摘要：生態水利工程是一項綜合性工程，既要滿足人類對水的各種需求，又要兼顧生態系統健康和可持續發展的需求。本文從水利工程和生態水利工程的區別出發，闡述了生態水利工程的特點和設計原則，對設計中面臨的主要問題進行了總結分析，提出了設計技術路線。
　　關鍵詞：生態水利工程，設計原則，面臨問題，技術路線
　　
　　0引言
　　隨著經濟的發展和人口的增長，人類對水資源的需求日益增加，水利工程滿足了人們供水、防洪、灌溉、發電、航運、漁業及旅游等各種需求，效益顯著，但也給生態環境帶來了深遠影響，引發了一系列問題，如水生生物減少、水體自凈能力下降、濕地退化等。在這種情況下，人們開始思考水利工程給人類及生態帶來的效應，水利工程結合生態建設已然是一個發展的必然趨勢。
　　1水利工程和生態水利工程的區別
　　1.1水利工程內涵
　　水利工程可以理解為人類通過采取工程措施或行為實現水資源的再分配和利用，其最初的作用是：①解決防洪問題；②提供穩定的水源；③減緩或去除農作物旱澇漬災害；④提供清潔能源；⑤提供水利旅游景點等，這主要體現了水利工程的資源性、經濟性與社會性。
　　1.2生態水利工程內涵
　　生態水利工程強調其服務目標是生態，其內涵是：對新建工程進行傳統水利建設的同時兼顧河流生態修復的目標；對已建工程則是對于被嚴重干擾河流進行生態修復。生態水利工程是現代水利的標志，應具備以下科學內涵：①生態水利工程的開發應有明確的生態服務目標與功能，設計時應將維持生態系統的健康放在首位，使水利工程符合生態環境發展要求；②防止在生態水利工程施工造成巨大的環境破壞；③生態水利工程強調基于生態需水規律的運行管理；④生態水利工程選址或布局，強調工程生態負面影響最小化原則。
　　1.3生態水利工程優點
　　1）對環境影響小：生態水利工程以水利建設與生態環境和諧共存為出發點，在設計過程中考慮了水利工程開發與利用對生態環境的影響，在保證水資源得到充分有效利用的前提下，通過生態措施使自然環境自我恢復和良性發展，保證區域自然環境的穩定。
　　2）對地質活動影響小：生態水利工程建設充分利用河流自我修復功能，在設計中貫徹因地制宜的原則，摒棄了一味追求經濟利益、忽視對地質影響的做法，將水利工程對地質活動影響降到最小。
　　3）符合可持續發展建設要求：生態水利工程是在不超出自然界承受能力的基礎上進行各種生態建設，符合科學發展觀的要求，有利于提高自然環境的自我恢復能力，將水資源開發對自然環境的影響降到最低，是人與自然和諧發展的一種水利工程模式，能夠實現自然和社會的雙重價值。
　　2生態水利工程設計原則
　　2.1工程安全性和經濟性原則
　　生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理，確保工程設施的安全、穩定和耐久性。須充分考慮河流的特征，按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計，動態地研究河勢變化規律,保證河流修復工程的穩定性。
　　對于生態水利工程的經濟合理性分析應遵循投入最小而經濟效益和生態效益最大的原則。在規劃設計中需要進行方案比選，重視生態系統的長期定點監測和評估，充分利用河流生態系統自我恢復規律。
　　2.2保持和恢復河流形態的空間異質性原則
　　大量研究資料表明，生物群落多樣性與非生物環境的空間異質性存在正相關關系。一個地區的生境空間異質性越高，意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。由于人類活動特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續化，引起河流生態系統的不同程度的退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，其重點是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。通過對河流地貌歷史和現狀進行調查確定環境因子與生物因子的相關關系，識別那些對系統的結構和功能具有重要意義的環境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地設計。
　　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表現為生態系統的可持續性，其機理是物種的自然選擇。生態工程設計是一種依靠生態系統自設計、自組織功能的輔助設計，可以由自然界選擇合適的物種形成合理的結構，從而完成設計和實現設計，經驗表明人工與自然力的貢獻各占一半。生態水利工程必須應地制宜，根據具體條件尋求最佳方案。
　　2.4流域尺度及整體性原則
　　河流生態修復規劃應該在流域尺度和長期的時間尺度上進行，從生態系統結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，考慮生境邊界的動態發展和河流生態修復的時間尺度問題，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法。
　　2.5反饋調整式設計原則
　　生態水利工程設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。因生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性，使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式的設計方法，即按照“設計-執行-監測-評估-調整”流程反復循環進行。
　　3生態水利工程設計面臨的問題
　　3.1缺乏基于不同區域的生態水利工程設計方法與評價標準
　　生態水利工程對服務目標具有特定性和地域性，決定了其因地制宜的特點。當前，生態水利工程的功能有一些理論評價指標和評價方法，但對具體工程實踐缺少可操作的評價方法與標準。水利工程涉及工程力學的穩定性與安全性，雖然國家對水利工程結構建筑物執行了一系列的強制性標準，但因當前的科研成果積累較少，還是缺少足夠的技術標準來規范工程的生態服務目標。
　　3.2水利工程設計人員與生態科技工作者缺少合作的機會與機制
　　水利工程設計人員將生態服務目標作為常規設計要素考慮的意識還不普及，與生態環境科技工作者缺少合作的機會與機制，大部分環境影響評價工作是在水利工程可行性研究方案確認后才進行的，對生態環境考慮不足，設計相對滯后，導致許多負面影響。
　　3.3生態水利工程與原有水利工程設施難以協調運行
　　在一個流域內，新的生態水利工程可能要在原有水利工程設施的基礎上進行改造和優化設計，對區域來水量進行重新分配或對水的去向進行重新調整，因兩者的服務目標是有差異的，如此必然影響原來水利工程設施的服務對象與功能，給原有水利工程的安全運行帶來一定風險。如何實現生態水利工程與原有水利工程設施的協調運行是生態水利工程設計應全面系統考慮的問題。
　　3.4生態水利工程設計缺少生態水文測驗資料
　　當前，我國水文測驗工作相對落后，水文測驗站還不能適應當前生態水利工程設計對資料的需求，因此很難基于生態系統的自組織規律尋求生態水利工程的設計理論、方法與技術參數，這是今后的一個發展研究方向。
　　4生態水利工程設計技術路線
　　4.1以生態水文與工程水文為基礎進行水文過程的分析與計算
　　當前將生態水文學應用于工程設計還較少見，今后應當高度重視生態水文學與工程水文學的結合，為生態水利工程的設計提供基礎。因生態水利工程的服務對象比較廣，往往同時涉及濕地、林業、草原、農業、畜牧業和江河湖泊等生態用水和工業、城鎮、消防、居民等經濟社會生活用水，所以弄清楚生態目標對水資源的時空要求規律，使生態水利工程的設計建立在科學的基礎上。
　　4.2應識別工程可能影響的關鍵生態敏感目標
　　生態水利工程的設計應當能準確識別受工程直接或間接影響的生態目標,并在工程規劃階段給予充分考慮。當前在許多水利工程的設計中很少或沒有對流域生態敏感點加以考慮。
　　4.3生態水利工程的設計要與環境工程設計進行有機結合
　　因水利工程中水量具有明顯的季節性變化，使得生態水利工程設計與實施存在較大的挑戰與阻力。在設計應當充分吸收環境科學與工程的理論和技術，實現水量與水質同步科學配置的目的。將生態水利工程與水污染控制工程的結合是以后生態水利工程的一個重要發展方向。
　　水利工程的生態化理念應通過不斷實踐、總結、分析提出相應的修復措施以保證生態的平衡。水利工程生態設計順應了自然，積極能動地利用與改造自然，符合社會發展的需求，其應用將越來越廣泛。
　　參考文獻
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　　[2]霍鳳雙,王鴻飛.生態水利工程設計中亟待解決的問題和應對措施[J].黑龍江水利科技,2011(2).