生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)若干問(wèn)題的探討

程亮

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)已越來(lái)越跟不上社會(huì)發(fā)展的步伐,所以把生態(tài)學(xué)及生態(tài)工程學(xué)的理論知識(shí)與水利工程學(xué)進(jìn)行相互的融合,從而使水利工程設(shè)計(jì)得以不斷的改進(jìn)和完善,從而實(shí)現(xiàn)水利工程與自然的和諧相處,使其適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求。本文就生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：生態(tài)水利；工程設(shè)計(jì)；問(wèn)題與對(duì)策

中圖分類(lèi)號(hào)： TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引言

生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)過(guò)程中的諸多問(wèn)題，影響水量與水質(zhì)的時(shí)空變化,同時(shí)使得工程作用下的生態(tài)過(guò)程發(fā)生根本性變化，同時(shí)也嚴(yán)重影響著生態(tài)的發(fā)展和水利工程的建設(shè)。在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，解決問(wèn)題減少影響，是生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)工作的首要任務(wù)。生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)考慮生態(tài)的自然發(fā)展規(guī)律,充分考慮開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行管理對(duì)生態(tài)的影響,在設(shè)計(jì)中，從實(shí)施的過(guò)程去減少負(fù)面的影響。

一、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的重要性

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，水資源在人們的生活和工作中的地位愈來(lái)愈重要，人們對(duì)水資源的需求也越來(lái)越高，在眾多的河壩上修建了大量的水利工程，不僅提高了河道的調(diào)節(jié)和儲(chǔ)水能力，同時(shí)也適應(yīng)了人們防洪、灌溉、航運(yùn)、漁業(yè)等的需求。水利工程在人們的生活中已經(jīng)產(chǎn)生了不可或缺的影響，建設(shè)水利工程是社會(huì)發(fā)展的必然要求，同時(shí)也在一定程度上抵制了生態(tài)對(duì)人類(lèi)的侵襲。例如:抵制了洪水對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的破壞，改善了干旱地區(qū)與半干旱地區(qū)的生態(tài)狀況，合理配置水資源，減輕和排解水污染，改善水生態(tài)系統(tǒng)。然而，生態(tài)水利工程的重要作用在于:新建的水利生態(tài)工程是在建立傳統(tǒng)的水利工程的同時(shí)，還要注重河流生態(tài)環(huán)境的修復(fù)。而對(duì)于已經(jīng)建立的水利工程，主要是修復(fù)已被嚴(yán)重污染的河道，因此說(shuō)生態(tài)水利工程符合可持續(xù)發(fā)展觀(guān)，促進(jìn)了人與自然的和諧相處。

水利工程設(shè)計(jì)工作是指為達(dá)到預(yù)定水利工程目標(biāo)而制定的工程方案、建筑物和實(shí)施方法以及經(jīng)費(fèi)預(yù)算等工作。其設(shè)計(jì)方案的好壞將會(huì)直接影響工程安全運(yùn)行和投資效益。所以，在水利建設(shè)中水利工程設(shè)計(jì)起著關(guān)鍵性作用，加強(qiáng)生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

二、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的基本原則

1、工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要在水利工程學(xué)原理上進(jìn)行,同時(shí)還要有效的結(jié)合生態(tài)學(xué)原理,保證工程的各項(xiàng)設(shè)計(jì)不僅符合水文力學(xué)的的規(guī)律,同時(shí)還要充分考慮河流的具體情況,從而保證工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐用。同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)還要保證生態(tài)水利工程具有一定的經(jīng)濟(jì)合理性,即以最小的投入來(lái)獲取最大的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。

2、保持和恢復(fù)河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

有關(guān)生物群落研究的大量資料表明,生物群落多樣性與非生物環(huán)境空間異質(zhì)性存在相關(guān)關(guān)系。非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物群落多樣性的關(guān)系反映了非生命系統(tǒng)與生命系統(tǒng)之間的依存和耦合關(guān)系。一個(gè)地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高,意味著創(chuàng)造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會(huì)下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會(huì)發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)的某種程度的退化。

3、生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)原則

這點(diǎn)主要是指在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮自然力,做為一項(xiàng)優(yōu)質(zhì)的生態(tài)工程,其設(shè)計(jì)貢獻(xiàn)與自然力的貢獻(xiàn)應(yīng)該各占一半。自然界存的物種,在生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境中會(huì)經(jīng)受著自然環(huán)境的不斷變化,經(jīng)得住考慮,從而使其進(jìn)行不斷的繁衍而形成種群,這些物體形成合理的結(jié)構(gòu),從而保證了生態(tài)系統(tǒng)的平衡,因此在對(duì)生態(tài)水利工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),要多利用鄉(xiāng)土物種,謹(jǐn)慎的引進(jìn)外來(lái)物種,以免破壞生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展。

4、流域尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃應(yīng)該在流域尺度和長(zhǎng)期的時(shí)間尺度上進(jìn)行,而不是在河段或局部區(qū)域的空間尺度和短期的時(shí)間尺度上進(jìn)行。所謂/整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)要素間的交互作用,提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問(wèn)題,也不僅僅是修復(fù)單一動(dòng)物或修復(fù)河岸植被。水域生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和工程設(shè)施系統(tǒng)。

5、反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則

生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)都不是靜止的,在時(shí)間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替外,人類(lèi)系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)呈一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照設(shè)計(jì)、執(zhí)行、監(jiān)測(cè)、評(píng)估、調(diào)整流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)流程中,監(jiān)測(cè)工作是基礎(chǔ)。

三、水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響

面對(duì)很多自然災(zāi)害，比如:洪災(zāi)、干旱等，人們通過(guò)在河流上修建壩堤來(lái)應(yīng)對(duì)，這種方式雖然從一定程度上應(yīng)對(duì)了自然災(zāi)害，減少了自然災(zāi)害對(duì)人類(lèi)造成的影響，還有人為的為了儲(chǔ)存生活用水修堵河流等，都破壞了河流的連續(xù)性和整體性，改變了河流里的水生物的多樣性，在很大程度上改變了水域的流速、水深，人們認(rèn)為的這些因素都對(duì)水資源的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了很大的破壞作用。水利工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響具體表現(xiàn)為積極影響和消極影響兩個(gè)方面。

積極的影響表現(xiàn)在:（1）水利工程將節(jié)約了大量的資源，利用水利工程來(lái)發(fā)電，減少了人們對(duì)柴火森林資源和石油資源的采伐，保護(hù)了這些生態(tài)資源。（2）利用生態(tài)水利工程來(lái)防洪、防旱，從一定意義上來(lái)說(shuō)減少了自然災(zāi)害對(duì)人類(lèi)造成的影響。（3）利用生態(tài)水利工程來(lái)儲(chǔ)水灌溉，改變了被灌溉地區(qū)的生態(tài)環(huán)境。（4）生態(tài)水利工程同時(shí)還合理的利用了水資源，減少了水資源的流失和浪費(fèi)。

消極的影響表現(xiàn)在:（1）有些生態(tài)水利工程的建設(shè)使下游河段的水之發(fā)生了變化，造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，降低了河流的自?xún)裟芰Α＃?）生態(tài)水利工程的建設(shè)有些阻礙了河流的流向，造成很多海生動(dòng)物的回流受阻。（3）大型的生態(tài)水利工程的堤壩發(fā)生決堤時(shí)，會(huì)引起嚴(yán)重的災(zāi)害，如:滑坡等。（4）生態(tài)水利工程也會(huì)造成水土資源的大量流失，影響很多植物的生態(tài)環(huán)境。（5）還有一點(diǎn)，建設(shè)水利工程會(huì)使很多耕地、森林、風(fēng)景名勝等受到很大的破壞和影響?；谝陨线@些方面，我們?cè)诮ㄔO(shè)生態(tài)水利工程的同時(shí)要注意權(quán)衡經(jīng)濟(jì)、生態(tài)、環(huán)境等方面的因素，以達(dá)到自然的可持續(xù)發(fā)展。

四、改進(jìn)水利工程設(shè)計(jì)的對(duì)策分析

1、完善并統(tǒng)一生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

為了適應(yīng)生態(tài)水利工程的需要，根據(jù)一些已經(jīng)成功的生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)和相關(guān)的研究成果，結(jié)合區(qū)別特殊性和差別化，抓緊對(duì)現(xiàn)有的水利工程設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范和規(guī)程進(jìn)行修改，增加生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容，編制完善生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的專(zhuān)門(mén)規(guī)范，統(tǒng)一全國(guó)的生態(tài)水利設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2、加強(qiáng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料的真實(shí)性復(fù)核與完善

水利工程設(shè)計(jì)受到生態(tài)、地質(zhì)、環(huán)境等基礎(chǔ)資料影響，基礎(chǔ)資料的詳實(shí)與否會(huì)影響到設(shè)計(jì)質(zhì)量。因此，要對(duì)水利工程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)資料進(jìn)行嚴(yán)格審查、復(fù)核，追求資料的真實(shí)性與可靠性。在水利、農(nóng)業(yè)、林業(yè)及環(huán)保等環(huán)境與生態(tài)監(jiān)測(cè)點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)?shù)卦黾由鷳B(tài)觀(guān)測(cè)內(nèi)容，也可以根據(jù)資金和工程的需要增設(shè)相應(yīng)的生態(tài)觀(guān)測(cè)站點(diǎn)，以積累資料，保證資料的真實(shí)性，為以后的生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)提供可靠的數(shù)據(jù)。

3、依靠生態(tài)水文學(xué)與工程水文學(xué)進(jìn)行設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)

生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)要調(diào)整設(shè)計(jì)的目標(biāo)，將生態(tài)水文學(xué)與工程水文學(xué)進(jìn)行有效結(jié)合,并將此作為設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)中，重視對(duì)水利工程服務(wù)對(duì)象的保護(hù)，明確生態(tài)目標(biāo)對(duì)水資源的要求,從而進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)，才能實(shí)現(xiàn)水利工程與生態(tài)的和諧發(fā)展。生態(tài)水文學(xué)和工程水文學(xué)是生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，在充分了解水文知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能更加全面地進(jìn)行水利建設(shè)的影響因素控制，使水利建設(shè)建立在無(wú)害于生態(tài)的基礎(chǔ)之上。

4、生態(tài)水利工程有效結(jié)合環(huán)境工程設(shè)計(jì)進(jìn)行

設(shè)計(jì)要吸收環(huán)境科學(xué)與工程的理論與技術(shù),實(shí)現(xiàn)水量與水質(zhì)同步科學(xué)配置，盡量將水污染防治工程（比如截污導(dǎo)流、淤泥處理等）與生態(tài)水利工程結(jié)合,減小生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程中的挑戰(zhàn)和阻力?？梢愿鶕?jù)具體的工程實(shí)施區(qū)域以及水量的變化進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)合水量的季節(jié)性變化設(shè)計(jì)具體的工程實(shí)施方案，以便在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程中能夠得到更好的運(yùn)用。

結(jié)束語(yǔ)

生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)主要是模仿成熟的河流生態(tài)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個(gè)健康可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。水利水電工程是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)設(shè)施。水利工程投資管理也逐步向規(guī)范化、專(zhuān)業(yè)化、社會(huì)化的模式轉(zhuǎn)變，但仍需要不斷地去完善。因此，生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵守基本規(guī)程規(guī)范，不斷提高水利工程設(shè)計(jì)的技術(shù)水平和設(shè)計(jì)人員的事業(yè)心和責(zé)任感。只有這樣，生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)才能有更好的發(fā)展前景，才能更好地為社會(huì)服務(wù)。

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