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[摘要]随着我国人口的不断增加，经济迅速发展，水利工程是一项十分重要的基础设施。对资源和能源的需求也不断地增多。为了能获得更多的能源，满足不断社会发展的需要，我们就必须大力建设水利工程。建设水利工程虽然能解决能源短缺的问题，但也要兼顾生态系统健康和可持续性的需求。生态水利工程的设计既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理，本文将从生态水利工程的设计原则与应用展开探讨。
[关键词] 生态水利 设计原则 应用 可持续
目前，随着全球经济的发展，具有全球性影响的环境问题日益突出。且日渐显复杂化和多样化，但总体来讲可以分为三类，即生态系统的破坏，对人类健康的直接影响和自然资源的日渐耗竭。随着2009年底哥本哈根气候大会的召开，环境问题愈受关注。而在生态水利工程设计中，要求我们水利工程设计人员必须把对环境问题的考虑加入到各个过程之中，以最大限度地减少环境影响，真正实现水利工程的可持续发展。
1、 生态水利工程设计的意义
生态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，通过设计上的改进使水利工程建设的环境影响降为最低。在这一过程中，决策者应把环境问题看作和经济效益、公司形象等同样重要。生态水利工程是一种综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求，也要兼顾生态系统可持续性的需求。水利工程结合生态建设，是一个发展的必然趋势。水利工程对于河流生态系统的威胁主要表现在两方面：一是自然河流的渠道化，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。二是指自然河流的非连续化，筑坝是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力图满足人的需求时，却在不同程度上忽视了河流生态系统本身的需求。因此，生态水利工程的设计要实现人水和谐的设计理念。
2、 生态水利工程设计原则
2.1工程安全性和經济性原则
作为一项综合性的工程，水利工程不仅要满足人类对于供水、防洪、航运等基本需要，同时也要适应生态可持续发展的要求。因此在进行设计的时候，要同时运用水利工程学及生态学的相关理论原理，才可以得到安全、稳定、耐久的水利工程。
而从经济学方面看的话，水利工程还需要兼顾经济的合理性，因为我们很难掌握自然生态环境发展演变的过程与结果，因此水利工程不大不小都会带有某种程度的风险。这就要求一方面在进行设计之初就做好对工程周边生态环境的长期定点监测及评估。另一方面，最大化地运用河流生态系统的自我恢复功能，选取获得经济上投入最小，却能赢得最大化效果的技术路线。
2.2保证水体内部环境的多样性
相关调查显示，一个地区的非生物環境的多样性能够影响其生活群落的多样性。也就是说，如果一个地区的自然环境种类多样，当地的生物种类也会日渐丰富，食物链的组成也将更复杂，这样生态系统对外界变化的适应能力和抵抗能力越强。如果我们兴建的水利工程致使该流域内的水体内部环境日趋单一化，那么，就会导致水生生物种类多样性的减少、食物链结构逐渐简化、生态系统日趋单一化，造成水体对外界变化的适应能力和抵抗能力降低，自然净化能力逐渐下降，并逐步丧失其基本功能。所以，在水利工程设计过程中，设计人员需要对河流的近期及远期的水文情况进行深入了解，掌握生物种类与生态环境间的关系，进而对设计草案组建数学模型，对其可行性、可操作性进行论证，从而保证水利设施的兴建能够拥有足够的丰富多样的环境，进而将对自然环境的影响降到最低。
2.3确保河流生态系统的自我修复功能
与传统水利工程相比，生态水利工程除了要保证传统水利工程的基本原则外，还需要在设计的时候，充分考虑保护生态系统的自我修复功能，也就是要维持生态系统的可持续性。而在这一方面，人工建筑物所起的作用则十分有限，只有自然因素经过长期的自然选择后所形成的生态圈才具备良好的自我修复功能，发挥其作用。所以，在生态水利工程设计时，应尽量避免绝对化的人为力量，应充分将人为力量与自然的影响进行有机结合，从而利用生态系统的自设计功能和自组织功能，从大自然中选择合适的物种，形成良好的合力结构。这样，不仅仅可以取得生态系统保护及恢复方面的成效，还能降低工程的建设成本，降低工程造价，获取更高的经济效益和生态效益。
3.生态水利的应用
3.1永兴二级水电站枢纽工程生态环境设计是湖南省水电设计院开展生态水利设计的典范工程
设计之初，技术人员就确立了“绿色工程和生态环境人性家园”的指导思想，把工程定位于生态旅游风景区和水利工程科普园。通过采用高技术手段设计了电站大鹏展翅的屋顶结构，改变了传统水电站大坝加高压线单调的外形，使其既体现了水工建筑物的特点和功能，又富有韵律感，与周边植被、地貌等自然环境相协调。对建筑材料特别注意采用当地天然材料，加快生态修复速度。各种绿化植物尽可能就地取材，对引进外来植物物种持慎重态度。尽量减少人工建筑物对周围生态环境的破坏，留出生态环境的过渡区域和生态物种的习惯性空间等等。电站竣工后其生态设计效果赢得各级领导的肯定，被人亲切称为“生态电站”和“绿色电站”。
3.2生态水利工程应用应体现与环境有机结合
生态水利工程的设计应当充分吸收环境科学与工程的理论与技术，实现水量与水质同步科学配置的目的。当前尤其是应与水污染防治工程进行有机结合，由于水利工程作用的水量一般较大且具有明显的季节性变化，使生态水利工程的设计与实施存在较大的挑战与阻力。如黑龙江省扎龙湿地补水工程，虽然实现了连续几年的补水，但由于水质不符合湿地水质要求，导致湿地水域中底栖生物明显减少，部分物种消失，一些迁徙水禽不在此处停留。为了减少早田排水挟带泥沙或污染物进入下游湖泊或天然湿地，可以在进入湖泊或湿地的过渡带设计生态处理沟渠或氧化塘。而水田排水沟渠可以在植物生长季节充分蓄水，利用人工沟渠湿地对有机污染物质进行降解。在缺水地区种植水稻，特别是在开采地下水种植水稻的地区，应当进行以水量高效利用与水质净化为目的的生态水利工程设计。而这种设计思路来源于水污染的自然稳定塘处理理论与工艺。
结语：
生态水利工程的目标是促进生态学与水利工程的结合，要求工程不仅要满足人类社会生产发展需求，而且还要同时满足河流生态系统稳定性与生物多样性的需求。目前，生态水利工程设计由于经验积累问题上的不足，其发展较为缓慢，但是随着人们对人与自然的和谐发展认识的逐渐加深，生态水利工程的发展前景将不可限量。
参考文献：
[1]刘正茂.生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线[J].水利发展研究，2012
[2]赵黎霞，崔建华.生态水利工程的规划设计基本原则[J].水科学与工程技术.2008（z2）.
[3]阎世忠.浅析生态水利工程的规划设计基本原则[J].硅谷，2009，（18）.
[4] 姜小红. 生态水利工程建设思考[J]. 治淮， 2009，（10）
[关键词] 生态水利 设计原则 应用 可持续
目前，随着全球经济的发展，具有全球性影响的环境问题日益突出。且日渐显复杂化和多样化，但总体来讲可以分为三类，即生态系统的破坏，对人类健康的直接影响和自然资源的日渐耗竭。随着2009年底哥本哈根气候大会的召开，环境问题愈受关注。而在生态水利工程设计中，要求我们水利工程设计人员必须把对环境问题的考虑加入到各个过程之中，以最大限度地减少环境影响，真正实现水利工程的可持续发展。
1、 生态水利工程设计的意义
生态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，通过设计上的改进使水利工程建设的环境影响降为最低。在这一过程中，决策者应把环境问题看作和经济效益、公司形象等同样重要。生态水利工程是一种综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求，也要兼顾生态系统可持续性的需求。水利工程结合生态建设，是一个发展的必然趋势。水利工程对于河流生态系统的威胁主要表现在两方面：一是自然河流的渠道化，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。二是指自然河流的非连续化，筑坝是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力图满足人的需求时，却在不同程度上忽视了河流生态系统本身的需求。因此，生态水利工程的设计要实现人水和谐的设计理念。
2、 生态水利工程设计原则
2.1工程安全性和經济性原则
作为一项综合性的工程，水利工程不仅要满足人类对于供水、防洪、航运等基本需要，同时也要适应生态可持续发展的要求。因此在进行设计的时候，要同时运用水利工程学及生态学的相关理论原理，才可以得到安全、稳定、耐久的水利工程。
而从经济学方面看的话，水利工程还需要兼顾经济的合理性，因为我们很难掌握自然生态环境发展演变的过程与结果，因此水利工程不大不小都会带有某种程度的风险。这就要求一方面在进行设计之初就做好对工程周边生态环境的长期定点监测及评估。另一方面，最大化地运用河流生态系统的自我恢复功能，选取获得经济上投入最小，却能赢得最大化效果的技术路线。
2.2保证水体内部环境的多样性
相关调查显示，一个地区的非生物環境的多样性能够影响其生活群落的多样性。也就是说，如果一个地区的自然环境种类多样，当地的生物种类也会日渐丰富，食物链的组成也将更复杂，这样生态系统对外界变化的适应能力和抵抗能力越强。如果我们兴建的水利工程致使该流域内的水体内部环境日趋单一化，那么，就会导致水生生物种类多样性的减少、食物链结构逐渐简化、生态系统日趋单一化，造成水体对外界变化的适应能力和抵抗能力降低，自然净化能力逐渐下降，并逐步丧失其基本功能。所以，在水利工程设计过程中，设计人员需要对河流的近期及远期的水文情况进行深入了解，掌握生物种类与生态环境间的关系，进而对设计草案组建数学模型，对其可行性、可操作性进行论证，从而保证水利设施的兴建能够拥有足够的丰富多样的环境，进而将对自然环境的影响降到最低。
2.3确保河流生态系统的自我修复功能
与传统水利工程相比，生态水利工程除了要保证传统水利工程的基本原则外，还需要在设计的时候，充分考虑保护生态系统的自我修复功能，也就是要维持生态系统的可持续性。而在这一方面，人工建筑物所起的作用则十分有限，只有自然因素经过长期的自然选择后所形成的生态圈才具备良好的自我修复功能，发挥其作用。所以，在生态水利工程设计时，应尽量避免绝对化的人为力量，应充分将人为力量与自然的影响进行有机结合，从而利用生态系统的自设计功能和自组织功能，从大自然中选择合适的物种，形成良好的合力结构。这样，不仅仅可以取得生态系统保护及恢复方面的成效，还能降低工程的建设成本，降低工程造价，获取更高的经济效益和生态效益。
3.生态水利的应用
3.1永兴二级水电站枢纽工程生态环境设计是湖南省水电设计院开展生态水利设计的典范工程
设计之初，技术人员就确立了“绿色工程和生态环境人性家园”的指导思想，把工程定位于生态旅游风景区和水利工程科普园。通过采用高技术手段设计了电站大鹏展翅的屋顶结构，改变了传统水电站大坝加高压线单调的外形，使其既体现了水工建筑物的特点和功能，又富有韵律感，与周边植被、地貌等自然环境相协调。对建筑材料特别注意采用当地天然材料，加快生态修复速度。各种绿化植物尽可能就地取材，对引进外来植物物种持慎重态度。尽量减少人工建筑物对周围生态环境的破坏，留出生态环境的过渡区域和生态物种的习惯性空间等等。电站竣工后其生态设计效果赢得各级领导的肯定，被人亲切称为“生态电站”和“绿色电站”。
3.2生态水利工程应用应体现与环境有机结合
生态水利工程的设计应当充分吸收环境科学与工程的理论与技术，实现水量与水质同步科学配置的目的。当前尤其是应与水污染防治工程进行有机结合，由于水利工程作用的水量一般较大且具有明显的季节性变化，使生态水利工程的设计与实施存在较大的挑战与阻力。如黑龙江省扎龙湿地补水工程，虽然实现了连续几年的补水，但由于水质不符合湿地水质要求，导致湿地水域中底栖生物明显减少，部分物种消失，一些迁徙水禽不在此处停留。为了减少早田排水挟带泥沙或污染物进入下游湖泊或天然湿地，可以在进入湖泊或湿地的过渡带设计生态处理沟渠或氧化塘。而水田排水沟渠可以在植物生长季节充分蓄水，利用人工沟渠湿地对有机污染物质进行降解。在缺水地区种植水稻，特别是在开采地下水种植水稻的地区，应当进行以水量高效利用与水质净化为目的的生态水利工程设计。而这种设计思路来源于水污染的自然稳定塘处理理论与工艺。
结语：
生态水利工程的目标是促进生态学与水利工程的结合，要求工程不仅要满足人类社会生产发展需求，而且还要同时满足河流生态系统稳定性与生物多样性的需求。目前，生态水利工程设计由于经验积累问题上的不足，其发展较为缓慢，但是随着人们对人与自然的和谐发展认识的逐渐加深，生态水利工程的发展前景将不可限量。
参考文献：
[1]刘正茂.生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线[J].水利发展研究，2012
[2]赵黎霞，崔建华.生态水利工程的规划设计基本原则[J].水科学与工程技术.2008（z2）.
[3]阎世忠.浅析生态水利工程的规划设计基本原则[J].硅谷，2009，（18）.
[4] 姜小红. 生态水利工程建设思考[J]. 治淮， 2009，（10）