生態(tài)水利工程的規(guī)劃設計基本原則

葉翔

【摘要】在以往傳統(tǒng)的水利工程建設中，由于受到技術水平等方面的限制，大多數(shù)的水利工程只是單方面注重了社會的實際需求，常常忽視了生態(tài)環(huán)境問題，導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，筆者結合了多年的工作經(jīng)驗，針對生態(tài)水利工程的規(guī)劃設計基本原則進行了研究討論，并得出以下相關結論，以供參考。

【關鍵詞】生態(tài)水利；規(guī)劃設計；原則

引言

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

一、生態(tài)水利工程的優(yōu)劣分析

生態(tài)水利工程是一項包含多種學科在內的綜合化建設方式，其領域內包括：工程力學、水文學、生態(tài)學等設計到不同領域的水利建設學科。主要目的是通過生態(tài)學與工程力學結合的方式，在對水域內進行合理地規(guī)劃改造兼顧水域自身生態(tài)系統(tǒng)與人類經(jīng)濟生產(chǎn)的需要完成對自然領域內水域系統(tǒng)的合理改造。生態(tài)工程具體的執(zhí)行方面包括修復水域自身生態(tài)在內對河流等水域進行正常的水利工程。在已建工程的基礎上修復由人為施工等方面帶給水域的破壞，回復水域中原有的生態(tài)方面的平衡，是目前河流生態(tài)建設的主要手段之一。

再具體的工程實施上，生態(tài)水利工程目前還有著不太成熟之處。在行業(yè)標準上，由于我國地域遼闊，水域多樣化，不同水域對于生態(tài)水利工程的具體要求也存在著相當大的差異，也就造成了，國家無法出臺相關工程的實施細則，不能在制度上形成一個明確標準，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。這兩方面導致了在生態(tài)水利的建設中存在著較大難度的施工問題。同時由于我國相關行業(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)濟建設和安全方面的需要。

二、生態(tài)水利工程規(guī)劃設計的基本原則

2.1 確保工程的安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是水利工程的一種特殊施工方式。在設計時也因遵循水利工程的一般設計原則和設計目的。即在考察水域過程中利用對水域情況的了解針對實際施工過程中的問題對原有水利工程的設計和施工提出合理化改造建議，盡可能滿足水利工程的實施上能夠低成本、高回報地進行。安全方面則更多的注重流域內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施長時間內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)水利工程的設計規(guī)劃應該遵循水利工程中“風險最小，收益最大”的原則。由于對生態(tài)演替的過程和結果事先難以把握，生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規(guī)劃設計中進行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外，充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復規(guī)律，是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術路線。

2.2 提高河流形態(tài)的空間異質性原則

一個地區(qū)的生境空間異質性越高，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，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、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，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)水利工程的目標是恢復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魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態(tài)的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創(chuàng)造條件。

在確定河流生態(tài)修復目標以后，就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現(xiàn)狀進行勘查和評估，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術和地理信息系統(tǒng)（GIS）是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上，確定環(huán)境因子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數(shù)學模型。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、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括：調查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環(huán)境因子進行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中，識別那些對于系統(tǒng)的結構和功能具有重要意義的環(huán)境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。

3.3 對于自然界對于生態(tài)系統(tǒng)保持生態(tài)系統(tǒng)自設計、自我恢復原則

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，尋找到相應的能源和合適的環(huán)境條件。將自組織原理應用于生態(tài)水利工程時，生態(tài)工程設計與傳統(tǒng)水工設計有本質的區(qū)別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建筑物的幾何特征、材料強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。河流修復工程設計與此不同，生態(tài)工程設計是一種“指導性”的設計，或者說是輔助性設計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現(xiàn)設計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。傳統(tǒng)的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態(tài)水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術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、自設計這個寶貴財富，實現(xiàn)人與自然的和諧。

三、結束語

綜上所述，生態(tài)水利工程的設計直接關乎著社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。對我國的水利工程的發(fā)展也有至關重要的作用。所以，在進行生態(tài)水利工程設計的過程中，一定要參考相關的資料，遵循設計的原理，不能因為盲目的設計阻礙了生態(tài)水利工程的建設進度。

參考文獻：

[1]楊龍. 基于生態(tài)水利工程的河道規(guī)劃設計初步研究[D].長安大學，2015.

[2]趙黎霞，崔建華，時靜.生態(tài)水利工程的規(guī)劃設計基本原則[J].水科學與工程技術，2008（S2）：79-81.