本站原创摘 要：水利工程在防洪、灌溉、供水、发电和航运等方面发挥着巨大的作用,并且促进了经济社会的可持续发展.同时,水利工程对生态的负面影响越来越在世界范围内受到广泛的关注,成为一个争论的话题,人类社会应该与生态系统共享水资源的理念得到普及,人水和谐已成为现代水利工程设计的原则之一,“生态水工学”应运而生.文章对生态水利工程设计中的所面临的问题探讨,并提出处理对策.
关 键 词 ：生态水利工程；生态环境；设计原则
1.水利生态工程设计的意义
水利工程结合生态建设,是个发展的必然趋势.水利工程对于河流生态系统的威胁主要表现在两方面：① 自然河流的渠道化,包括将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流.②自然河流的非连续化,筑坝使顺水流方向的河流非连续化,流动的河流生态系统变成了相对静止的人工湖,流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变化.现代科学发展使我们认识到,传统意义上的水利工程学在满足人的需求时,却在不同程度上忽视了河流生态系统本身的需求.而河流生态系统的功能退化,也会给人们的长远利益带来损害.未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面,应强调水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统的健康和可持续性发展.
2.当前水利工程设计规划所面临的问题
为了满足经济发展的需要.大量的基础设施投入建设当中,其中水利工程就是这些基础设施中十分重要的组成部分.大量的水利工程的兴建和投入,在很大程度上满足了人们对水利资源的充分利用的需要,为国民经济的发展提供了电力和航运的便利,同时也能够灌溉农田和防洪.但是不可否认的是,水利工程在发挥着巨大作用的同时,对于其周围的生态环境也造成了较大的影响,当前国家对于水利工程对周边生态环境影响的关注程度在不断的提升.水利工程在建设之后对于当地原有的水文和生态环境造成较大的影响,大量的用水和供水使得水利工程所在地区的生物群落受到很大的影响.由于水利工程蓄水,使得下游的水量减少,流速减慢,造成下游水道的自净能力受到很大的影响；水质日益的恶化,使得水利工程所在流域的生态系统受到严重的破坏.
2.1 在生态水利工程建设当中还有很多的问题
缺乏不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准生态水利工程对服务目标具有特定性和地域性.由于生态系统存在地理区域的差异,因此决定了具体的生态水利工程也具有因地制宜的特征.当前,对生态水利工程的功能有一些理论评价指标和评价方法.但对于一个具体的生态水利工程实践缺少可操作性的评价方法与标准.这与当前水利工程对生态影响的科学研究工作开展得较少和相应科研成果积累较少有关.水利工程由于涉及工程力学的稳定性与安全性,因此国家对水利工程结构建筑物执行了一系列的强制性标准,但缺少足够的技术标准来规范工程的生态服务目标.
2.2 生态水利工程设计施工缺少对维系生态环境的认识
我国的水利工程设计在长期的建设过程当中积累了丰富的经验,但是生态水利工程在我国才刚刚兴起,还是一个比较新的部门,这就使得我国当前的水利工程设计人员缺乏相应的经验和生态环境方面的相关的知识.再加上我国长期以来对水利工程只是重视工程的安全性和经济性,而对于生态的考虑则相对比较少,这种长期形成的思维定势在短时间内很难改变,这势必影响生态水利工程的设计和建设.我国对于生态水利工程上没有形成完善的环境影响和评价制度,相关评价制度和体系的缺失和不完善在很大程度上导致我国的生态水利工程在实际的建设过程中很难得到切实的落实.
2.3 生态水利工程与水利工程的协调运作不充分
水利工程在建设过程当中首要考虑的就是其功能和效益,而对于水利工程的生态性的重视程度远远不够,这就使得生态水利工程在实际的建设过程当中往往不能使其原有的水利功能和生态效益进行很好的统一,二者处于长期分离的状态.
3.生态水利工程设计规划的原则要求
新兴的生态学和传统的水利工程完美的结合,就是崭新的生态水利工程.生态水利工程的提出,给传统的水利工程行业带来了新的机遇和挑战,同时也给生态学的发展提供了一个崭新的平台.这使得水利工程既可以对水资源进行有效的利用,同时又能和周围的环境保持和谐,这就要求在树立工程的设计和规划的过程当中注意一些问题.
3.1 生态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.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稳定性.对于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循投入最小而经济效益和生态效益最大的原则.
3.2 生态水利工程规划满足水体生态系统
自我恢复.生态水利工程和传统的水利工程之所以不同,主要是因为其能够确保水体的自我恢复.生态水利工程在设计的过程当中,应该对当地的自然和生态环境进行详细的调查,充分的掌握相关的情况,在此基础之上进行相应的设计和施工.只有对当地的自然生态环境的详细的了解,才能够采取相应的措施,尽可能的减少水利工程建设给当地的自然生态环境所造成的影响,从而保证当地的生态环境以及水体可以自我恢复.传统水利工程设计规划只是考虑到对自然河流的单一性实施控制,而生态水利工程的构建实施,要求工程师树立科学的理念,以符合自然变化平衡规律为前提,对水质生态系统要全面性的了解,有足够的意识作为引导.人们要掌握、遵循自然的规律.有效利用这种规律、利用生态系统的”自组织、自主设计”的规律,实现人文科技与自然规律的有机巧妙结合.详细掌握每一处河流水体的自然属性,至关重要.其规划设计要绝对满足水体本身的生态系统循环.”生态水文自设理论”的适用性要满足实际的具体条件.如水量、水质、土壤、地貌水文特征等生态因素,也要取决于生物群体的种族、密度、群落的稳定性等诸多因素.另外,动态施工构建生态水利工程的同时,要考虑用原有本土、乡土的土壤进行动工,保持自然性.
3.3 生态水利工程构建规划的整体性原则
河流生态修复规划应该在流域尺度和长期的时间尺度上进行,而不是在河段或局部区域的空间尺度和短期的时间尺度上进行.所谓“整体性”是指从生态系统结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被.水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和工程设施系统.
4.结 语
设计是环境管理领域的一个新概念,它指每一环节都需要考虑其可能带来的环境影响,并通过设计上的改进使水利工程建设的环境影响降为最低.水利工程生态设计顺应了自然,积极能动地利用与改造自然,符合社会发展的需求,其应用将越来越广泛.