生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)基本原則

葉翔

【摘要】在以往傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)中，由于受到技術(shù)水平等方面的限制，大多數(shù)的水利工程只是單方面注重了社會的實(shí)際需求，常常忽視了生態(tài)環(huán)境問題，導(dǎo)致水利工程在施工過程中，造成周圍生態(tài)環(huán)境的污染。因此，筆者結(jié)合了多年的工作經(jīng)驗(yàn)，針對生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)基本原則進(jìn)行了研究討論，并得出以下相關(guān)結(jié)論，以供參考。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)水利；規(guī)劃設(shè)計(jì)；原則

引言

近些年來，我國水利事業(yè)取得了快速的發(fā)展與進(jìn)步，人們對于水利工程建設(shè)的需求也在逐漸增多。而水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)作為水利建設(shè)中關(guān)鍵的組成部分，其質(zhì)量的好壞將會之間影響到整個水利系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

一、生態(tài)水利工程的優(yōu)劣分析

生態(tài)水利工程是一項(xiàng)包含多種學(xué)科在內(nèi)的綜合化建設(shè)方式，其領(lǐng)域內(nèi)包括：工程力學(xué)、水文學(xué)、生態(tài)學(xué)等設(shè)計(jì)到不同領(lǐng)域的水利建設(shè)學(xué)科。主要目的是通過生態(tài)學(xué)與工程力學(xué)結(jié)合的方式，在對水域內(nèi)進(jìn)行合理地規(guī)劃改造兼顧水域自身生態(tài)系統(tǒng)與人類經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的需要完成對自然領(lǐng)域內(nèi)水域系統(tǒng)的合理改造。生態(tài)工程具體的執(zhí)行方面包括修復(fù)水域自身生態(tài)在內(nèi)對河流等水域進(jìn)行正常的水利工程。在已建工程的基礎(chǔ)上修復(fù)由人為施工等方面帶給水域的破壞，回復(fù)水域中原有的生態(tài)方面的平衡，是目前河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一。

再具體的工程實(shí)施上，生態(tài)水利工程目前還有著不太成熟之處。在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上，由于我國地域遼闊，水域多樣化，不同水域?qū)τ谏鷳B(tài)水利工程的具體要求也存在著相當(dāng)大的差異，也就造成了，國家無法出臺相關(guān)工程的實(shí)施細(xì)則，不能在制度上形成一個明確標(biāo)準(zhǔn)，這也限制我國在生態(tài)水利工程中的發(fā)展。生態(tài)方面的限制。對于生態(tài)環(huán)境的影響一方面是由于人為施工中對于生態(tài)環(huán)境的直接影響，一方面是由于生態(tài)環(huán)境本身是處于不停運(yùn)作穩(wěn)態(tài)平衡，而施工中改變了原有環(huán)境的因素而造成的生態(tài)環(huán)境失衡。這兩方面導(dǎo)致了在生態(tài)水利的建設(shè)中存在著較大難度的施工問題。同時由于我國相關(guān)行業(yè)起步較晚，再具體方案的執(zhí)行上還需要更多的滿足經(jīng)濟(jì)建設(shè)和安全方面的需要。

二、生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本原則

2.1 確保工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程是水利工程的一種特殊施工方式。在設(shè)計(jì)時也因遵循水利工程的一般設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)目的。即在考察水域過程中利用對水域情況的了解針對實(shí)際施工過程中的問題對原有水利工程的設(shè)計(jì)和施工提出合理化改造建議，盡可能滿足水利工程的實(shí)施上能夠低成本、高回報(bào)地進(jìn)行。安全方面則更多的注重流域內(nèi)建筑物本身的承受能力問題，盡可能減少水體對建筑物的侵蝕確保工程設(shè)施長時間內(nèi)的完整度和工程本身對于自然環(huán)境的承載能力。在全局的角度看，生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)規(guī)劃應(yīng)該遵循水利工程中“風(fēng)險(xiǎn)最小，收益最大”的原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握，生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險(xiǎn)。這就需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評估。另外，充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律，是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。

2.2 提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，就意味著創(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下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。

由于人類活動，特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè)，造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進(jìn)魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點(diǎn)應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河流的地貌學(xué)原理，為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。

在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后，就應(yīng)該對于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系，必要時建立某種數(shù)學(xué)模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括：調(diào)查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件，對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中，識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計(jì)和生物棲息地的設(shè)計(jì)。

3.3 對于自然界對于生態(tài)系統(tǒng)保持生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)原則

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機(jī)理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，能夠經(jīng)受自然選擇的考驗(yàn)，尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時，生態(tài)工程設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)水工設(shè)計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計(jì)大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計(jì)，建筑物的幾何特征、材料強(qiáng)度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計(jì)與此不同，生態(tài)工程設(shè)計(jì)是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計(jì)，或者說是輔助性設(shè)計(jì)。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結(jié)構(gòu)，從而完成設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明，人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)的特征是對于自然河流實(shí)施控制。而設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機(jī)，樹立新的工程理念。因?yàn)橐揽咳肆图夹g(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計(jì)這個寶貴財(cái)富，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。

三、結(jié)束語

綜上所述，生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)直接關(guān)乎著社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。對我國的水利工程的發(fā)展也有至關(guān)重要的作用。所以，在進(jìn)行生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的過程中，一定要參考相關(guān)的資料，遵循設(shè)計(jì)的原理，不能因?yàn)槊つ康脑O(shè)計(jì)阻礙了生態(tài)水利工程的建設(shè)進(jìn)度。

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