浅谈生态水利工程设计在水利建设中的应用

曹言苹　何国亮

摘要：在建设的过程中不仅仅需要考虑社会的发展需求，也应该充分考虑生态环境的可持续发展。合理把生态学和生态水利工程进行融合，不断提高水利规划和设计水平。本文主要研究了生态水利工程设计在水利建设中的意义、必要性、设计原则以及在水利建设中的应用。

关键词：生态水利工程；水利建设；水利设计

引言

随着国民经济的发展和人们对于自然环境认识观念的转变，随着水资源利用率的提高，水利工程建设的步伐也有所加快。目前的水利工程建设已经逐步朝着与生态环境保护相结合的方向发展与完善，这也成为目前工作中最为关键的重点之一。但由于环境问题和生态系统的破坏，逐渐的对人类的健康造成了直接影响，为此各行各业都提高了对生态环境的重视，水利建设中的生态设计也成为水利工程中必不可少的元素。

1水利建設中生态水利工程的意义

水利工程的生态设计是生态建设和环境管理领域的一个全新概念，进行生态设计是要求对水利工程中的每一个环节，都研究其可能带来的环境影响和生态破坏，并通过设计相关措施和改变工程方案，将水利工程建设中对环境的影响和生态破坏程度降到最低。水利工程的生态建设是一项综合性较强的工程，相对于一般水利工程而言，生态水利工程既要满足河流综合治理中总的要求，达到灌溉、防洪、发电、供水、航运等不同需求，同时更要考虑生态系统的可持续发展，并将此作为水利建设的重点进行监控。

2 生态水利工程设计在水利建设中的必要性

水利工程可以在一定程度上对水流起到拦截作用，从而增加了河流的蓄水量，除此之外，也增加了上游河道的宽度和深度，也会淹没更多陆地；二是，自然河流逐渐出现非连续性。一般由于筑坝都是顺着河流方向建设的，从而导致出现非连续性，由于水利工程的不断扩张和增加，使得更多的流动河流以及生态系统逐渐变为不动的人工河流和湖泊，促使流动水文、速度、边界以及水深等发生了巨大的变化。由于水利工程的影响使得已经适应原本生活环境的动植物，又要开始适应新的生活环境，这样就会导致很多适应能力比较差的动植物出现淘汰的现象。随着社会的发展和科学技术的进步水利工程设计和技术研究水平也在不断提高，逐渐开始受到更多的关注，传统的水利工程往往仅是可以满足功能需要，但是很容易忽视生态系统和周围环境的影响和破坏，从而造成生态系统功能逐渐衰退，降低自身净化功能，从而损失了水利工程带来的利益。

3 生态水利工程的设计原则

3.1 工程安全性和经济性原则

生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2 提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

3.3 生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

4生态水利工程的应用

4.1提供相应的动植物生存和繁殖空间

通过建设生态水利工程，可以很好的把河道、水流、提防和岸边的动植物进行整体连接，在进行设计的时候依据现有大自然地貌和地形合理科学配置与改进，从而建立一个互惠共存的生态系统。在水利工程中河堤坡脚位置上拥有很多变化带以及高的孔隙率，从而比较适合生物生长，因此为鱼类的生存提供场地，并且河道两旁的绿树和丛林为昆虫和鸟类提供栖息地。

4.2提高水资源的自身净水功效

水资源的自身净水作用就是把有机污染物经过氧化形成无机物的过程，并且可以不断运用水资源中的细菌以及真菌等污染物。在分解无机物的时候，可以为水中藻类植物提供养分，藻类经过不断光合作用产生氧气，相辅相成。在进行设计的时候，增加鱼巢、鱼道逐渐形成流速带，这样方便于氧气进入到水中，增加了水中的氧气含量，促进了植物的生长，为净化了水质提供保障。

4.3起到调节水量的作用

生态水利建设的过程中，河道周围的植被具有一定的蓄水作用，在水资源中一般都会含有大量土壤动物和微生物，从而使得河堤出现很高的孔隙率。枯水期，之前储备的水会慢慢进入河道，从而起到调节作用；在水比较丰富的时候，水开始向河堤中渗入，避免出现洪灾。

4.4生态水利设计要结合环境工程设计

进行生态水利工程设计时，应当充分吸收环境科学技术的理论，达到水质同水量同步，结合水环境污染，设置相对应的防治工程。水利工程中的作用水量，要考虑季节变化产生的影响，同时也要充分利用在雨水季节或枯水季节中，不同的应对措施。生态水利要立足在水利建设和环境生态之上，将水量的高效利用和水质的有效优化进行有机结合，实现水利建设中的生态平衡。

5 结束语

总而言之，生态水利工程在水利建设中起着至关重要的作用，工程建设必须服从生态经济区域的整体规划，并从系统思想出发，按照生态学原理、经济学原理及生态经济学原理，运用现代科技成果和现代管理手段。特别是生态工程这一重要技术以及传统工程管理的有效经验，以期获得较高的工程效益、生态效益和社会效益。应用生态水利工程原理解决水利工程施工中的环境问题，不但可以获得较好的生态经济效益，还丰富了水利工程施工理论和生态工程理论。

参考文献

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