生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原理

【摘要】本文首先在定義和分類、特征和功能上對(duì)生態(tài)水利工程進(jìn)行了相關(guān)概述，并對(duì)生態(tài)水利工程在設(shè)計(jì)上的注意事項(xiàng)進(jìn)行了分析，最后根據(jù)這些概述和注意事項(xiàng)提出生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原理，希望對(duì)生態(tài)水利工程建設(shè)起到一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)水利工程；注意事項(xiàng)；設(shè)計(jì)原理

一、生態(tài)水利工程的相關(guān)概述

1、生態(tài)水利工程的定義和分類

傳統(tǒng)水利工程這種工程力學(xué)體系主要基于水文學(xué)、巖石力學(xué)、水力學(xué)以及結(jié)構(gòu)力學(xué)。相比之下，生態(tài)水利工程的注重點(diǎn)是人與自然和諧發(fā)展以及人工工程對(duì)水體造成的影響。生態(tài)水利工程在生態(tài)學(xué)的部分理論和環(huán)境工程學(xué)的相關(guān)方法方面都有所涉及，可以說是一個(gè)跨領(lǐng)域的綜合工程體系。而對(duì)于生態(tài)水利工程的分類而言，主要有兩種形式。第一種生態(tài)水利工程為按期服務(wù)的防洪水利工程，比較典型的就是三峽工程；而第一種生態(tài)水利工程為農(nóng)田水利工程，典型的例子就是小浪底工程。

2、生態(tài)水利工程的特征

根據(jù)相關(guān)研究，可以發(fā)現(xiàn)生態(tài)水利工程有五個(gè)特點(diǎn)。其一，憑借著自身的綜合性和系統(tǒng)性，生態(tài)水利工程使流域內(nèi)的各個(gè)水利工程之間形成相互聯(lián)系和制約的關(guān)系，并且關(guān)聯(lián)著與國民經(jīng)濟(jì)相關(guān)的工程。其二，生態(tài)水利工程與環(huán)境聯(lián)系緊密。經(jīng)濟(jì)社會(huì)、江河湖泊、生態(tài)環(huán)境等各種與人類息息相關(guān)的領(lǐng)域都會(huì)受到生態(tài)水利工程的影響，這就要求在規(guī)劃生態(tài)水利工程的過程中，消除弊端，使水利工程發(fā)揮積極作用。其三，生態(tài)水利工程的建設(shè)具有很大的難度。其四，水利工程在效益上不太確定。其五，生態(tài)水利工程需要充足的資金支持。原因在于，相比起一般的水利工程，生態(tài)水利工程規(guī)模更大、難度更大、工期更長，因此需要更大的資金支持。

3、生態(tài)水利工程的功能

生態(tài)水利工程的功能主要有三種。其一，生態(tài)水利工程可以帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。汛期來臨時(shí)，生態(tài)水利工程可以進(jìn)行防洪和發(fā)電、并發(fā)展航運(yùn)和養(yǎng)殖業(yè)等，所以能帶來較大的經(jīng)濟(jì)效益。其二，生態(tài)水利工程可在很大程度上提高河道的蓄水能力，從而使人們?cè)谌粘Ｓ盟娃r(nóng)田用水方面得到更大的滿足。誠然，隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)水的需求逐漸遞增，生態(tài)水利工程的修建不僅能提高河道的蓄水能力，還能對(duì)水利和用水資源進(jìn)行調(diào)節(jié)。其三，生態(tài)水利工程有利于防洪排澇。雖然地球上的水資源數(shù)不勝數(shù)，但實(shí)質(zhì)上能為人所利用的水資源十分有限，修建生態(tài)水利工程可充分利用汛期進(jìn)行蓄水，從而滿足人類在旱季對(duì)水的需求。就生態(tài)方面來講，對(duì)水量進(jìn)行調(diào)節(jié)并對(duì)水資源進(jìn)行合理支配，能夠長期使河流平穩(wěn)，這將在一定程度上減少旱汛斷流和汛期洪災(zāi)問題，改善生態(tài)環(huán)境，使人們?cè)谌粘Ｓ盟娃r(nóng)田用水方面得到滿足，從而促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。

二、生態(tài)水利工程在設(shè)計(jì)上的注意事項(xiàng)

生態(tài)水利工程較為復(fù)雜，為了更為科學(xué)地修建生態(tài)水利工程，更好地為經(jīng)濟(jì)社會(huì)服務(wù)，以下三點(diǎn)注意事項(xiàng)必需在設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程時(shí)予以遵循。

1、生態(tài)水利工程的修建過程應(yīng)該遵循生態(tài)學(xué)原理

水利工程的修建可服務(wù)于多種水利工程，但事實(shí)上任何水利工程在建設(shè)上都應(yīng)該遵循生態(tài)學(xué)原理和相關(guān)自然規(guī)律，這樣才能夠促進(jìn)人與自然和諧相處，促進(jìn)水利工程更合理的建設(shè)。

2、生態(tài)水利工程的修建應(yīng)該利用水利系統(tǒng)與生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)系

生態(tài)水利工程可在一定程度上改變生態(tài)系統(tǒng)，這也就是說，在進(jìn)行生態(tài)水利工程建設(shè)時(shí)，應(yīng)該合理開發(fā)和利用水資源，使水資源的利用效率得到提高。此外，也應(yīng)采取相應(yīng)措施保證生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和良性發(fā)揮，使人與自然的共同需求得到兼顧。

3、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)等工作應(yīng)優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)

應(yīng)該合理設(shè)計(jì)、規(guī)劃和修建生態(tài)水利工程，促進(jìn)各項(xiàng)工作的有效完成，從而改善和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)，持續(xù)和反復(fù)的利用自然資源，最大程度上使人類社會(huì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

三、生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原理

1、使生態(tài)水利工程對(duì)河流充分發(fā)揮自我修復(fù)能力

生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性指的就是生態(tài)系統(tǒng)自身所具有的自我修復(fù)能力，這也就是說，可以適應(yīng)生態(tài)系統(tǒng)并且在和生態(tài)系統(tǒng)友好相處的某些物種能夠接受自然選擇，從而找到合適的能源和環(huán)境條件。生態(tài)系統(tǒng)所具有的自我修復(fù)功能應(yīng)該合理利用，選擇適合該生態(tài)系統(tǒng)的物種，從而形成合理完善的生態(tài)結(jié)構(gòu)。一般說來，一項(xiàng)成功的水利工程應(yīng)該使人工與自然各占一半，這就要求人們不應(yīng)只站在人類經(jīng)濟(jì)利益的角度，而忽視河流自我修復(fù)功能充分發(fā)揮這一點(diǎn)。生態(tài)水利工程在設(shè)計(jì)上應(yīng)該做到因地制宜，使各條河流在自然屬性和美學(xué)價(jià)值上得到最大的滿足，從而找到更加科學(xué)合理的設(shè)計(jì)方案。

2、保護(hù)生態(tài)水利工程中河流的多樣性

所謂保護(hù)生態(tài)水利工程中河流的多樣性，其實(shí)就是使生物多樣化得以維持。河流中有著各種各樣的動(dòng)植物，構(gòu)成了具有多樣性的生物環(huán)境。就水文環(huán)境來說，河流的多樣性涉及到形狀、寬度、流速、水位和水溫等因素。河流的生態(tài)特點(diǎn)包括：水陸兩相和水氣兩相緊密相連；河流的上中下游的生物環(huán)境具有異質(zhì)性；河流在縱向上具有蜿蜒性；河流在橫斷面形狀上較為多樣；河床的構(gòu)成材料具有透水性。在這些生態(tài)特點(diǎn)中，水陸兩相和水氣兩相緊密相連，使得生境條件更為開放；上中下游的生物環(huán)境具有異質(zhì)性，豐富了流域生境；河流縱向蜿蜒分布，使急流與緩流相間形成；而河流在橫斷面形狀多樣，使得深潭與淺灘交錯(cuò)；河床的構(gòu)成材料具有透水性，使水下生物獲得棲息所。從這幾點(diǎn)來看，生態(tài)水利工程在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該保護(hù)生物多樣性，使原有多樣性的生物棲息環(huán)境得到保護(hù)和恢復(fù)，從而給生物多樣性提供更佳的生存環(huán)境，避免生物群落的多樣性出現(xiàn)減少和生態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)退化的問題。

3、使生態(tài)水域的生態(tài)系統(tǒng)性整體修復(fù)

雖然河流本身有著獨(dú)立的生態(tài)水文特性，但它與周邊環(huán)境構(gòu)成了一個(gè)整體的生態(tài)系統(tǒng)，河流為生物提供了更大的生存空間。可以說，水域生態(tài)作為一個(gè)大的系統(tǒng)，包括從發(fā)源地到河口三角洲這段距離的所有地下水與地表水系統(tǒng)，同時(shí)還涉及到與河流相連的各個(gè)湖泊、濕地以及洪澤區(qū)等。水文系統(tǒng)和生物系統(tǒng)有著緊密的聯(lián)系，從整體上構(gòu)成了河流生態(tài)系統(tǒng)。要是河道受到不利的影響，整個(gè)河流的生態(tài)系統(tǒng)就會(huì)遭受破壞。所以要求我們?cè)谶M(jìn)行生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的過程中，對(duì)河道的水文問題和各個(gè)要素間的相互作用加以考慮，同時(shí)也不能忽略河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)能力。

4、注重生態(tài)水利工程修建時(shí)的安全性和經(jīng)濟(jì)性

生態(tài)水利工程可以滿足人類在灌溉和發(fā)電登領(lǐng)域的需求。生態(tài)水利工程在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)該兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，同時(shí)符合水利工程學(xué)和生態(tài)學(xué)的原理，使工程在相應(yīng)范圍內(nèi)承受洪水和干旱等各類自然載荷的影響。在設(shè)計(jì)河流縱、橫斷面時(shí)，應(yīng)該按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行，動(dòng)態(tài)研究河勢(shì)的變化規(guī)律，從而確保河流修復(fù)工程具有更高的耐久性。此外，在分析生態(tài)水利工程所具有的經(jīng)濟(jì)合理性時(shí)，必需遵循風(fēng)險(xiǎn)最小化和效益最大化的原則。

四、結(jié)語

生態(tài)水利工程涉及到經(jīng)濟(jì)社會(huì)和自然環(huán)境的和諧發(fā)展，在發(fā)展時(shí)間上并不是太長，同時(shí)我國在這方面的經(jīng)驗(yàn)也較欠缺，所有應(yīng)該遵循以上原理，才能確保人和自然和諧相處，使生態(tài)水利工程在最大程度上服務(wù)于人類的生產(chǎn)和生活領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

[1]牛濤.生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則[J].科技與生活，2012（4）.

[2]王光林，廖強(qiáng).試論生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則[J].中國科技博覽，2012（9）.

[3]賈振周，崔方方.淺論生態(tài)水利工程的基本設(shè)計(jì)原則[J].中國科技財(cái)富，2011（24）

作者簡介：仁青永措（1978年2月25日），性別：女，學(xué)歷：大專，職稱：助理工程師。