關(guān)于生態(tài)水利工程設(shè)計之我見

1、<p>　　關(guān)于生態(tài)水利工程設(shè)計之我見</p><p>　　摘要：水利工程在防洪、灌溉、供水、發(fā)電和航運等方面發(fā)揮著巨大的作用，同時，水利工程對生態(tài)的負面影響也不容忽視。人類社會應(yīng)該與生態(tài)系統(tǒng)共享水資源的理念得到普及，人水和諧已成為現(xiàn)代水利工程設(shè)計的原則之一，“生態(tài)水工學”應(yīng)運而生。本文對生態(tài)水利工程設(shè)計談一下自己的看法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：水利工程設(shè)計；生態(tài)設(shè)計；環(huán)

2、境策略 </p><p>　　Abstract: Water conservancy project in flood control, irrigation, water supply, power generation and shipping has played a huge role, at the same time, water conservancy project on the ecologic

3、al negative effects can not be ignored. Human society should be shared water resources and the concept of ecological system obtains the popularization, harmony of people and water has become one of the principles of mode

4、rn water conservancy engineering design, "emerge as the times require eco-hydraulic eng</p><p>　　Key words: water conservancy engineering design; ecological design; environment strategy </p><

5、p>　　中圖分類號:TV5 </p><p>　　一、生態(tài)水利工程設(shè)計的意義 </p><p>　　生態(tài)設(shè)計是環(huán)境管理領(lǐng)域的一個新概念，它指每一環(huán)節(jié)都需要考慮其可能帶來的環(huán)境影響，通過設(shè)計上的改進使水利工程建設(shè)的環(huán)境影響降為最低。在這一過程中，決策者應(yīng)把環(huán)境問題看作和經(jīng)濟效益、公司形象等同樣重要。生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)

6、電、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的需求。水利工程結(jié)合生態(tài)建設(shè)，是一個發(fā)展的必然趨勢。水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)的威脅主要表現(xiàn)在兩方面：一是自然河流的渠道化，包括將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。二是指自然河流的非連續(xù)化，筑壩是順水流方向的河流非連續(xù)化，流動的河流生態(tài)系統(tǒng)變成了相對靜止的人工湖，流速、水深、水溫及水流邊界條件都發(fā)生了重大變化?，F(xiàn)代科學發(fā)展使我們認識到，傳統(tǒng)意義上的水利工程學在力圖滿足人的需求時

7、，卻在不同程度上忽視了河流生態(tài)系統(tǒng)本身的需求。而河流生態(tài)系統(tǒng)的功能退化，也會給人們的長遠利益帶來損害。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面，應(yīng)強調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。我國發(fā)展生態(tài)水工學及開發(fā)生態(tài)水工</p><p>　　二、設(shè)計中要反映出非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物群落多樣性的關(guān)系 </p><p>　　保護和恢復(fù)

8、多樣化的河流環(huán)境，是維持生物多樣化的前提條件。河流里生存著各種各樣的動植物，形成了多樣性的自然生態(tài)環(huán)境。包括河流形狀(河長、河寬、空間范圍、連續(xù)性)、流水狀態(tài)(水位、流速、水溫、水質(zhì)等)、土壤狀態(tài)(土、沙、礫石等)三要素。河流生態(tài)系統(tǒng)生境的主要特點是:水――陸兩相和水――氣兩相的聯(lián)系緊密性；上中下游的生境異質(zhì)性；河流縱向的蜿蜒性；河流橫斷面形狀的多樣性；河床材料的透水性等。水――陸兩相和水――氣兩相的緊密關(guān)系，形成了較為開放的生境條件；

9、上中下游的生境異質(zhì)性，造就了豐富的流域生境多樣化條件；河流縱向的蜿蜒性，形成了急流與緩流相間；河流的橫斷面形狀多樣性，表現(xiàn)為深潭與淺灘交錯；河床材料的透水性為生物提供了棲息所。由于河流形態(tài)異質(zhì)性形成了在流速、流量、水深、水溫、水質(zhì)、水文脈沖變化、河床材料構(gòu)成等多種生態(tài)因子的異質(zhì)性，造就了豐富的生境多樣性，形成了豐富的河流生物群落多樣性。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

10、一化，減少了河流生物群落的多樣化，引起了河流生態(tài)系統(tǒng)不同程度的退化。生態(tài)水利工程的目標就是恢復(fù)或提高生物群落的</p><p>　　三、設(shè)計要遵循自然屬性和美學價值 </p><p>　　生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律，以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計標準規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風

11、暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設(shè)計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復(fù)工程的耐久性。傳統(tǒng)水利工程設(shè)計的特征是對于自然河流實施控制。而設(shè)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(shù)控制自然界是不可能的，這種一廂情愿的企圖最終往往歸于失敗。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計這個寶貴財富，實現(xiàn)人與自然

12、的和諧。需要強調(diào)的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態(tài)水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態(tài)工程方案。 </p><p>　　四、設(shè)計要體現(xiàn)“整體性” </p><p>　　“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用，提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法，而不是僅僅考慮河道

13、水文系統(tǒng)的修復(fù)問題，也不僅僅是修復(fù)單一動物或修復(fù)河岸植被。首先，水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng)，其子系落統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設(shè)施系統(tǒng)。而人類活動和工程設(shè)施作為生境的組成部分，形成對水域生態(tài)系統(tǒng)的正負影響。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化，也表現(xiàn)為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動。再者，要考慮生境邊界的動態(tài)擴展問題。由于動物遷徙和植物的隨機擴散，生境邊界

14、也隨之發(fā)生動態(tài)變化。另外，還要考慮流域之間的協(xié)調(diào)問題?？紤]到河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán)，一條河流的生態(tài)修復(fù)活動不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動進行協(xié)調(diào)，最后，河流生態(tài)修復(fù)的時間尺度也十分重要。對于河流生態(tài)修復(fù)項目要有長期準備，同時進行長期的監(jiān)測和管理。 </p><p>　　五、設(shè)計要符合“反饋調(diào)整式” </p><p>　　生態(tài)

15、系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計呈一種反饋調(diào)整式的設(shè)計方法。是按照“設(shè)計―執(zhí)行(包括管理)―監(jiān)測―評估―調(diào)整”流程以反復(fù)循環(huán)的方式進行的。在這個流程中，監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測，需要在項目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，進行長期觀測。同時還需要建立一套河流健康的評估體系，用以評估河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能

16、的狀況及發(fā)展趨勢。在反饋調(diào)整式設(shè)計過程中，提倡科學家、管理者和當?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與，通過對話、協(xié)商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設(shè)計的科學性。 </p><p><b>　　六、結(jié)束語 </b></p><p>　　總之，作為一名設(shè)計者要從自身做起，充分考慮各方因素，盡可能的設(shè)計完美的方案，充分發(fā)揮水利工程造福人類的優(yōu)勢、避免和減少工程對生態(tài)環(huán)

17、境的不良影響，促進水利工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。 </p><p><b>　　參考文獻: </b></p><p>　　[1]閻世忠．淺析生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計基本原則[J]．硅谷，2009，（18）． </p><p>　　[2]田豐;水利工程建設(shè)與保護生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展;遼寧工業(yè)大學學報(自然科學版).2009 </p>