生态水利工程建设带来了很大的困难。如黑龙江省扎龙湿地补水工程，虽然实现了连续几年的补水，但由于水质不符合湿地水质要求，导致湿地水域中底栖生物明显减少，部分物种消失，一些迁徙水禽不在此处停留。［4］为了减少早田排水挟带泥沙或污染物进入下游湖泊或天然湿地，可以在进入湖泊或湿地的过渡带设计生态处理沟渠或氧化塘。而水田排水沟渠可以在植物生长季节充分蓄水，利用人工沟渠湿地对有机污染物质进行降解。在缺水地区种植水稻，特别是在开采地下水种植水稻的地区，应当进行以水量高效利用与水质净化为目的的生态水利工程设计。而这种设计思路来源于水污染的自然稳定处理理论与工艺。

4 结语

生态水利工程是一门将生态学和工程学很好的结合在一起的一门学科，也是将人与自然和谐相处的思想很好的运用于实际的学科。该学科最主要的特点就是顺应了人类和时代发展的需要，我国虽然说在这方面技术起步的比较慢，不过目前也越来越重视该学科的发展，尤其是对于在生态水利工程设计原则方面存在的问题，也在运用大量的人力物力去研究，借鉴了许多国外的先进经验和技术方法，也初步形成了一些设计原则，虽说还不太完善，不过在将来的不断研究和发展中，最终会取得比较大的进步和提高。

［1］蒋振华.我国现阶段生态水利工程学的发展［J］.中国科学工程，2009(03):25-26.

［2］李思静.生态水利工程的设计原则［J］，中国科学工程，2011(08):45-47.

［3］周向伟.浅议生态水利工程规划设计的基本原则［J］，浙江大学学报，2010(03):15-18.

［4］李祥坤.生态水利工程学［M］.北京:中国人民出版社，2007:201-253.