試析生態水利設計新理念

徐位明

（東陽市水利水電設計院 浙江東陽 322100）

生態水利工程學是最近幾年開始興起的工程學科，這一學科強調水利工程建設在滿足人類社會發展需要的基礎上，還必須兼顧水域的生態與可持續發展。在生態水利工程中，各種生態經濟技術的應用是該技術的核心，這一技術在未來將與傳統治污技術、清潔生產技術和環境立法技術等結合在一起，成為生態河流建設的主要手段。

1 生態水利工程與傳統水利工程之間的區別

傳統水利工程的主要目的是為了實現水資源的再分配和利用，以便能夠滿足社會經濟的發展需要，這主要表現在防洪、生產生活水源、防止農業生產的旱澇災害、提供清潔能源、滿足人們審美需要等等，這些都是水資源利用的資源性、經濟性和社會性的體現。而生態水利工程建設則是從社會經濟發展和生態水環境兩個角度出發，在尊重自然發展規律的基礎上思考水利工程建設，水利工程建設的第一目標是滿足水環境的生態發展需要，而后才是防洪、生產生活水源等目的。二者的主要區別見表1。

表1 生態水利工程與傳統水利工程之間的區別

由此可見，生態水利工程的內涵主要表現在兩個方面：第一，生態水利工程建設有明確的生態服務目標和功能，在設計上要求保持和發展生態系統作為首要設計要求，并將其貫徹到設計全過程。第二，在生態水利設計上要保證選址、布局、施工與環境之間的友好性和協調性，降低工程建設對生態環境的不良影響，實現經濟與生態的可持續發展。

2 生態水利設計的基本原則

2.1 設計方案的安全性和經濟性原則

在生態水利設計中，設計方案必須符合水利工程學的基本原理，還應該符合生態學基本原理，在此基礎上方案還必須滿足安全性和經濟的要求。所謂的安全性需要就是設計方案必須符合水文學和工程力學的基本規律，以保證水利工程設施的安全、穩定和耐久性，這就需要設計人員在設計過程中充分考慮河流泥沙輸移、侵蝕和淤積、河道沖刷的基本特征，動態的掌握河流的變化規律，只有這樣才能保證水利工程的穩定性。同時在方案設計與選擇上，應該從經濟合理性的角度進行詳細的對比分析，使工程能夠以最少的投入獲得最大的經濟效益。

2.2 保持和恢復河流空間異質性原則

現在生物學家的研究成果表明，河流生物群落的多樣性與非生物環境空間的異質性存在正相關關系，也就是說非生物環境空間越復雜，生物群落的種類越多，這反映了非生命系統與生命系統之間存在著一種依存和耦合關系。這就要求在水利工程設計中，維持和發展非生物空間的異質性，在有限的河流生態系統當中創造更多的小生境，這樣就能夠為不同生物提供生存和共存的條件，只有這樣才能達到保持和發展生態環境的目的，保證河流生態系統的生物多樣性。

2.3 生態系統自設計、自我恢復原則

生態系統的自組織功能主要是指生態系統的可持續性，自組織的實質是物種的自然選擇，物種通過自然選擇找到自己的生存所需要的環境條件，只有這樣物種才能在保持一定種群數量的前提下進行繁衍和發展。在水利設計中依靠生態系統的自設計、自組織工恩難怪，可以由自然界選擇最適合的物種，形成多種多樣的物種結構與生物種群，達到自設計的目的，這種自設計的能夠充分的發揮物種的自我恢復功能?，F代生態水利建設表明，在引進新植被、新物種、設計新環境的時候，要充分利用鄉土物種、本地物種，禁止引進外來物種，這樣能夠增強生物物種的適應性。

3 生態水利設計技術路線和基本要求

3.1 科學進行水文過程分析與計算

水利工程的服務對象十分廣泛，一個水利工程既要滿足濕地、林業、草原、農業、畜牧業和江河湖泊等生態用水，還要滿足工業、居民生活、消防、綠化等社會生活需要，這就要求在生態水利設計先弄清生態目標對水資源的配置的基本要求和需求規律，只有這樣水利工程才能滿足服務對象的需求。

這一點從現在一些生態水利設計案例中可以看出來，如浙江水利設計研究院承擔的浙江西溪濕地生態改造工程，該工程作為最近幾年比較典型的生態水利設計案例，在設計過程中就是從生態水文學與工程水文學綜合性的角度，充分考慮了該流域的服務對象的需求性，提出了在非灌溉期或灌溉空隙時間為濕地補水和利用灌區尾水給退化濕地進行補水的生態水利設計方案。該方案應用以后，不僅滿足了周邊農業生產的灌溉需求，還實現了濕地、退化濕地補水生態恢復的目的，取得了良好的社會和生態效益。

3.2 析出關鍵生態敏感目標

在水利工程建設中必然會影響到一些生態目標，這就需要設計人員在設計過程中要準確識別生態水利建設直接或間接影響的生態目標，而這也就是關鍵生態敏感目標。

這一點在現在很多生態水利設計中沒有意識到這一點，如九十年代在三江國家級自然保護區濕地生態水利工程設計當中，由于沒有意識到三江源濕地水資源主要來源于降水、上游來水這一因素，結果在上游別拉洪河開挖人工排水渠的過程中，導致上游來水直接被引入了人撓力河和烏蘇里江，而不是像以前那樣先經過三江源濕地保護區再排入烏蘇里江，導致三江源濕地水源驟減，嚴重影響了下游的撓力河國家級濕地自然保護區，這兩個保護區的濕地功能逐漸減弱，一些生物的生存環境收到了很大的威脅?？梢?，在生態水利設計中要重視關鍵生態敏感目標的確定，只有這樣才能真正減少水利工程建設對生態環境的不利影響。

3.3 生態水利設計與環境工程設計的協調

生態水利設計中還應該考慮到環境的特點和與承受能力，這就要求在設計中引入環境科學與工程的一般原理與技術要求，使設計方案中的水量與水質的同步科學配置，實現生態水利設計與環境工程設計的協調。

具體來說應該注意以下幾點：第一，設計方案中應該減少旱田排水挾帶泥沙或污染物進入水環境系統或濕地系統，對此可以在這兩者的過渡地帶中設置生態處理溝渠或氧化塘，待泥沙沉淀和污染物分解后再排入天然護坡或濕地。第二，如果在缺水地帶有種植水稻等用水量較大的農作物，在生態水利設計中應該以水量的高效利用和水質凈化為主體進行設計，實現水資源的綜合、高效利用，減少水資源的污染和浪費。

4 結語

總之，生態水利設計是可持續發展理念與生態保護意識發展的體現，是未來水利設計的發展方向，設計人員在設計的過程中應該按照生態水利工程學的基本要求，不斷總結生態水利設計經驗，提高生態水利設計水平，實現人與自然的和諧發展。

1 董哲仁. 生態水工學的理論框架[J]. 水利學報, 2003(1).

2 董哲仁. 河流形態多樣性與生物群落多樣性[J]. 水利學報,2003(11).