阐述生态水利工程设计的环境策略

刘小轩

【摘要】本文作者根据自己从事多年工作经验，分析了生态设计的意义，认为只有从最初的水利工程设计阶段就开始考虑其可能造成的环境影响，采用综合的生态设计的环境管理策略，就可能避免生产阶段带来的环境问题而增加的成本，把可能的环境影响减少到最低限度，真正实现水利工程的可持续发展。

【关键词】水利工程；设计；问题；原则

一、生态水利工程概述

1、生态水利工程的概念

传统水利工程主要以水文学、水力学、岩石力学、结构力学为主的工程力学体系。生态水利工程更加注重人与自然的和谐发展，更加关注人工工程对水体的影响，吸收了部分生态学的理论与环境工程学的技术方法，成为一个跨领域的工程体系，具有极强的综合性。

2、生态水利工程的特点

生态水利工程有很强大的综合性和系统性使流域及区域的单项水利工程相互联系、相互制约，同时，水利工程与其他与国民经济相联系的工程有巨大的关联性。同时与环境有密切的联系。而且对江河湖泊以及生态环境、气候等都有重大影响。这种影响利弊同存，所以在对生态水利工程进行规划时，应该消除其弊端，发挥水利工程本身的积极作用。

3、生态水利工程的功能

首先生态水利工程具有一定的经济效益。因其可以在汛期进行防洪、发电、发展航运、旅游及养殖业，显然具有一定的经济效益。其次，生态水利工程可以提高河道的蓄水能力，满足人们的日常用水和农田用水。最后，生态水利工程具有很好的防洪排涝功效。人所能利用的水资源是非常有限的，生态水利工程可以在汛期蓄水满足人类在干旱季节对水的需求。从生态方面而言，通过对水量的调节，合理支配水资源可以使河流长期处于一个平稳状态，充分发挥其调节能，促进态的改善，并通过对水量的调节来满足人们的生产和生活用水，从而更好地促进经济社会的发展。

二、生态工程设计时存在的问题

1、缺乏具体的生态水利工程设计方法及标准。生态系统本身就具有明显的地理位置和区域的差异性，决定了考虑生态的水利工程就应该具有特定性和区域性，因而制定具体的设计方法和评价标准非常困难。

2、水利工程设计人员的生态意识不强。由于专业分工，以及规划设计人员与生态科技工作人员合作少，这样就导致了水利工程规划设计人员采用基于生态环境规律来进行设计的意识并不强，以及基于生态环境的水利工程设计不普及。

3、在水利工程设计中，缺乏当地的生态、水文等具体资料。

4、即使只重视水利工程的生态设计，但却忽略了水利工程建成后的生态管理和生态运转。

5、生态设计满足不了整体生态系统的生态良性循环和持续性。

三、设计要遵循自然属性和美学价值

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。生态水利工程的工程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。传统水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的，这种一厢情愿的企图最终往往归于失败。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

四、设计要体现“整体性”

“整体性”是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。首先，水域生态系统是一个大系统，其子系落统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对水域生态系统的正负影响。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，表现为流量、水位和水量的水文周期变化和随机变化，也表现为河流淤积与侵蚀的交替变化造成河势的摆动。其次，要考虑生境边界的动态扩展问题。由于动物迁徙和植物的随机扩散，生境边界也随之发生动态变化。另外，还要考虑流域之间的协调问题。考虑到河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调，最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

五、 设计要符合“反馈调整式”

生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计呈一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计―执行（包括管理）―监测―评估―调整”流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测，需要在项目初期建立完善的监测系统，进行长期观测。同时还需要建立一套河流健康的评估体系，用以评估河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的廣泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

总之，生态设计的环境革命，将通过社会、经济和环境的重新定位和信息调控，试图解决人类生存合理性和人类社会可持续性发展问题。改善人与自然关系，使人类社会逐渐走向可持续发展的新世纪。生态水利工程设计环境策略的实施能够导致整个生产系统的革命性变化。

参考文献：

[1]阎世忠.浅析生态水利工程的规划设计基本原则[J].硅谷，2009（ 18） .

[2]王光林，廖强.试论生态水利工程的基本设计原则[J].中国科技博览，2012（ 9） .