芻議生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則

陳芳

摘 要：對(duì)于生態(tài)水利工程而言，它是一個(gè)全新的領(lǐng)域，也是一個(gè)富有創(chuàng)新性的概念，融合了水利工程領(lǐng)域與生態(tài)領(lǐng)域的知識(shí)，目的是使水利工程能夠適應(yīng)環(huán)境特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)二者的協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展，因此，在水利工程進(jìn)行設(shè)計(jì)初期，必須高度尊重和遵循生態(tài)原則。文章主要分析和探討了生態(tài)水利工程基本設(shè)計(jì)原則。

關(guān)鍵詞：生態(tài)水利工程；基本設(shè)計(jì)原則；和諧發(fā)展

1 生態(tài)水利工程的涵義

對(duì)于水利工程學(xué)而言，其基本的理論和學(xué)科基礎(chǔ)為水文學(xué)和工程學(xué)，而針對(duì)水文進(jìn)行的系統(tǒng)分析也是水利工程進(jìn)行研究和探討的對(duì)象。在實(shí)施設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展很容易被忽視，不能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)當(dāng)前及未來的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)前，隨著學(xué)科之間不斷的融合，學(xué)科之間互相借鑒的機(jī)會(huì)增多，使得生態(tài)學(xué)發(fā)揮了對(duì)水利工程設(shè)計(jì)一定的指導(dǎo)作用，提供了更加全新的研究理論和模式，二者逐漸發(fā)展成一個(gè)獨(dú)立、全面的新學(xué)科，也就是生態(tài)水利工程學(xué)。水利工程發(fā)展的目的是更加高效地滿足人類發(fā)展需要，同時(shí)要處理好與水域生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)二者穩(wěn)定、健康、可持續(xù)發(fā)展。對(duì)于一些新建的水利工程，要兼顧對(duì)河流的修復(fù)功能，而對(duì)于已經(jīng)建設(shè)完成的水利工程，要實(shí)現(xiàn)對(duì)污染的改造，要將生態(tài)水利工程與污染治理、管理進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，發(fā)揮其對(duì)河流的有效防護(hù)作用。

2 生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1 在設(shè)計(jì)模式和評(píng)測(cè)方面存在不足

對(duì)于生態(tài)水利工程而言，其設(shè)計(jì)的目標(biāo)相對(duì)固定，使得整個(gè)工作彰顯地域性的特征。因此，在具體的設(shè)計(jì)中，要尊重現(xiàn)實(shí)，從具體情況出發(fā)。當(dāng)前，存在一些針對(duì)生態(tài)水利工程的評(píng)測(cè)度量，但是資源匱乏，這主要源于生態(tài)水利工程缺乏一定的實(shí)踐行為以及專業(yè)性的調(diào)研較少等原因。

2.2 在設(shè)計(jì)方向和衡量標(biāo)準(zhǔn)上存在問題

生態(tài)水利工程的一個(gè)關(guān)鍵性目標(biāo)是維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)人類與生態(tài)的和諧共存。因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要保證設(shè)計(jì)工作目標(biāo)明確，實(shí)現(xiàn)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的合理度量。

2.3 缺乏充足的水文研究資料

水文資料是進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)分析的理論基礎(chǔ)，如果缺乏這方面的資料，就很難找到工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。當(dāng)前，針對(duì)水文進(jìn)行的觀察工作尚處于比較落后的階段，很大程度上無法滿足工程設(shè)計(jì)的需要，與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)。

2.4 人員素質(zhì)有待提高

生態(tài)系統(tǒng)與水利工程的融合是一個(gè)長期、復(fù)雜的過程，需要大量具備專業(yè)素質(zhì)的人才，同時(shí)也要具有豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，尤其要在水利和生態(tài)方面具備扎實(shí)的理論知識(shí)。但是，在以往的人才發(fā)展中，沒有將水利與生態(tài)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，二者分裂開來，精通兩方面知識(shí)而又經(jīng)驗(yàn)豐富的人十分匱乏。

3 生態(tài)水利工程進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要遵循的原則

3.1 實(shí)現(xiàn)安全性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一

生態(tài)水利工程具有一定的系統(tǒng)性和綜合性，要高度重視安全和經(jīng)濟(jì)方面的問題，使整個(gè)工程在安全性、可靠性和持久性方面更加突出。對(duì)于安全性，主要是指其選擇的設(shè)計(jì)要能夠達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，滿足對(duì)外界惡劣環(huán)境的抵御，如洪水、冰凍等。根據(jù)河流地貌學(xué)的相關(guān)知識(shí)，水利工程在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要對(duì)現(xiàn)場的河流流向、河水狀態(tài)以及侵蝕的狀態(tài)進(jìn)行綜合考量，保證工程的使用周期，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性和持久性；鑒于生態(tài)水利工程較大的投資性，受到影響的因素又眾多，面臨的難度較大，需要根據(jù)各方面需要，組織設(shè)計(jì)多個(gè)方案和計(jì)劃，選擇最佳，在保障工程品質(zhì)的基礎(chǔ)上，盡可能降低工程投入，實(shí)現(xiàn)較高的經(jīng)濟(jì)收益和社會(huì)收益。

3.2 提升合理不同形態(tài)之間的異質(zhì)性原則

如果在相同區(qū)域內(nèi)的環(huán)境中，異質(zhì)性增加，那么就會(huì)出現(xiàn)更多的生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)生物共存，反之，就會(huì)出現(xiàn)生物在存在比例等方面的不協(xié)調(diào)，改變較大，引起環(huán)境退化的出現(xiàn)。因此，要尊重現(xiàn)場河流本身的特性，考量橫縱斷面的設(shè)計(jì)方式，將河流在移動(dòng)、沉積等方面的特征作為主要依據(jù)，抓住合理變化的特點(diǎn)，實(shí)施動(dòng)態(tài)研究，實(shí)現(xiàn)過程的長遠(yuǎn)性，為生態(tài)的恢復(fù)提高穩(wěn)定的環(huán)境。另外，重視生態(tài)理論的應(yīng)用，目的是實(shí)現(xiàn)周邊多種物種的共存，突破人工方式的限制，注重對(duì)河流形態(tài)異質(zhì)的提升，使得修復(fù)后的河流更加符合自然規(guī)律，為生物的多樣性提供更加有利的生態(tài)環(huán)境。

3.3 檢測(cè)獨(dú)立設(shè)計(jì)和自我恢復(fù)的原則

生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的目的是發(fā)揮對(duì)工程建設(shè)的指導(dǎo)作用，這就需要借助和發(fā)揮生態(tài)系統(tǒng)的自我設(shè)計(jì)和組織的功能，實(shí)現(xiàn)工廠結(jié)構(gòu)的合力作用，較好地實(shí)現(xiàn)工程的設(shè)計(jì)工作。在傳統(tǒng)的水利工程中，其強(qiáng)調(diào)的是對(duì)合理的控制作用，而生態(tài)水利工程所追求的是生態(tài)系統(tǒng)的自我設(shè)計(jì)和組織修復(fù)能力，實(shí)現(xiàn)工程與生態(tài)的和諧、穩(wěn)定、長遠(yuǎn)地發(fā)展，因此，在進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，要注重具體問題具體分析，結(jié)合施工現(xiàn)場具體條件，尊重河流自然特征，尤其注重對(duì)地形、水文、周邊環(huán)境、生態(tài)物種的考量，維護(hù)其一定的穩(wěn)定性。在進(jìn)行設(shè)計(jì)理念選擇的時(shí)候，要注重區(qū)別性，防止出現(xiàn)生物入侵的出現(xiàn)。

3.4 保證景觀設(shè)計(jì)與整體環(huán)境的一致性原則

對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的維護(hù)和修復(fù)，需要在尊重景觀、實(shí)現(xiàn)長期和維持的基礎(chǔ)上進(jìn)行，突破短時(shí)間和局部的限制。通常，在大范圍進(jìn)行河流修復(fù)工作的成功率要高于小范圍。對(duì)于整體性的原則，主要建立在生態(tài)系統(tǒng)的自身功能和結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上，理解和掌握各種生態(tài)要素之間的各種聯(lián)系，探索能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)修復(fù)的合理方法，要突破單一對(duì)河流自身特性及植被的考慮。因此，要高度重視河流在流動(dòng)性和變異性等方面的原因，時(shí)刻關(guān)注河流在水量、流量等方面的變化特征，綜合考慮與周邊環(huán)境發(fā)生的關(guān)系，對(duì)河流之間的聯(lián)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，同時(shí)，還要注重對(duì)生態(tài)修復(fù)的把握度。

3.5 重視反饋機(jī)制的建立

對(duì)于生態(tài)水利工作的設(shè)計(jì)而言，研究的目標(biāo)是生態(tài)系統(tǒng)的全部結(jié)構(gòu)，對(duì)其進(jìn)行綜合的模仿，形成一個(gè)穩(wěn)定的生態(tài)系統(tǒng)。河流系統(tǒng)是呈現(xiàn)動(dòng)態(tài)的變化過程，但是，不能實(shí)現(xiàn)全面預(yù)期，變化多端，可能性很多。正是多種情況的存在，使得設(shè)計(jì)要具有針對(duì)性，保證一定的流程性，即設(shè)計(jì)-運(yùn)作-監(jiān)管-評(píng)價(jià)-調(diào)整，而監(jiān)管工作是所有工作的基礎(chǔ)，主要是針對(duì)水文和生態(tài)。評(píng)價(jià)是河流自身系統(tǒng)性能的掌握，其中主要是評(píng)價(jià)系統(tǒng)是否按照設(shè)計(jì)預(yù)期進(jìn)行、生態(tài)系統(tǒng)是否向設(shè)計(jì)方向推進(jìn)，及時(shí)對(duì)不穩(wěn)定的因素進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)積極的反饋，學(xué)科間相互合作，提高工程設(shè)計(jì)的合理性。

4 生態(tài)格網(wǎng)在水利工程中的應(yīng)用及體現(xiàn)的原則

生態(tài)格網(wǎng)是水利工程中地岸護(hù)坡的一種形式，突破了傳統(tǒng)的硬質(zhì)護(hù)坡的限制，實(shí)現(xiàn)了與周邊植被的有機(jī)結(jié)合，有利于河流的保護(hù)和恢復(fù)，彰顯一定的原則性：生態(tài)效果比較優(yōu)越。生態(tài)格網(wǎng)內(nèi)部的石料為天然特性，透水性較好，淤泥的沉有助于促進(jìn)植物的生長，實(shí)現(xiàn)對(duì)堤岸的保護(hù)，同時(shí)也達(dá)到對(duì)水體和水資源的維護(hù)，利于水體中動(dòng)物的生長和繁殖，這樣就實(shí)現(xiàn)了對(duì)河道自然生態(tài)的恢復(fù)；生態(tài)格網(wǎng)具有一定的穩(wěn)定性。在抵抗沖刷、變形方面十分明顯。在生態(tài)格網(wǎng)內(nèi)部，填充料存在較大的空隙，有利于排水，有利于穩(wěn)定的護(hù)坡。基礎(chǔ)格賓籠箱與護(hù)坡格賓網(wǎng)的結(jié)合，保證了一定的柔韌性，適應(yīng)地形變化，避免破裂。

5 結(jié)束語

綜上，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，生態(tài)學(xué)的觀念被廣泛關(guān)注，在水利工程中也得到了極大的推廣，生態(tài)水利工程就是其發(fā)展的必然。生態(tài)水利工程已經(jīng)突破傳統(tǒng)、簡單工程的限制，具有一定的系統(tǒng)性、復(fù)雜性和綜合性，實(shí)現(xiàn)諸多學(xué)科和項(xiàng)目研究的結(jié)合，在具體設(shè)計(jì)中，要實(shí)現(xiàn)協(xié)作，共同努力，尤其是注重對(duì)專業(yè)人才的培養(yǎng)，要融合水利工程與生態(tài)學(xué)的綜合知識(shí)，具有豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，尋找水利工程中生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)效益的均衡點(diǎn)，營造多學(xué)科融合的、極具科學(xué)性、合理性的生態(tài)水利工程，實(shí)現(xiàn)人類與自然的和諧、可持續(xù)發(fā)展。

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