發布時間：2013-04-13所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 地球的人口激增，水量大幅下降，人類干擾土壤下墊面趨勢增強，全球水循環受人工側支的影響明顯，水資源量分配不均。通過介紹生態水利工程在解決環境問題時起到的作用，從而引出生態水利工程的設計原理及相關要點，使得在今后的設計中能夠有章可循，有理可依。
【摘 要】：地球的人口激增，水量大幅下降，人類干擾土壤下墊面趨勢增強，全球水循環受人工側支的影響明顯，水資源量分配不均。通過介紹生態水利工程在解決環境問題時起到的作用，從而引出生態水利工程的設計原理及相關要點，使得在今后的設計中能夠有章可循，有理可依。
【關鍵詞】：水利工程；生態水利；設計原則；環境；系統
Abstract: Earth's population surge, the water dropped significantly, human disturbance of the soil underlying surface trend of enhancement, the impact of the global water cycle by artificial collateral obvious uneven allocation of water resources. Through the introduced the role of ecological water conservancy project in solving environmental problems, which leads to the design principles of ecological water conservancy project and related points to make in the future design to rule-based, rational according
Key words: hydraulic; ecological water; design principles; environment; system
中圖分類號：TV5 文獻標識碼：A 文章編號：
前言
水利工程是用于控制和調配自然界的地表水和地下水，達到除害興利目的而修建的工程。也稱為水工程。水是人類生產和生活必不可少的寶貴資源，但其自然存在的狀態并不完全符合人類的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪澇災害，并進行水量的調節和分配，以滿足人民生活和生產對水資源的需要。水利工程需要修建壩、堤、溢洪道、水閘、進水口、渠道、渡漕、筏道、魚道等不同類型的水工建筑物，以實現其目標。
水利工程是人類干擾下墊面環境中最重要的內容之一。水利工程是用于控制和調配自然界的地表水和地下水，達到除害興利目的而修建的工程。也稱水工程。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪澇災害，并進行水量的調節和分配，從而滿足人民生活和生產對水資源的需要。但是與此同時，種種水利工程的出現，引發了嚴重危及區域經濟社會發展和生態環境問題的不斷出現，人們在以可持續發展道路為基準的水利工程上又相繼提出了生態水利工程的議題。
1.生態水利的定義
生態水利是按照生態學原理，遵循生態平衡的法則和要求，從生態的角度出發進行水利工程建設，建立滿足良性循環和可持續利用的水利體系，從而達到可持續發展以及人與自然和諧相處。從宏觀上講，生態水利就是研究：水利與生態系統的關系；水資源的開發與利用對生態環境的影響、水利工程建設與生態系統演變的關系；水資源開發、利用、保護和配置中，在提高水資源的有效利用水平、節約用水的條件下，保證生態系統的自我恢復和良性發展的途徑和措施。因此，生態水利是把人和水體作為整個生態系統的要素來考慮，照顧到人和自然對水利的共同需求，通過建立有利于促進生態水利工程規劃、設計、施工和維護的運作機制，達到水生態系統改善優化、人與自然和諧、水資源可持續利用、社會可持續發展的目的。要實現人與自然的和諧共處，必須尊重生態法則，將生態用水列入水資源開發、利用和配置方案中，搶救和保護濕地生態系統，逐步恢復濕地生物多樣性。
2.生態水利工程的設計
1要與環境工程設計有機結合原則
生態水利工程的設計應當與環境科學與工程的技術和理論體系進行充分的結合，從而達到水質與水量同步配置的科學分配目的。由于水利工程作用的水量會因為季節性的變化發生較大的改變，使生態水利工程的設計與施工過程存在較大的阻力與挑戰，尤其是在與水污染防治工程進行有機結合的過程中，該現象更為嚴重。如牛欄江滇池補水工程，在連續進行了幾年補水后，仍然出現了濕地水域中底棲生物的明顯減少，少量物種消失，部分遷徙水禽不在此地停留的奇怪現象，究其原因就是由于水質不符合濕地水質的要求。為了減少排水時夾帶泥沙或污染物進入湖泊或濕地而導致的危害，通�？梢栽谶M入濕地或湖泊的過渡帶設計生態處理溝渠或氧化塘。在缺水的地區進行作物種植，可以進行水質凈化和水量高效利用為基準的生態水利工程設計。因此，水污染控制工程與生態水利工程相結合的設計方法是生態水利工程的一個重要的發展方向。
2注意景觀尺度及整體性原則
在對河流生態修復管理和修復的解決上，要避免小尺度、零星局部和短時期的范圍內進行，加強在長期的、保持可持續性的基礎和大景觀尺度上的作業。因為在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高，相反地，小范圍的生態修復不僅效率低，而且成功率也低。
我們談到的“整體性”，就是指從生態系統的功能和結構出發，掌握生態系統各個要素間的相互作用，然后提出的用來修復河流生態系統綜合和整體的一套方法。該方法不僅能夠用來修復單一的動物和河岸的植被，還考慮到了對河道水文系統的修復問題。
進行大尺度的景觀操作，首先要考慮河流生態修復的時間尺度問題，河流系統是一個動態的、長期演變的過程，每一個河流都有自己的歷史，河流生態修復是需要靠時間做工作的，因此要做好長期監測和管理的河流生態修復的準備；其次是要重視水域的隨機性、流動性和易變性的特點，它主要表現在水位水量、流量、水溫隨機和周期變化上，也體現在河流侵蝕與淤積的河勢上。最后是要考慮生境邊界的動態擴展問題。因為植物的擴散和動物的遷徙的變動，生境邊界也隨之發生了動態變動�？紤]到河流生態系統是一個開放的系統，一條河流不可能孤立的進行生態修復活動，還需要與相鄰的流域進行協調的修復，在與周圍生態系統進行物質循環和能量傳遞的時候，開放性就體現了出來。
2.1生態水文學與工程水文學設計相結合原則
以生態水位學與工程水文學作為工程實際的基礎，進行水文過程的計算與分析。重點考慮工程水文學與生態水文學的結合，這樣才能為生態水利工程的設計提供基礎。其原因是，生態水利工程的服務對象往往比較廣，涉及到農業、濕地、草原、江河湖泊、畜牧業和林業等生態用水和生活用水，所以只有將生態目標的水資源要求規律摸清楚，才能在科學的基礎上解決生態水利工程的設計。
2.2生態系統自設計、自我恢復原則
早在上個世紀60年代，關于生態系統的自我組織及恢復能力的探討就悄然展開了。所謂自我組織能力，就是以多種不同形式構成的、用來解釋物種分布復雜性的能力，同時也可以用來表明食物網絡隨時間發展而發展的過程。自我組織的原理就是指一些與生態系統有好的物種，通過自然界的選擇，找到一種與之相適應的能源和合適的環境，從而支持他們進行物種種群的繁殖和生長。這就好似我們理解上的"物競天擇，適者生存"的生物進化論一樣，只是變換的理解的范圍和角度。
2.3提高河流形態的空間異質性原則
生物群落的多樣性與非生物環境的空間異質性存在著正相關的關系，一般我們了解的“生物群落多樣性”指的就是生物群落的功能和結構的多樣性。非生物環境的空間異質性與生物多樣性具有相互藕合和依存的關系。反映在空間異質性越高，創造的小生境多樣性就越多。反之，生物群落的數量也會隨著非生物環境的單調而變得下降，從而造成生物群落的比例、密度、性質都發生實質的變化，造成生態系統的退化。河流生態系統生境的特點主要表現在，河流橫斷面形狀的多樣性；上中下游的生境異質性；水陸空的聯系緊密性；河床材料的透水性等方面。這樣豐富的多樣化條件，造就了河流形態在水溫、水溫脈沖變化、水深、流速、流量、河床材料上的生態因子異質性，形成了豐富的河流生物群落多樣性。所以提高生物群落多樣性的一個重要前提就是提高河流形態的異質性。
2.4反饋調整式設計原則
河流修復工程需要時間，因此生態系統的成長過程就是一個漫長的進化過程。從短時間尺度看，寄希望于短期的河流修復，即一種類型生態系統取代另一種生態系統往往是不現實的。所以應當采取長時間尺度，這樣既增加和提高了生物群落的多樣性、結構復雜性、系統有序性，又穩定了生態系統的內部結構。生態系統與社會系統一樣都是運動的，這就產生了時間與空間上的不確定性，這種不確定性使得生態水利工程設計不同于傳統工程的設計方法，需要采取反饋調整式的方式進行，該方式是按照“設計-執行-監測-評估-調整”的過程往復循環的。在這個過程中，監測工作是基礎，在監測的基礎上進行評估，常采用的評估方法通常為參照比較法，一種是與未進行生態修復的與自然條件類似的河流比較，一種是與自身河流系統的初期情況和歷史情況的比較。
3 結束語：
我國的環境保護形勢不容樂觀，尤其以經濟高速發展狀態下的河流水域破壞最為嚴重。如果一味的采用傳統的水資源開發利用模式，不僅會加重水資源問題的嚴重性，更會加重環境的負擔。只有采用生態水利工程建設，才能正確合理的利用和開發水資源，保護和尊重自然生態環境，促進社會的健康和諧發展。
參考文獻：【1】劉正茂，趙慶良 濃江流域濕地水文站設計方案研究 《水利發展研究》
【2】董哲仁 試論生態水利工程的基本設計原則 《水利學報》
【3】Mitsch W. J. & Jorgensen S E.，Ecological Engineering and Ecosystem Restoration 《 John Wiley & Sons》
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