生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)研究

吳曉廷

【摘要】目前，人們開始逐漸認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的水利工程已經(jīng)滿足不了人們對它的期望，生態(tài)水利工程應(yīng)運(yùn)而生。筆者結(jié)合多年的生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，從生態(tài)水利工程的概念、特點(diǎn)以及功能入手，對生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)原則和理論方法進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】生態(tài)水利；設(shè)計(jì)

前言：

在進(jìn)行生態(tài)水利工程過程中需要遵循符合時(shí)代特征的設(shè)計(jì)規(guī)劃原則，在實(shí)現(xiàn)水利工程基本功能的基礎(chǔ)上，逐漸開展符合可持續(xù)發(fā)展觀的水利工程，使水資源利用實(shí)現(xiàn)最大生態(tài)效益。

1.生態(tài)水利工程概述

1.1生態(tài)水利工程的概念

傳統(tǒng)水利工程主要以水文學(xué)、水力學(xué)、巖石力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)為主的工程力學(xué)體系。生態(tài)水利工程更加注重人與自然的和諧發(fā)展，更加關(guān)注人工工程對水體的影響，吸收了部分生態(tài)學(xué)的理論與環(huán)境工程學(xué)的技術(shù)方法，成為一個(gè)跨領(lǐng)域的工程體系，具有極強(qiáng)的綜合性。

1.2生態(tài)水利工程的特點(diǎn)

生態(tài)水利工程有很強(qiáng)大的綜合性和系統(tǒng)性使流域及區(qū)域的單項(xiàng)水利工程相互聯(lián)系、相互制約，同時(shí)，水利工程與其他與國民經(jīng)濟(jì)相聯(lián)系的工程有巨大的關(guān)聯(lián)性。同時(shí)與環(huán)境有密切的聯(lián)系。而且對江河湖泊以及生態(tài)環(huán)境、氣候等都有重大影響。這種影響利弊同存，所以在對生態(tài)水利工程進(jìn)行規(guī)劃時(shí)，應(yīng)該消除其弊端，發(fā)揮水利工程本身的積極作用。

1.3生態(tài)水利工程的功能

首先生態(tài)水利工程具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。因其可以在汛期進(jìn)行防洪、發(fā)電、發(fā)展航運(yùn)、旅游及養(yǎng)殖業(yè)，顯然具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。其次，生態(tài)水利工程可以提高河道的蓄水能力，滿足人們的日常用水和農(nóng)田用水。隨著人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，對水的需求不斷增加，修建生態(tài)水利工程可以提高河道的蓄水能力調(diào)節(jié)水利及用水資源，滿足人們的日常用水和農(nóng)田用水。最后，生態(tài)水利工程具有很好的防洪排澇功效。人所能利用的水資源是非常有限的，生態(tài)水利工程可以在汛期蓄水滿足人類在干旱季節(jié)對水的需求。從生態(tài)方面而言，通過對水量的調(diào)節(jié)，合理支配水資源可以使河流長期處于一個(gè)平穩(wěn)狀態(tài)，充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)能，促進(jìn)態(tài)的改善，并通過對水量的調(diào)節(jié)來滿足人們的生產(chǎn)和生活用水，從而更好地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展。

2.生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)原則

2.1生態(tài)工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理，也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律，以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。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(dòng)態(tài)地研究河勢的變化規(guī)律，保證河流修復(fù)工程的穩(wěn)定性。對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析，應(yīng)遵循投入最小而經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益最大的原則。

2.2保持和恢復(fù)河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

有關(guān)生物群落研究的大量資料表明，生物群落多樣性與非生物環(huán)境空間異質(zhì)性存在正相關(guān)關(guān)系。非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物群落多樣性的關(guān)系反映了非生命系統(tǒng)與生命系統(tǒng)之間的依存和耦合關(guān)系。一個(gè)地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，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(huì)下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會(huì)發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)的某種程度的退化。

2.3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，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)的能源與合適的環(huán)境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個(gè)具有足夠數(shù)量并能進(jìn)行繁衍的種群。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1/2。在利用自設(shè)計(jì)理論時(shí)，需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時(shí)要持慎重態(tài)度，防止生物入侵。

2.4景觀尺度與整體性原則

生態(tài)水利工程過程中所形成的景觀不僅體現(xiàn)在它的自然形態(tài)，也體現(xiàn)在自然景觀與人文景觀的相互融合。景觀類型要展現(xiàn)現(xiàn)代人文對河流景觀的影響與推進(jìn)，更加促進(jìn)河流文化的復(fù)蘇與發(fā)展。在注重生態(tài)景觀的同時(shí)，也要考慮到生態(tài)系統(tǒng)的整體性，河流生態(tài)系統(tǒng)并不是一個(gè)單純的、孤立的系統(tǒng)，而是能夠與周圍環(huán)境息息相關(guān)，相互傳遞物質(zhì)與能量的重要橋梁。因此在水利工程設(shè)計(jì)的過程中需要考慮到河流與周圍環(huán)境的整體性，注意生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

3.生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)基本理論和方法

3.1以生態(tài)水文與工程水文為基礎(chǔ)

傳統(tǒng)水利工程很少利用水文學(xué)進(jìn)行河道治理，也很少會(huì)對河流的水文情況提起重視，因此常會(huì)出現(xiàn)河流斷流現(xiàn)象。因此，在生態(tài)水利工程中需要以生態(tài)水文及工程水文為基礎(chǔ)，在保證河流資源不被破壞的前提下，開展符合可持續(xù)發(fā)展觀的水利工程，使水資源利用實(shí)現(xiàn)最大生態(tài)效益。

3.2合理利用雨洪資源

隨著時(shí)代的改變，水利工程已不單純是行洪排澇的工具，在生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)中可以增添蓄水功能。這些蓄水可以用于灌溉用水、人畜飲水以及水面養(yǎng)殖等，對雨洪資源的合理利用，能夠讓生態(tài)水利功能實(shí)現(xiàn)更大價(jià)值，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)赜晁Y源的回收利用，突出生態(tài)功能性，逐漸實(shí)現(xiàn)資源利用最大化。

3.3保護(hù)水體及河岸生態(tài)環(huán)境

可以通過種植水生植物，利用水生植物對污染物質(zhì)進(jìn)行吸附和降解，在綠化水面的同時(shí)達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。在河岸帶種植河岸林，對污染物質(zhì)進(jìn)行過濾，減少污染物質(zhì)進(jìn)入河道，保護(hù)水體環(huán)境。通過在河岸種植植被，形成穩(wěn)定的植物群落，具有調(diào)節(jié)小氣候、穩(wěn)定岸坡等生態(tài)功能；設(shè)置環(huán)境保護(hù)、河流保護(hù)的各式宣傳碑及宣傳標(biāo)語，提高人們對環(huán)境保護(hù)、河流保護(hù)的意識(shí)，進(jìn)一步保護(hù)河岸生態(tài)環(huán)境，從整體上提高水利工程的生態(tài)性。

結(jié)束語

生態(tài)水利工程是力求經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和自然環(huán)境之間平衡的一門科學(xué)，其發(fā)展時(shí)間不長，經(jīng)驗(yàn)不足，只有遵循必要的原則才可以實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧，遵循自然規(guī)律，從而讓生態(tài)水利工程更好地為人類的生產(chǎn)和生活服務(wù)。

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