生態(tài)工程基本原理大全11篇

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篇（1）

目前，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，具有全球性影響的環(huán)境問題日益突出。且日漸顯復(fù)雜化和多樣化，但總體來講可以分為三類，即生態(tài)系統(tǒng)的破壞，對人類健康的直接影響和自然資源的日漸耗竭。隨著2009年底哥本哈根氣候大會的召開，環(huán)境問題愈受關(guān)注。而在生態(tài)水利工程設(shè)計中，要求我們水利工程設(shè)計人員必須把對環(huán)境問題的考慮加入到各個過程之中，以最大限度地減少環(huán)境影響，真正實現(xiàn)水利工程的可持續(xù)發(fā)展。

1、 生態(tài)水利工程設(shè)計的意義

生態(tài)設(shè)計是環(huán)境管理領(lǐng)域的一個新概念，它指每一環(huán)節(jié)都需要考慮其可能帶來的環(huán)境影響，通過設(shè)計上的改進(jìn)使水利工程建設(shè)的環(huán)境影響降為最低。在這一過程中，決策者應(yīng)把環(huán)境問題看作和經(jīng)濟效益、公司形象等同樣重要。生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的需求。水利工程結(jié)合生態(tài)建設(shè)，是一個發(fā)展的必然趨勢。水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)的威脅主要表現(xiàn)在兩方面：一是自然河流的渠道化，包括將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。二是指自然河流的非連續(xù)化，筑壩是順?biāo)鞣较虻暮恿鞣沁B續(xù)化，流動的河流生態(tài)系統(tǒng)變成了相對靜止的人工湖，流速、水深、水溫及水流邊界條件都發(fā)生了重大變化。現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展使我們認(rèn)識到，傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)在力圖滿足人的需求時，卻在不同程度上忽視了河流生態(tài)系統(tǒng)本身的需求。因此，生態(tài)水利工程的設(shè)計要實現(xiàn)人水和諧的設(shè)計理念。

2、 生態(tài)水利工程設(shè)計原則

2.1工程安全性和經(jīng)濟性原則

作為一項綜合性的工程，水利工程不僅要滿足人類對于供水、防洪、航運等基本需要，同時也要適應(yīng)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的要求。因此在進(jìn)行設(shè)計的時候，要同時運用水利工程學(xué)及生態(tài)學(xué)的相關(guān)理論原理，才可以得到安全、穩(wěn)定、耐久的水利工程。

而從經(jīng)濟學(xué)方面看的話，水利工程還需要兼顧經(jīng)濟的合理性，因為我們很難掌握自然生態(tài)環(huán)境發(fā)展演變的過程與結(jié)果，因此水利工程不大不小都會帶有某種程度的風(fēng)險。這就要求一方面在進(jìn)行設(shè)計之初就做好對工程周邊生態(tài)環(huán)境的長期定點監(jiān)測及評估。另一方面，最大化地運用河流生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)功能，選取獲得經(jīng)濟上投入最小，卻能贏得最大化效果的技術(shù)路線。

2.2保證水體內(nèi)部環(huán)境的多樣性

相關(guān)調(diào)查顯示，一個地區(qū)的非生物環(huán)境的多樣性能夠影響其生活群落的多樣性。也就是說，如果一個地區(qū)的自然環(huán)境種類多樣，當(dāng)?shù)氐纳锓N類也會日漸豐富，食物鏈的組成也將更復(fù)雜，這樣生態(tài)系統(tǒng)對外界變化的適應(yīng)能力和抵抗能力越強。如果我們興建的水利工程致使該流域內(nèi)的水體內(nèi)部環(huán)境日趨單一化，那么，就會導(dǎo)致水生生物種類多樣性的減少、食物鏈結(jié)構(gòu)逐漸簡化、生態(tài)系統(tǒng)日趨單一化，造成水體對外界變化的適應(yīng)能力和抵抗能力降低，自然凈化能力逐漸下降，并逐步喪失其基本功能。所以，在水利工程設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要對河流的近期及遠(yuǎn)期的水文情況進(jìn)行深入了解，掌握生物種類與生態(tài)環(huán)境間的關(guān)系，進(jìn)而對設(shè)計草案組建數(shù)學(xué)模型，對其可行性、可操作性進(jìn)行論證，從而保證水利設(shè)施的興建能夠擁有足夠的豐富多樣的環(huán)境，進(jìn)而將對自然環(huán)境的影響降到最低。

2.3確保河流生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能

與傳統(tǒng)水利工程相比，生態(tài)水利工程除了要保證傳統(tǒng)水利工程的基本原則外，還需要在設(shè)計的時候，充分考慮保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，也就是要維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。而在這一方面，人工建筑物所起的作用則十分有限，只有自然因素經(jīng)過長期的自然選擇后所形成的生態(tài)圈才具備良好的自我修復(fù)功能，發(fā)揮其作用。所以，在生態(tài)水利工程設(shè)計時，應(yīng)盡量避免絕對化的人為力量，應(yīng)充分將人為力量與自然的影響進(jìn)行有機結(jié)合，從而利用生態(tài)系統(tǒng)的自設(shè)計功能和自組織功能，從大自然中選擇合適的物種，形成良好的合力結(jié)構(gòu)。這樣，不僅僅可以取得生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)及恢復(fù)方面的成效，還能降低工程的建設(shè)成本，降低工程造價，獲取更高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

3.生態(tài)水利的應(yīng)用

3.1永興二級水電站樞紐工程生態(tài)環(huán)境設(shè)計是湖南省水電設(shè)計院開展生態(tài)水利設(shè)計的典范工程

設(shè)計之初，技術(shù)人員就確立了“綠色工程和生態(tài)環(huán)境人性家園”的指導(dǎo)思想，把工程定位于生態(tài)旅游風(fēng)景區(qū)和水利工程科普園。通過采用高技術(shù)手段設(shè)計了電站大鵬展翅的屋頂結(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)水電站大壩加高壓線單調(diào)的外形，使其既體現(xiàn)了水工建筑物的特點和功能，又富有韻律感，與周邊植被、地貌等自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。對建筑材料特別注意采用當(dāng)?shù)靥烊徊牧希涌焐鷳B(tài)修復(fù)速度。各種綠化植物盡可能就地取材，對引進(jìn)外來植物物種持慎重態(tài)度。盡量減少人工建筑物對周圍生態(tài)環(huán)境的破壞，留出生態(tài)環(huán)境的過渡區(qū)域和生態(tài)物種的習(xí)慣性空間等等。電站竣工后其生態(tài)設(shè)計效果贏得各級領(lǐng)導(dǎo)的肯定，被人親切稱為“生態(tài)電站”和“綠色電站”。

3.2生態(tài)水利工程應(yīng)用應(yīng)體現(xiàn)與環(huán)境有機結(jié)合

生態(tài)水利工程的設(shè)計應(yīng)當(dāng)充分吸收環(huán)境科學(xué)與工程的理論與技術(shù)，實現(xiàn)水量與水質(zhì)同步科學(xué)配置的目的。當(dāng)前尤其是應(yīng)與水污染防治工程進(jìn)行有機結(jié)合，由于水利工程作用的水量一般較大且具有明顯的季節(jié)性變化，使生態(tài)水利工程的設(shè)計與實施存在較大的挑戰(zhàn)與阻力。如黑龍江省扎龍濕地補水工程，雖然實現(xiàn)了連續(xù)幾年的補水，但由于水質(zhì)不符合濕地水質(zhì)要求，導(dǎo)致濕地水域中底棲生物明顯減少，部分物種消失，一些遷徙水禽不在此處停留。為了減少早田排水挾帶泥沙或污染物進(jìn)入下游湖泊或天然濕地，可以在進(jìn)入湖泊或濕地的過渡帶設(shè)計生態(tài)處理溝渠或氧化塘。而水田排水溝渠可以在植物生長季節(jié)充分蓄水，利用人工溝渠濕地對有機污染物質(zhì)進(jìn)行降解。在缺水地區(qū)種植水稻，特別是在開采地下水種植水稻的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行以水量高效利用與水質(zhì)凈化為目的的生態(tài)水利工程設(shè)計。而這種設(shè)計思路來源于水污染的自然穩(wěn)定塘處理理論與工藝。

結(jié)語：

生態(tài)水利工程的目標(biāo)是促進(jìn)生態(tài)學(xué)與水利工程的結(jié)合，要求工程不僅要滿足人類社會生產(chǎn)發(fā)展需求，而且還要同時滿足河流生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與生物多樣性的需求。目前，生態(tài)水利工程設(shè)計由于經(jīng)驗積累問題上的不足，其發(fā)展較為緩慢，但是隨著人們對人與自然的和諧發(fā)展認(rèn)識的逐漸加深，生態(tài)水利工程的發(fā)展前景將不可限量。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉正茂.生態(tài)水利工程設(shè)計應(yīng)遵循的理論與技術(shù)路線[J].水利發(fā)展研究，2012

篇（2）

引言

水利工程是一項對自然界的地表水和地下水進(jìn)行控制，管理，調(diào)配，保護(hù)，開發(fā)利用以達(dá)到除害興利的目的而修建的工程。隨著水利工程的發(fā)展，優(yōu)于對環(huán)境的保護(hù)，生態(tài)水利工程應(yīng)運而生。

1生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則

1.1安全性和經(jīng)濟性原則

從安全角度來看，生態(tài)水利工程的設(shè)計原則務(wù)必要符合水文學(xué)和工程力學(xué)的相關(guān)規(guī)定，確保工程的規(guī)范性，要考慮雨水腐蝕河床侵蝕沖刷的特性，確保工程的安全穩(wěn)固和持久性。在經(jīng)濟方面要始終保持投入小，風(fēng)險小，收益大的原則進(jìn)行設(shè)計。

1.2空間異質(zhì)性原則

空間異質(zhì)性（spatialheterogeneity）是指生態(tài)學(xué)過程和格局在空間分布上的不均勻性及其復(fù)雜性，具體就是空間異質(zhì)性一般理解為空間綴塊性（patchness）和梯度(gradient)的總和。而綴塊性則主要強調(diào)綴塊的種類組成特征及其空間分布與配置的關(guān)系,比異質(zhì)性在概念上更加具體，空間異質(zhì)性的程度越高，意味著能允許更多的生物生存，這對于生態(tài)水利工程而言是十分重要的。

1.3生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)原則

與傳統(tǒng)水利工程相比，生態(tài)水利工程還需要在設(shè)計的時候充分考慮保護(hù)生態(tài)的自我恢復(fù)原則也就是要維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，因此不能一味用鋼筋混凝土來建造而是要在大自然的基礎(chǔ)上實現(xiàn)人造與“天造”的有機結(jié)合，這樣不僅僅能取得生態(tài)的保護(hù)以及恢復(fù)方面的成效，還能夠降低成本，降低工程造價，一舉多得，實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

1.4調(diào)整式設(shè)計原則

生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整是一個漫長的過程，生態(tài)的群落的演替，群落多樣性的增加都是需要很長時間去完成的。生態(tài)水利工程設(shè)計主要是模仿成熟河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)以后，就開始了自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。生態(tài)的演替是不可控的，它不一定朝著人們所想的方向去發(fā)展，它在時間和空間上都具有一定的不確定性，因此，對于調(diào)整型原則，提倡科研人員，管理者，當(dāng)?shù)鼐用竦壬鐣鞣矫鎻V泛參與，共同對話，協(xié)商，以提高設(shè)計的科學(xué)性。

2生態(tài)水利的重要性

2.1滿足人們對于水資源的需求

水是生命之源，1個人每天需要喝水2L，早晚洗漱需要6L左右，加上餐飲用水，洗澡，洗衣服，衛(wèi)生間等，1a1個人大概需540L，也就是0.54t,按地球的人口來算，每天所要消耗的水資源是1個很龐大的數(shù)字。而生態(tài)水利在傳統(tǒng)水利的基礎(chǔ)上對水工物進(jìn)行優(yōu)化，使它更高效，更環(huán)保地服務(wù)于人們。如果不對水加以調(diào)控，那么人們所需要的水的來源將會成為巨大的問題，生態(tài)水利的優(yōu)勢在于其比傳統(tǒng)水利更加注重于未來，在自然界和人們每日所需之間做出一種平衡。

2.2拯救被破壞的生態(tài)環(huán)境

隨著工業(yè)的發(fā)展，地球的環(huán)境變得越來越不容樂觀，從1984年英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，到1985年美國科學(xué)家證實南極上空存在臭氧洞，人類環(huán)境問題已發(fā)展到當(dāng)代環(huán)境問題階段。在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了不利于人類生存和發(fā)展的征兆，比如酸雨，霧霾等。水資源短缺在全球范圍內(nèi)普遍發(fā)生，因為人類的活動，特別是大規(guī)模的治河工程，導(dǎo)致生態(tài)種類越來越單一化，水同樣也是動物們的生命之本，而生態(tài)水利的目標(biāo)就是恢復(fù)群落的生物多樣性，我相信將來的某一天，在河流的兩畔不再是鋼筋水泥做成的大壩，而是被鳥語花香圍繞著的人工建筑。

3結(jié)語

傳統(tǒng)水利工程以建設(shè)水工建筑物為手段，改造和控制河流，滿足人們防洪和水資源利用等多種需求，而隨著人們時代的進(jìn)步，人們意識到河流不僅僅是可供開發(fā)的資源，更是生命的載體。生態(tài)水利工程作為一門新興學(xué)科，旨在尋求社會經(jīng)濟發(fā)展與自然環(huán)境保護(hù)的平衡點，隨著人們對人與自然和諧發(fā)展認(rèn)識的逐漸加深，生態(tài)水利工程的發(fā)展前景將不可限量。

參考文獻(xiàn)

[1]李維俊.淺談生態(tài)水利發(fā)展現(xiàn)狀[J].內(nèi)蒙古水利,2014(72).

篇（3）

水利工程對經(jīng)濟與社會發(fā)展的巨大作用勿庸置疑。但是也必須看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的干擾【1】。水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)的脅 迫主要表現(xiàn)在兩方面：一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形態(tài)直線化，即將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。包括河道橫斷面幾何 規(guī)則化，即把自然河流的復(fù)雜形狀變成梯形、矩形及弧形等規(guī)則幾何斷面。還包括河床和邊坡材料的硬質(zhì)化，即渠道的邊坡及河床采用混凝土、砌石等硬質(zhì)材料。二 是指自然河流的非連續(xù)化。筑壩是順?biāo)鞣较虻暮恿鞣沁B續(xù)化，流動的河流生態(tài)系統(tǒng)變成了相對靜止的人工湖，流速、水深、水溫及水流邊界條件都發(fā)生了重大變 化。庫區(qū)內(nèi)原來的森林、草地或農(nóng)田統(tǒng)統(tǒng)淹沒水底。陸生動物被迫遷徙。水庫形成后也改變了原來河流營養(yǎng)鹽輸移轉(zhuǎn)化的規(guī)律。由于水庫截留河流的營養(yǎng)物質(zhì)，氣溫 較高時，促使藻類在水體表層大量繁殖，產(chǎn)生水華現(xiàn)象。藻類蔓延遮蓋住大植物的生長使之萎縮，而死亡的藻類沉入水底，在那里腐爛的同時還消耗氧氣。溶解氧含 量低的水體會使水生生物“窒息而死”。由于水庫的水深高于河流，在深水處陽光微弱，光合作用也弱，導(dǎo)致水庫的生態(tài)系統(tǒng)比河流的生物生產(chǎn)量低，相對要脆弱， 自我恢復(fù)能力弱。河流泥沙在水庫淤積，而壩下清水下泄又加劇了對河道的沖蝕，這些變化都大幅度改變了生境。由于靠水庫進(jìn)行人工徑流調(diào)節(jié)，改變了自然河流年 內(nèi)豐枯的水文周期規(guī)律，即改變了原來隨水文周期變化形成脈沖式河流走廊生態(tài)系統(tǒng)的基本狀況。最后，眾所周知，不設(shè)魚道的大壩對于洄游魚類是致命的屏障。另 一類非連續(xù)化是由于河流兩岸建設(shè)的防洪堤造成的側(cè)向水流的非連續(xù)性。堤防妨礙了汛期主流與岔流之間的溝通，阻止了水流的橫向擴展。堤防把干流與灘地和洪泛 區(qū)隔離，使岸邊地帶和洪泛區(qū)的棲息地發(fā)生改變。原來可能擴散到灘地和洪泛區(qū)的水、泥沙和營養(yǎng)物質(zhì)，被限制在堤防以內(nèi)的河道內(nèi)，植被面積明顯減少。魚類無法 進(jìn)入灘地產(chǎn)卵和覓食，也失去了避難所。魚類、無脊椎動物等會減少，導(dǎo)致灘區(qū)和洪泛區(qū)的生態(tài)功能退化。

概況地講，被改造過的河流生 態(tài)系統(tǒng)是由三個子系統(tǒng)組成。即：由動物、植物和微生物組成的生命系統(tǒng)，這是生態(tài)系統(tǒng)的主體。廣義的水文系統(tǒng)，包括地表和地下水體、土地、氣候系統(tǒng)等。再有 就是工程設(shè)施系統(tǒng)，這是人類改造河流的結(jié)果。后面兩個子系統(tǒng)組成生境，是生命支持系統(tǒng)。由于水利工程系統(tǒng)改變了河流形態(tài)，水庫調(diào)度運行又改變了原有的水文 規(guī)律，造成河流生態(tài)系統(tǒng)的生境變化，其結(jié)果可能造成河流生態(tài)系統(tǒng)生物群落多樣性的下降，使生態(tài)系統(tǒng)退化。

對于水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，應(yīng)該采取正視而不是回避的態(tài)度。傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)作為一門重要的工程學(xué)科，以建設(shè)水工建筑物為手段，目的是改造和控制河流，以滿足人們 防洪和水資源利用等多種需求。現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展使我們認(rèn)識到，傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)在力圖滿足人的需求時，卻在不同程度上忽視了河流生態(tài)系統(tǒng)本身的需求。而 河流生態(tài)系統(tǒng)的功能退化，也會給人們的長遠(yuǎn)利益帶來損害。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面，似應(yīng)強調(diào)水利工程在滿足人 類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。從學(xué)科發(fā)展角度看，現(xiàn)在的水利工程學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué)，水利工程規(guī)劃設(shè)計主要對象 是水文系統(tǒng)，往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風(fēng)險等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)的理論及方法，促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合，用以改進(jìn)和完善水 利工程的規(guī)劃及設(shè)計理論，形成水利工程學(xué)的新的學(xué)科分支－生態(tài)水利工程學(xué)（Eco-Hydraulic Engineering）。生態(tài) 水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學(xué)【2】 【3】。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對于已建工程，則是對于被嚴(yán) 重干擾河流重點進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)（生態(tài)產(chǎn)業(yè)）以及環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建 設(shè)的主要手段之一。圖1表示了生態(tài)水利工程在河流生態(tài)建設(shè)中的地位。圖中右側(cè)表示人類活動對自然河流生態(tài)系統(tǒng)的干擾過程，左側(cè)表示人類活動對擾的河流 生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)過程。

這里討論的生態(tài)水利工程學(xué)的基本原則也是生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計的基本原則，筆者試歸納為以下五項內(nèi)容。

1．工程安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的需求。 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。工程設(shè)施必須在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計時，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，動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復(fù)工程的耐久性。

對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟 合理性分析，應(yīng)遵循風(fēng)險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握，生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險。這就需要在規(guī)劃設(shè)計中需要進(jìn) 行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外，充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律，是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。

2.提高河流形態(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)境的空間異質(zhì)性（spacial heterogeneity）存在正相關(guān) 關(guān)系。這里所說的“生物群落”是指在特定的空間和特定的生境下，由一定生物種類組成，與環(huán)境之間相互影響、相互作用，具有一定結(jié)構(gòu)和特定功能的生物集合 體。一般所說的“生物群落多樣性”指生物群落的結(jié)構(gòu)與功能的多樣性。實際上，生物群落多樣性問題是在物種水平上的生物多樣性。

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。一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，就意味著創(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下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)的某種 程度的退化。

河流生態(tài)系統(tǒng)生境的主要特點是：水－陸兩相和水－氣兩相的聯(lián)系緊密性；上中下游的生境異質(zhì)性；河流縱向的蜿蜒性；河 流橫斷面形狀的多樣性；河床材料的透水性等。水－陸兩相和水－氣兩相的緊密關(guān)系，形成了較為開放的生境條件；上中下游的生境異質(zhì)性，造就了豐富的流域生境 多樣化條件；河流縱向的蜿蜒性形成了急流與緩流相間；河流的橫斷面形狀多樣性，表現(xiàn)為深潭與淺灘交錯；河床材料的透水性為生物提供了棲息所。由于河流形 態(tài)異質(zhì)性形成了在流速、流量、水深、水溫、水質(zhì)、水文脈沖變化、河床材料構(gòu)成等多種生態(tài)因子的異質(zhì)性，造就了豐富的生境多樣性，形成了豐富的河流生物群落 多樣性。所以說，提高河流形態(tài)異質(zhì)性是提高生物群落多樣性的重要前提之一【4】。

由于人類活動，特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè)，造 成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度的退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣 性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進(jìn)魚類、鳥類和其它生物物種，生態(tài)水利工程的重點應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河 流的地貌學(xué)原理，為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。

在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后，就應(yīng)該對于河流地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估。 包括河流與相關(guān)濕地、湖泊的形狀與構(gòu)成、水下地形勘測、水位變化幅度、河流平面彎曲度、河流橫斷面形狀及河床材料、急流與深潭比例、河床的穩(wěn)定性及淤積及 侵蝕狀況等，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫。河流生物調(diào)查，包括植物、魚類、鳥類、兩棲動物和無脊椎動物等的物種分布地圖以及規(guī)模和存量，建立生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感 技術(shù)和地理信息系統(tǒng)（GIS）是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。

關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，確定環(huán)境因 子與生物因子的相關(guān)關(guān)系，必要時建立某種數(shù)學(xué)模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn) 化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括：調(diào)查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件，對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分 類和評估。需要強調(diào)的是，在眾多的環(huán)境因子中，識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計和生物棲息地設(shè)計。

3．生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則

有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能的討論始于上世紀(jì)60年代，以后有不同學(xué)科的眾多學(xué)者涉足這個領(lǐng)域。以各種不同形式構(gòu)成的自組織功能，是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要特征。

生態(tài)學(xué)用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現(xiàn)象，也用來說明食物網(wǎng)隨時間的發(fā)展過程。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。自組織的機理是物種 的自然選擇，也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，能夠經(jīng)受自然選擇的考驗，尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個能具有足 夠數(shù)量并能進(jìn)行繁殖的種群。自組織功能原理與達(dá)爾文的進(jìn)化論有相似之處，只是研究的尺度不同而已。達(dá)爾文的進(jìn)化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進(jìn)行 的，而自組織功能是在生態(tài)系統(tǒng)中種群之間發(fā)生的。

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能對于生態(tài)工程學(xué)的意義是什么呢？& nbspH.T.Odum認(rèn)為：“生態(tài)工程的本質(zhì)是對自組織功能實施管理。”（1989）【5】。Mitsch認(rèn)為：“所謂自組織也就是自設(shè)計” （2004)【6】。將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時，生態(tài)工程設(shè)計與傳統(tǒng)水工設(shè)計有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計，建 筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計與此不同，生態(tài)工程設(shè)計是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計，或 者說是輔設(shè)計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、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)，從而完成設(shè)計和實現(xiàn)設(shè)計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明，人 工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半【7】。

我國古代傳統(tǒng)哲學(xué)注重人與自然的和諧相處，老子主張：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。 反映了一種崇尚自然，遵循自然規(guī)律的哲學(xué)觀。在建筑理念方面，提倡“工不曰人而曰天，務(wù)全其自然之勢”（《管氏地理指蒙》），“雖由人作，宛自天開” （《園冶》），都提倡一種效法自然，依靠自然的思想。國際生態(tài)學(xué)界一些學(xué)者認(rèn)為，系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的哲學(xué)理念應(yīng)該追溯到公元前11世紀(jì)中國的周代。其中“陰陽五 行”、萬物競爭共存和相生相克等哲學(xué)思想，體現(xiàn)了促進(jìn)與抑制，成長與腐朽，合成與異化之間的平衡與轉(zhuǎn)化，這些正是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計的特征是對于自然河流實施控制。而設(shè)計生態(tài)水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術(shù)控 制自然界是不可能的，這種一廂情愿的企圖最終往往歸于失敗。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計這個寶貴財富，實現(xiàn)人與自然的和諧。需要強調(diào)的是，地球 上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態(tài)水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學(xué)價值，尋求最佳的生 態(tài)工程方案。

自設(shè)計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設(shè)計理論時，需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時要持慎重態(tài)度，防止生物入侵。

要區(qū)分兩類擾的河流生態(tài)系統(tǒng)。一類是未超過本身生態(tài)承載力的生態(tài)系統(tǒng)，是可逆的。當(dāng)去除外界干擾即卸荷以后，有可能靠自然演替實現(xiàn)自我恢復(fù)的目標(biāo)。另 一類是被嚴(yán)重干擾的生態(tài)系統(tǒng)，它是不可逆的。在去除干擾即卸荷后，還需要輔助以人工措施創(chuàng)造生境條件，再靠發(fā)揮自然修復(fù)功能，有可能使生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)某種程 度的修復(fù)。這就意味著，運用生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則，并不排除工程師和科學(xué)家采用工程措施、生物措施和管理措施的主觀能動性。轉(zhuǎn)貼于 4．景觀尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理應(yīng)該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復(fù)效率要高。小范圍的生態(tài)修復(fù)不但效率低，而且成功率也低。

所謂“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用，提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法，而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問題，也不僅僅是修復(fù)單一動物或修復(fù)河岸植被。

這里說的“景觀”（landscape）是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。關(guān)于生態(tài)學(xué)的尺度問題，O’Neill，認(rèn)為：“生態(tài)學(xué)不可能建立在單一的時空尺度 上，它應(yīng)該適應(yīng)所有尺度的調(diào)查研究。”（1986）【8】。按照這種觀點，尺度和層次成為生態(tài)學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。目前生態(tài)學(xué)理論把生物圈劃分為11個層次， 依次是生物圈、生物群系、景觀、生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群、個體、組織、細(xì)胞、基因和分子。景觀的尺度如何掌握？景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。

為什么在景觀的大尺度上進(jìn)行河流修復(fù)規(guī)劃？首先，水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng)，其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設(shè)施系統(tǒng)。一條河流的廣義水文 系統(tǒng)包括從發(fā)源地直到河口的上中下游地帶的地下水與地表水系統(tǒng)，流域中由河流串聯(lián)起來的湖泊、濕地、水塘、沼澤和洪泛區(qū)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在 一起，形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動和工程設(shè)施作為生境的組成部分，形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負(fù)影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素 之間的相互關(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。如果僅僅考慮河道本身的生態(tài)修復(fù)問題，顯然是把復(fù)雜系統(tǒng)簡單割裂開了。

其次，必須重視水域生 境的易變性、流動性和隨機性的特點，表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化，也表現(xiàn)為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動。這些變化決定了 生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的變化范圍從生境受到限制時期的高 度臨界狀態(tài)到生境擴張時期的冗余狀態(tài)。

再者，要考慮生境邊界的動態(tài)擴展問題。由于動物遷徙和植物的隨機擴散，生境邊界也隨之發(fā)生 動態(tài)變動。Gosselink(1990)在研究水域生態(tài)系統(tǒng)物種管理的尺度問題時認(rèn)為，對于給定需要修復(fù)的物種，考慮的范圍應(yīng)是這個物種的分布區(qū) 【9】。舉例來說，為便于理解，可以借用“流域”這個概念，比如一個地區(qū)野鴨的種群也有一個“鴨域”。所謂“鴨域”的范圍應(yīng)該包括物種個體在惡劣的條件下 遷徙到的任何地方以及支持此物種的生態(tài)系統(tǒng)。這個范圍的邊界，應(yīng)劃定在某特定物種經(jīng)常利用的一個很大的空間內(nèi)。如果進(jìn)一步擴展，還應(yīng)該包括所謂“臨時生 境”，指在自然界對于物種產(chǎn)生脅迫的時期，成為該物種的避難所的地區(qū)。如果這個地區(qū)有若干種標(biāo)志性動物，那么物種管理的范圍邊界將是這些物種“域”的包絡(luò) 圖。另外，還要考慮流域之間的協(xié)調(diào)問題。考慮到河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng)，與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進(jìn)行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán)，一條河流的生態(tài)修復(fù)活動不可能 是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動進(jìn)行協(xié)調(diào)，

最后，河流生態(tài)修復(fù)的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個動態(tài)過 程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。需要對歷史資料進(jìn)行收集、整理，以掌握長時間尺度的河流變化過程與生態(tài)現(xiàn)狀的關(guān)系。河流生態(tài)修復(fù)是靠時間作工作 的。有研究指出，濕地重建或修復(fù)需要大約15到20年的時間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項目要有長期準(zhǔn)備，同時進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。

需要說明的是，對于規(guī)劃、評估、監(jiān)測這些不同的任務(wù)，工作對象的空間尺度可能是不同的。監(jiān)測工作應(yīng)該在盡可能大的尺度內(nèi)進(jìn)行。比如修復(fù)一塊濕地以吸引鳥 類，經(jīng)過一年或者更長的時間均告失敗。這就需要考慮是否有質(zhì)量更好的生境吸引了候鳥而改變了它們的遷徙路線，監(jiān)測工作可能在大陸的范圍內(nèi)開展。而評估工作 可能在跨流域的尺度上進(jìn)行。規(guī)劃工作的尺度可能是流域或河流廊道。所謂“河流廊道”（River corridor）泛指河流及其兩岸與 生物棲息地相關(guān)的土地，也有定義其范圍為河流與對應(yīng)某一洪水頻率的洪泛區(qū)。至于河流修復(fù)工程項目的實施，一般在關(guān)鍵的重點河段內(nèi)進(jìn)行。

5．反饋調(diào)整式設(shè)計原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程，河流修復(fù)工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時間。進(jìn)化的趨勢是結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng) 有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態(tài)系統(tǒng)的演替，即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代 替也需要若干年的時間，期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程設(shè)計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求 最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)【10】【11】。在河流工程項目執(zhí)行以后，就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設(shè)計預(yù)期 的目標(biāo)發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。最頂層的理想狀態(tài)應(yīng)是沒有外界脅迫的自然生態(tài)演進(jìn)狀態(tài)。在河流生態(tài)修復(fù)工程中，恢復(fù)到未受人類干擾的河流原始狀態(tài)往往是 不可能的，可以理解這種原始狀態(tài)是自然生態(tài)演進(jìn)的極限狀態(tài)上限。如果沒有生態(tài)修復(fù)工程，在人類活動的脅迫下生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化，這種狀態(tài)則是極限狀態(tài)的 下限。在這兩種極限狀態(tài)之間，生態(tài)修復(fù)存在著多種可能性。針對具體一項生態(tài)修復(fù)工程實施以后，一種理想的可能是：監(jiān)測到的各生態(tài)變量是現(xiàn)有科學(xué)水平可能達(dá) 到的最優(yōu)值，表示生態(tài)演進(jìn)的趨勢是理想的。另一種差的情況是，監(jiān)測到的各生態(tài)變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態(tài)之間，形成了一個包絡(luò)圖。一項生 態(tài)修復(fù)工程實施后的實際狀態(tài)都落在這個包絡(luò)圖中間。

意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了 自然系統(tǒng)的演替以外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計方法，而是一種反饋調(diào)整式 的設(shè)計方法。是按照“設(shè)計－執(zhí)行（包括管理）－監(jiān)測－評估－調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個流程中，監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物 監(jiān)測和水文觀測。這就需要在項目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行階段性的評估。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié) 構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比 較。評估的結(jié)果不外乎有幾種可能：1）生態(tài)系統(tǒng)大體按照預(yù)定目標(biāo)演進(jìn)，不需要設(shè)計變更；2）需要局部調(diào)整設(shè)計，適應(yīng)新的狀況；3）原來制定的目標(biāo)需要重大調(diào)整，相應(yīng)進(jìn)行設(shè)計。

在反饋調(diào)整式設(shè)計過程中，提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與，通過對話、協(xié)商，以尋求共同利益。提倡多學(xué)科的交流和融合，提高設(shè)計的科學(xué)性。

Design Principles of Eco-hydraulics Engineering

Abstract :The concept of eco-hydraulic engineering is proposed.

It integrates the technology of hydraulic engineering with ecology.

Based on the analysis of stress of hydraulic engineering on river

ecosystem the requirements for ensuring healthy ecosystem and

sustainable development for river are suggested.These requirements

include the principles in five scopes: engineering safety and

economy， spatial heterogeneity of river morphology， self-design

and self-restoration of ecosystem， landscape scale and integrated

river ecosystems restoration and design methodology process based

on feedback and adjustment.

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篇（4）

在以往的水利工程學(xué)中，人們多側(cè)重于自身的需求，對生態(tài)方面有所忽視，進(jìn)而導(dǎo)致很多生態(tài)問題出現(xiàn)。人們在對這些生態(tài)問題反思與改進(jìn)后，推出了生態(tài)水利工程。生態(tài)水利工程以可持續(xù)發(fā)展為理念，通過多種技術(shù)手段，改變以往粗放式的建筑方式，將水利工程和生態(tài)工程有效地融合在一起，實現(xiàn)人類社會與生態(tài)環(huán)境的共同發(fā)展。

1.水利工程的優(yōu)勢與不足之處

水利工程對于人類社會的發(fā)展具有重要意義，其優(yōu)勢重要體現(xiàn)在如下方面：一是水利工程能夠大幅度提高水資源的利用率；二是在水利工程下，很多人工湖泊出現(xiàn)，對城市夏季高溫有顯著的調(diào)節(jié)作用；三是水利工程能夠儲備一定量的水資源，實現(xiàn)水資源的調(diào)用，滿足人類社會的生產(chǎn)與生活需要；四是水利工程能夠有效地減少水土流失的現(xiàn)象。

盡管水利工程給人類社會的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，但其也產(chǎn)生了諸多不利影響，主要表現(xiàn)為：一是水利工程給上游的生態(tài)環(huán)境帶來一定影響，在建設(shè)的過程中，上游水面會升高很多，原本為陸地的部分可能會成為水庫或濕地，陸地上的景觀也會淹沒；二是水利工程給下游的生態(tài)環(huán)境也帶來嚴(yán)重的影響，下游很有可能出現(xiàn)浮游生物惡性繁殖的狀況；三是水利工程會給自然生物帶來嚴(yán)重的影響，影響其正常的繁衍。比方說，很多魚類都在上游產(chǎn)卵，在水利工程的影響下，其無法到上游產(chǎn)卵，嚴(yán)重時會出現(xiàn)物種滅絕的后果；四是水利工程會給周邊地貌帶來很大影響，地質(zhì)穩(wěn)定性被破壞，使得自然災(zāi)害頻發(fā)。除了這些以外，水利工程還會帶來深層次的影響，如水文形勢等。興建的水壩改變河流的流速、水深等，水體自凈能力有所下降，水體密度、水體溫度都發(fā)生變化。倘若水壩位于上游，那么河道內(nèi)徑流量就會增加很多，徑流的速度會降低，使得水體流體變化，甚至導(dǎo)致地殼運動更為活躍，引發(fā)洪水與地震等嚴(yán)重災(zāi)害。

2.生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則

（1）整體性原則

在對河流生態(tài)進(jìn)行修復(fù)規(guī)劃的時候，倘若只是在小范圍內(nèi)進(jìn)行短時間修復(fù)，那么生態(tài)效率將難以提高，修復(fù)效果也大打折扣。所以，在設(shè)計生態(tài)水利工程的過程中，應(yīng)從大景觀的角度出發(fā)，只有這樣，生態(tài)效率才能夠被恢復(fù)，修復(fù)效果才比較理想。從整體的角度來看，這是依托于生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，在各種要素相互作用的基礎(chǔ)上，制定出的河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的方案。該方案具有極強的綜合性，并不簡單的植被修復(fù)。生態(tài)學(xué)領(lǐng)域下的景觀尺度涵蓋時間與空間兩方面。在河流修復(fù)的過程中需要采用大尺度景觀，這是由于：一是水域生態(tài)系統(tǒng)是由多個子系統(tǒng)構(gòu)建而成的，其包括生物系統(tǒng)與人造工程設(shè)施系統(tǒng)。這些系統(tǒng)和生物系統(tǒng)有機融合在一起，共同組建了整個生態(tài)系統(tǒng)。如果水域系統(tǒng)被破壞，單純從河道而進(jìn)行生態(tài)修復(fù)是難以達(dá)到修復(fù)效果的，相關(guān)人員必須靠綜合各種因素之間的作用關(guān)系而制定出可靠的修復(fù)方案。二是在進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的過程中，必須考慮水域生態(tài)環(huán)境的多種特性，如隨機性、流動性與可變性等，因為這些特性直接對生物種群產(chǎn)生影響。三是在設(shè)計的過程中要考慮河流生態(tài)系統(tǒng)的開放性。河流生態(tài)系統(tǒng)本身會與周邊生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)交換，所以僅對河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)是難以達(dá)到修復(fù)效果的。四是河流生態(tài)修復(fù)需要一定的時間，并非一蹴而就的。相關(guān)資料顯示，要重建或修復(fù)一個濕地，所耗費的時間大約為15年到20年。所以，相關(guān)部門與工作人員應(yīng)做好充足的準(zhǔn)備，對所修復(fù)的河流進(jìn)行長時間的監(jiān)測與管理。綜上所述，在進(jìn)行生態(tài)水利工程設(shè)計的過程中，必須立足于整體，做好長期性的規(guī)劃，綜合考慮各種因素，制定出大尺度的景觀方案。

（2）充分利用生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)的原則

和以往的水利工程相比，生態(tài)水利工程在考慮水利工程的相關(guān)原則外，還要充分考慮生態(tài)系統(tǒng)本身的自我修復(fù)能力，最大限度地促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。要想實現(xiàn)這一點，單純地依賴人工建筑物是不可能的。事實上，任何一個生態(tài)圈的出現(xiàn)都是經(jīng)過了漫長的自然考驗的，是各方面因素相互作用的最終結(jié)果，其往往具有極強的修復(fù)能力。因此，在設(shè)計生態(tài)水利工程的過程中應(yīng)充分利用生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)的功能，否則單純依靠人為力量，很有可能會適得其反，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化。最有效的路徑是，將人為力量和大自然有效地結(jié)合在一起，充分利用生態(tài)系統(tǒng)的組織功能，由大自然的選擇恰當(dāng)?shù)奈锓N。在這一方式下，一方面生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)效果顯著提升，另一方面能夠節(jié)約大量的成本，兼顧經(jīng)濟效益與生態(tài)效益，實現(xiàn)雙贏。

（3）保護(hù)水體環(huán)境多樣性的原則

對于生活群落來說，非生物環(huán)境會對其產(chǎn)生多種影響。也就是說，某一地區(qū)，倘若其自然環(huán)境具有多樣性，那么其生物也會具有多樣性。通常，這種多樣性強的生態(tài)系統(tǒng)具有很強的適應(yīng)性，可以應(yīng)對一系列的外部變化。如果水利工程導(dǎo)致水體內(nèi)部環(huán)境趨于單一化，那么其自身m應(yīng)能力將會大幅度下降，難以抵御外界的變化。這樣一來，生態(tài)系統(tǒng)的功能也會逐步喪失。所以，在設(shè)計水利工程的過程中，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)充分了解水域情況和周邊生態(tài)環(huán)境，推出合理的設(shè)計方案，并從多方面對設(shè)計方案進(jìn)行反復(fù)論證。只有這樣，生態(tài)水利工程才會修復(fù)與改良生態(tài)系統(tǒng)，造福人類。

3.結(jié)束語

在當(dāng)前社會下，人們的環(huán)保意識不斷提高，生態(tài)水利工程開始出現(xiàn)。和以往的水利工程不同，生態(tài)水利工程從水域的生態(tài)環(huán)境出發(fā)，充分考慮多種因素，有效地利用生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的雙贏。在設(shè)計生態(tài)水利工程的過程中，設(shè)計人員應(yīng)立足于整體，構(gòu)建大尺度景觀，充分利用生態(tài)系統(tǒng)自身的功能，在確保生態(tài)系統(tǒng)多樣化的前提下，推出合理的生態(tài)水利工程設(shè)計方案。

篇（5）

1生態(tài)水利建設(shè)當(dāng)中應(yīng)遵循的原則

1.1加強河流生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)原則

生態(tài)水利工程是一項系統(tǒng)性、整體性的工程，在水利工程建設(shè)中既要科學(xué)化、合理化又要廣泛涉及到各方面，不只是可以應(yīng)對供水發(fā)電等以及有防洪的功能，并且還要能夠?qū)⑸鷳B(tài)環(huán)境系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)水利工程的建設(shè)不僅需要一定的專業(yè)知識，在建設(shè)的時候需要將水利工程學(xué)原理和生態(tài)學(xué)院原理結(jié)合在一起。在工程設(shè)施上一定要做到符合水文學(xué)以及工程力學(xué)的有關(guān)規(guī)定，以此來確保工程質(zhì)量確保其順利進(jìn)展。工程設(shè)施必須符合相關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，能夠承受一系列自然災(zāi)害造成的影響。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行動態(tài)地探究河勢變化規(guī)律，保證河流工程建設(shè)的質(zhì)量，將修復(fù)工程的次數(shù)降到最低，河流之間是不同的，每條河流都有自己獨特的生態(tài)環(huán)境特點，要對河流生態(tài)環(huán)境進(jìn)行保護(hù)的話，需要對每條河流的情況進(jìn)行分析，然后依據(jù)不同的情況作出相應(yīng)的措施，一次達(dá)到保護(hù)河流生態(tài)環(huán)境的目的。

1.2保護(hù)水體系統(tǒng)的完整性

地球上的水體系統(tǒng)組成包括兩部分，分別是地下水和地表水，所以在保護(hù)水體的時候要考慮到各個方面的因素，以達(dá)到保護(hù)整個水體的目的。

1.3加強對水利工程周邊生物的保護(hù)

對水利工程的建設(shè)務(wù)一定要做到和生物多樣性原則選一致，為在水利工程建設(shè)中保護(hù)生物多樣性，在工程開始建設(shè)之前要對當(dāng)?shù)丨h(huán)境和生物多樣性進(jìn)行調(diào)查。

1.4提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

為發(fā)展經(jīng)濟，我們不得不進(jìn)行經(jīng)濟建設(shè)。因為以往的工程建設(shè)不夠合理所以致使河流受到了很大的污染，生態(tài)環(huán)境的單一化使生態(tài)系統(tǒng)都有了不同程度的退化。生物多樣性的保護(hù)需要通過采取相關(guān)的保護(hù)措施，我們?yōu)榱藢崿F(xiàn)這一目標(biāo)就要進(jìn)行建設(shè)生態(tài)水利工程，建設(shè)生態(tài)水利工程的重點是為了將河流形態(tài)的異質(zhì)性進(jìn)行提高，讓其與自然環(huán)境的發(fā)展相一致，能夠最大程度的保護(hù)生物群。

1.5生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則

生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性是由生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)出來的。自組織的機理是依靠生態(tài)系統(tǒng)的自設(shè)計以及自組織功能，由自然界進(jìn)行合適物種的選擇，然后想成相對合理的組織結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)設(shè)計與設(shè)計完成。生態(tài)水利工程建設(shè)是基于傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計的基礎(chǔ)上，通過應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，采用新的工程理念。使工程建設(shè)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)相統(tǒng)一。河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理是在大規(guī)模、周期性長和可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行，這樣才能確保河流生態(tài)修復(fù)的高效率。通常我們所講的整體性即是指的在出發(fā)點上是生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)構(gòu)造以及性能，使其生態(tài)系統(tǒng)中的各個要素相結(jié)合，進(jìn)而提出綜合的系統(tǒng)性的治理修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的方案。水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng)，當(dāng)水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時，需要對各種造成因素進(jìn)行綜合性、整體性探究。其次，還要重視生物種群的基本生存條件。再者，河流生態(tài)系統(tǒng)和周圍的環(huán)境也有一定的聯(lián)系，兩者可以進(jìn)行能量之間的傳遞以及可以進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)，所以，一條河流的修復(fù)工作需要周圍環(huán)境的配合，兩者相互促進(jìn)，共同協(xié)調(diào)發(fā)展。到最后因為在修復(fù)周期上河流的要相對長，所以在河流的修復(fù)時間尺度上一定要把握好。河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)工作是依靠時間來完成的。

2生態(tài)水利工程的作用和價值

2.1對河床岸坡的保護(hù)更加有力

進(jìn)行生態(tài)水利的建設(shè)可以保證生物的多樣性以及生態(tài)的和諧發(fā)展。在對生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建設(shè)的時候一定要采取更加有利于生態(tài)環(huán)保的手段，才可以做到對河床的岸坡更加合理科學(xué)的保護(hù)。除此以外，在水利工程建設(shè)中需要的建材業(yè)要進(jìn)行非常專業(yè)的嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗，要做到確保河床的穩(wěn)定牢固，避免掉河床岸坡的局部透水從而導(dǎo)致河流堤岸崩潰，決堤。因此，采用水利工程就可以做到很好的防護(hù)。

2.2保護(hù)河流生態(tài)環(huán)境的多樣性

在對生態(tài)水利工程進(jìn)行建設(shè)的時候，要預(yù)先對周邊的環(huán)境進(jìn)行了解，然后根據(jù)實地調(diào)查的結(jié)果對生態(tài)水利工程建設(shè)的過程以及技術(shù)進(jìn)行有效改進(jìn)。

2.3生態(tài)水利工程建設(shè)可以節(jié)約土地資源

生態(tài)水利工程建設(shè)要對工程的施工占地面積縮小，可以采取事先對水利工程進(jìn)行綜合評估的辦法，這樣就可以在施工建設(shè)的時候?qū)⒄嫉孛娣e有效的縮小了，將土地的利用率進(jìn)行了很大程度的提升。并且，也做到了非常有效的將占地面積給工程帶來的影響減小，從而實現(xiàn)了生態(tài)水利工程建設(shè)的實際目的。做到社會發(fā)展的需求以及能夠使生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)可持續(xù)協(xié)調(diào)的發(fā)展。

3對生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析

在生態(tài)水利工程建設(shè)的同時一定要確保效益最大和風(fēng)險最小。在規(guī)劃方案的時候由于不能夠?qū)⑸鷳B(tài)演替的程序以及結(jié)果熟悉掌握，所以要將多個方案進(jìn)行對比選擇，在選擇方案上一定要注重生態(tài)系統(tǒng)的上期定點檢測以及評估。除此以外，要充分將河流生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)規(guī)律利用，以此將投入做到最小，獲得更有利的技術(shù)路線。我們對生態(tài)水利工程建筑的材料質(zhì)地和主體設(shè)計構(gòu)造及工程外型設(shè)計有著高要求，以此來盡可能滿足人們對生活環(huán)境品質(zhì)的追求。節(jié)能工程是重點，為貫徹落實可持續(xù)發(fā)展觀，綠色生產(chǎn)，低耗能生產(chǎn)、提高資源的回收利用等節(jié)能方針，人們一直努力著。不僅在生活中要貫穿低碳節(jié)能理念，在生態(tài)水利工程建設(shè)中同樣更應(yīng)注意節(jié)能環(huán)保。合理利用材料資源，回收利用，這樣不僅可以節(jié)約建筑成本更重要的是減少了資源的浪費和對生態(tài)環(huán)境的破害。最大限度地做好生態(tài)水利工程建設(shè)。

4總結(jié)

雖然生態(tài)水利工程建設(shè)有一定發(fā)展，但仍面臨施工難度大，工程技術(shù)高，施工設(shè)備不健全，人員管理不善，風(fēng)險多等困難。因此需要我們不斷學(xué)習(xí)，引進(jìn)新設(shè)備，改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，加強施工管理等進(jìn)一步去協(xié)調(diào)完善整個工程。作出最細(xì)致的網(wǎng)絡(luò)圖。網(wǎng)絡(luò)圖是在施工的時候用到的，施工按照網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行，同時還要將現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行反饋，對圖做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，對突發(fā)事件作出及時的措施。

參考文獻(xiàn)：

篇（6）

中圖分類號：TV 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009―914X（2013）35―548―01

1、水利工程建設(shè)的現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟的發(fā)展以及社會人口的不斷增加，水越來越被人們所重視，人們對水資源的需要日益增加，從另一方面想工，工業(yè)的進(jìn)步會產(chǎn)生許多難處理的工業(yè)三廢。，這些三廢就會排放的水體里從而污染了水域，水利工程建設(shè)就顯得尤為重要。現(xiàn)在的水利工程在調(diào)節(jié)農(nóng)業(yè)的發(fā)展的同時反而污染了環(huán)境形成了惡性循環(huán)，造成了河流的形態(tài)發(fā)生了變化，河流的多樣性降低，導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的退化。總體來講現(xiàn)在的水利工程的生態(tài)化是亟待建成的。

2生態(tài)水利工程的重要性

水利工程學(xué)是一門綜合性的學(xué)科，它是由工程力學(xué)和水文學(xué)的綜合。從它的組成來看它即需要有現(xiàn)代化的科學(xué)知識也同樣需要水生態(tài)方面的知識。生態(tài)水利工程的建設(shè)重點是在生態(tài)方面，建成的目的是要它具有對河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)的能力，對河流進(jìn)行改造，從而達(dá)到一個健康的循環(huán)。

在水域生態(tài)系統(tǒng)紊亂的今天，建設(shè)好生態(tài)水利工程顯得尤為重要而水利工程對水域系統(tǒng)的破壞性很大，所以在規(guī)劃和施工過程中都要本著生態(tài)性原則進(jìn)行操作，可以說生態(tài)水利工程以后將是水利工程學(xué)領(lǐng)域一項不可或缺的工程。

綜上所述，水利工程對生態(tài)系統(tǒng)具有雙重影響，要充分利用其正面影響，可以帶來生活上的便利、經(jīng)濟上的發(fā)展、環(huán)境上的改善等等，利用不合理將會帶來許多方面的危害。

3生態(tài)水利工程建設(shè)的基本原則

3.1水利工程建設(shè)要做到既安全又經(jīng)濟

生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)健康和可持續(xù)性的需求。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。工程設(shè)施必須在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計時，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，動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復(fù)工程的耐久性。同時施工方應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照圖紙要求操作，不得擅自修改，以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性，在確保質(zhì)量問題的前提下，做到合理利用材料、合理布置人員分布，避免浪費不必要的錢財。

3.2保持和恢復(fù)河流形態(tài)的異質(zhì)性的原則

從對生物群落的大量研究資料表明，生物群落的多樣性和生境空間異質(zhì)性存在著正相關(guān)的關(guān)系，某個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，就表示創(chuàng)造了多樣性的小生境，能容納的物種也自然多，生態(tài)水利工程旨在恢復(fù)或者提高生物群落的多樣性，維持生物群落在一個穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，但修復(fù)過程也不是人為的增加某些物種或者生物，生態(tài)水利工程的重點應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，使其符合自然河流的地貌學(xué)原理，為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。

在生態(tài)水利工程的設(shè)計過程中，必須要有效的促進(jìn)河流生態(tài)的空間異質(zhì)性的提高，這樣才能促進(jìn)河流生態(tài)環(huán)境中物種的數(shù)量不斷增加，從而促進(jìn)生物群的多樣性的回復(fù)。當(dāng)確定河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)目標(biāo)以后，需要對河流生態(tài)系統(tǒng)中的生物種類和密度進(jìn)行詳細(xì)的勘察，建立詳細(xì)的資料庫，同時對于河流的自然環(huán)境也要有詳細(xì)的勘察，包括河流的水溫、流蘇、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化等等，只有對自然生態(tài)環(huán)境有詳細(xì)的掌握，才能為生物群落的生長創(chuàng)造最佳的條件，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能。生態(tài)水利工程在具備人們所期望的水利功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，依靠自組織的功能實現(xiàn)自我修復(fù)，依靠生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能形成科學(xué)的河流生態(tài)環(huán)境，自我選擇適合的生物物種，進(jìn)而形成一個完整的河流生態(tài)系統(tǒng)。

3.3景觀尺度及整體性原則

河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)應(yīng)當(dāng)是建立在對景觀的長期保持的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，而且必須是大尺度和整體性的，并不是針對某一范圍內(nèi)的系統(tǒng)進(jìn)行恢復(fù)，小范圍的生態(tài)修復(fù)成功率較低，而且在生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)效率方面也較低，所以，生態(tài)水利工程的設(shè)計過程中，必須要注重大尺度、整體性的修復(fù)。景觀大尺度的原則包括空間尺度和時間尺度兩種，而在河流系統(tǒng)受到威脅時，往往也會從這兩個角度體現(xiàn)，所以需要對尺度的要素進(jìn)行綜合的研究，科學(xué)的掌握河流生態(tài)系統(tǒng)本身所具有的流動性、易變性等特點，對生物群落生存的基本條件進(jìn)行整體性的創(chuàng)造與恢復(fù)，才能保證生態(tài)水利工程的運行與河流的動態(tài)演進(jìn)過程保持一致，從而促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。

需要說明的是，對于規(guī)劃、評估、監(jiān)測這些不同的任務(wù)，工作對象的空間尺度可能是不同的。監(jiān)測工作應(yīng)該在盡可能大的尺度內(nèi)進(jìn)行。比如修復(fù)一塊濕地以吸引鳥類，經(jīng)過一年或者更長的時間均告失敗。這就需要考慮是否有質(zhì)量更好的生境吸引了候鳥而改變了它們的遷徙路線，監(jiān)測工作可能在大陸的范圍內(nèi)開展。而評估工作可能在跨流域的尺度上進(jìn)行。規(guī)劃工作的尺度可能是流域或河流廊道。所謂河流廊道泛指河流及其兩岸與生物棲息地相關(guān)的土地，也有定義其范圍為河流與對應(yīng)某一洪水頻率的洪泛區(qū)。至于河流修復(fù)工程項目的實施，一般在關(guān)鍵的重點河段內(nèi)進(jìn)行。

3.4符合生態(tài)反饋調(diào)節(jié)的原理

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程，河流修復(fù)工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時間。進(jìn)化的趨勢是結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態(tài)系統(tǒng)的演替，即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間，期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程設(shè)計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項目執(zhí)行以后，就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設(shè)計預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。最頂層的理想狀態(tài)應(yīng)是沒有外界脅迫的自然生態(tài)演進(jìn)狀態(tài)。在河流生態(tài)修復(fù)工程中，恢復(fù)到未受人類干擾的河流原始狀態(tài)往往是不可能的，可以理解這種原始狀態(tài)是自然生態(tài)演進(jìn)的極限狀態(tài)上限。如果沒有生態(tài)修復(fù)工程，在人類活動的脅迫下生態(tài)系統(tǒng)會進(jìn)一步惡化，這種狀態(tài)則是極限狀態(tài)的下限。在這兩種極限狀態(tài)之間，生態(tài)修復(fù)存在著多種可能性。針對具體一項生態(tài)修復(fù)工程實施以后，一種理想的可能是：監(jiān)測到的各生態(tài)變量是現(xiàn)有科學(xué)水平可能達(dá)到的最優(yōu)值，表示生態(tài)演進(jìn)的趨勢是理想的。另一種差的情況是，監(jiān)測到的各生態(tài)變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態(tài)之間，形成了一個包絡(luò)圖。一項生態(tài)修復(fù)工程實施后的實際狀態(tài)都落在這個包絡(luò)圖中間。

結(jié)語：這片文章闡述了水利工程的現(xiàn)狀、重要性。簡單的介紹了生態(tài)水利工程建設(shè)的四項基本原則。生態(tài)水利工程的建設(shè)要在保證正常的生活生產(chǎn)的需要也要基于保護(hù)生態(tài)環(huán)境出發(fā)。這有利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的原則。在為人類取得利益的同時，保護(hù)環(huán)境也是一個很重要的戰(zhàn)略思想。在建設(shè)的過程中要通過科學(xué)家、管理者以及當(dāng)?shù)氐木用竦墓餐瑓f(xié)商而得出一個較為合理的實施方案。

參考文獻(xiàn)：

篇（7）

中圖分類號：TV文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

引言

隨著社會的全面發(fā)展及社會生活水平的顯著提升，水利工程等基礎(chǔ)設(shè)施工程在人們的生產(chǎn)及生活活動中發(fā)揮的作用越來越大，但隨著全社會范圍內(nèi)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展工程的普遍開展及社會各界生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識提升，越來越多的人水利工程設(shè)計中生態(tài)學(xué)原理運用的重要性，為順應(yīng)發(fā)展的需求，在水利工程規(guī)劃建設(shè)領(lǐng)域逐步完善起生態(tài)水利工程的理念及具體的規(guī)劃設(shè)計原則，為引導(dǎo)水利工程發(fā)揮更大的社會效益、生態(tài)效益及經(jīng)濟效益具體著重要意義

一、關(guān)于生態(tài)水利工程的概念

水利工程能夠提供給經(jīng)濟和社會發(fā)展進(jìn)步的強大動力，但在其產(chǎn)生良好的經(jīng)濟和社會效益的同時，也會對河流等的自然生態(tài)系統(tǒng)造成一定方面、程度的破壞和干擾。生態(tài)水利工程是現(xiàn)代化水利建設(shè)的新成果和理念，綜合了工程力學(xué)以及水文學(xué)的學(xué)科，是一項對于傳統(tǒng)水利工程的重大改革。生態(tài)水利工程是吸收了關(guān)于生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)的，利用工程力學(xué)以及水文學(xué)的融合理念，從而不斷改進(jìn)的水利工程建設(shè)。生態(tài)水利工程就是要用現(xiàn)代化以及科學(xué)化的理念和原理指導(dǎo)水利工程的建設(shè)，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟建設(shè)的良性互動，在對傳統(tǒng)水利工程進(jìn)行改造時考慮了對自然生態(tài)環(huán)境修復(fù)的目的。對已經(jīng)修建的對自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞的工程就行整治，新修建的水利工程則必須是具備科學(xué)、經(jīng)濟、環(huán)保的現(xiàn)代化發(fā)展理念的基礎(chǔ)建設(shè)。

二、生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則

1、工程安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的需求。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。工程設(shè)施必須在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計時，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，動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復(fù)工程的耐久性。對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析，應(yīng)遵循風(fēng)險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握，生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險。這就需要在規(guī)劃設(shè)計中需要進(jìn)行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外，充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律，是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。

2、生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、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。自組織的機理是物種的自然選擇，也便是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，可以經(jīng)受自然選擇的考驗，尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時，生態(tài)工程設(shè)計與過去水工設(shè)計有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計，建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最后可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計與此不一樣，生態(tài)工程設(shè)計是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計，大概說是幫設(shè)計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、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)，從而完成設(shè)計和實現(xiàn)設(shè)計。

3、確保水體內(nèi)部環(huán)境多樣性原則

水利工程的建設(shè)如果對水體內(nèi)部的環(huán)境造成破壞，會導(dǎo)致水體以及水下生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化，使其逐漸喪失對外界不利影響的抵抗能力。水體自凈能力的消退，使其原有的物種和生態(tài)環(huán)境都受到牽連，逐漸的向單一化發(fā)展。因此，生態(tài)水利工程在建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計階段，工作人員就應(yīng)該對河流的相關(guān)資料進(jìn)行搜集，對水文情況進(jìn)行詳細(xì)的了解，對水體的物種和生態(tài)環(huán)境進(jìn)行掌握，進(jìn)而請環(huán)境專家對水利工程的設(shè)計對生態(tài)的影響程度進(jìn)行評估，盡量降低水利工程的建設(shè)對河流環(huán)境的影響，保護(hù)河流水體內(nèi)部環(huán)境多樣化。

4、景觀尺度和整體性設(shè)計原則

為保證河流生態(tài)系統(tǒng)高效的得到修復(fù)，應(yīng)該遵循大尺度長久性的修復(fù)原則。河流生態(tài)環(huán)境是一個動態(tài)的演變過程，都需要很久的時間來進(jìn)行不斷的發(fā)展變化。因此在進(jìn)行生態(tài)水利工程的規(guī)劃和設(shè)計時，應(yīng)該對河流的資料進(jìn)行全面的收集和整理，對河流的歷史和演變過程以及現(xiàn)有的生態(tài)狀況進(jìn)行掌握。河流生態(tài)環(huán)境的修復(fù)是一個長時間的過程，不是短期內(nèi)就可以完成的。另外，尺度的把握可根據(jù)不同的工作階段進(jìn)行適時的調(diào)整，根據(jù)實際情況的需要決定工作的尺度變化。保持整體性的設(shè)計原則，是指對河流整體生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)功能，對生態(tài)系統(tǒng)中各個因素之間的關(guān)系和作用進(jìn)行了解，在此基礎(chǔ)上得出有效的生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方案。

5、提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

通常情況下，一個地區(qū)的生存空間異質(zhì)性越高，則說明其內(nèi)部含有多個不同的小環(huán)境，可以允許多種不同種類的生物共存。反之，生存空間異質(zhì)性越低，則其可以容納的生物種類越少，這必然會使該空間內(nèi)的生物群落環(huán)境變得日益單調(diào),這時在生物群落的性質(zhì)和密度方面都會產(chǎn)生不同程度的退化。在傳統(tǒng)水利工程的建設(shè)的過程之中，對于河流的自然性和連續(xù)性進(jìn)行了人工的切斷，使得河流環(huán)境在一定程度上就會變得單一化，進(jìn)而形成河流生態(tài)系統(tǒng)的退化。所以，在生態(tài)水利工程的設(shè)計的過程之中，務(wù)必要有效的促進(jìn)河流生態(tài)的空間異質(zhì)性的提高，這樣才能促進(jìn)生態(tài)環(huán)境中物種的數(shù)量不斷增加，從而促進(jìn)生物群的多樣性的恢復(fù)。確定河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)目標(biāo)以后，需要對河流生態(tài)系統(tǒng)中的生物種類和密度進(jìn)行詳細(xì)的勘察，建立詳細(xì)的資料庫，這時對于河流的自然環(huán)境也要有詳細(xì)的勘察，包括河流的水溫、流速、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化等等，只有對自然生態(tài)環(huán)境有詳細(xì)的掌握，才能為生物群落的生長創(chuàng)造最佳的條件，在此基礎(chǔ)之上來充分的實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能。

6、反饋調(diào)整式設(shè)計原則

生態(tài)水利工程設(shè)計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。因生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性，使生態(tài)水利工程設(shè)計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計方法，而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計方法，即按照“設(shè)計-執(zhí)行-監(jiān)測-評估-調(diào)整”流程反復(fù)循環(huán)進(jìn)行。在這個流程中，監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測，需要在項目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行長期觀測。同時還需要建立一套河流健康的評估體系，用以評估河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。

結(jié)束語

水利工程在社會生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，但這時也會對生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響，尤其是對與河流生態(tài)來說，對與河流的連續(xù)性和流動性產(chǎn)生了不同程度的影響，使得水流、水溫等自然規(guī)律都發(fā)生了一定的變化，這些變化的存在破壞了河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。所以說，在現(xiàn)代水利工程建設(shè)的工作之中，務(wù)必要對社會發(fā)展需求與生態(tài)健康之間的關(guān)系進(jìn)行一個科學(xué)的衡量，在建設(shè)生態(tài)水利工程的要求之下，堅持必要的設(shè)計原則，才可以促進(jìn)生態(tài)水利工程建設(shè)的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)

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中圖分類號：TV文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號：

引言

生態(tài)水利工程對社會的進(jìn)步和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展都有著非常重要的作用，與常規(guī)的水利工程不同，它將人類利益與生態(tài)環(huán)境緊密聯(lián)系，需要我們高度重視，本文通過對水利工程的現(xiàn)狀分析及水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響提出生態(tài)水利工程的重要性，并闡述了如何進(jìn)行生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計和施工問題。

1、當(dāng)前生態(tài)水利工程設(shè)計工作面臨的困難

1.1 當(dāng)前的生態(tài)水利工程設(shè)計缺乏基于不同區(qū)域的評價標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計方法

生態(tài)水利工程對于工程的服務(wù)目標(biāo)具有明顯的地域性區(qū)別，因為對于不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境來說它們都具有自己的特點，所以生態(tài)水利工程每個地區(qū)也應(yīng)該具有不同的特點，必須因地制宜的進(jìn)行設(shè)計和規(guī)劃。對于我國的生態(tài)水利工程建設(shè)來說也有了一些大體的方法和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但是對于不同地區(qū)的工程來說就沒有具體的設(shè)計指標(biāo)和參考模式。因此，對于我國現(xiàn)階段的生態(tài)水利工程的設(shè)計和建設(shè)來說還具有很大的問題，最主要的就是缺乏針對于不同地區(qū)生態(tài)環(huán)境特點的把握以及因地制宜的不同設(shè)計方案，這也是下一步工作中應(yīng)該主要解決的問題。

1.2 生態(tài)水利工程設(shè)計工作的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的確定比較難

對于生態(tài)水利工程來說其建設(shè)的目標(biāo)和任務(wù)與原有單一的水利工程建設(shè)來說有所不同，它更加注意維護(hù)和保證生態(tài)環(huán)境的健康和發(fā)展，主要任務(wù)和目標(biāo)就是實現(xiàn)人類和生態(tài)系統(tǒng)的和諧相處。所以基于這種特殊的任務(wù)，生態(tài)水利工程建設(shè)的第一步就是確定好設(shè)計的目標(biāo)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，對于工程要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)都要有一個具體的量化。目前我國的生態(tài)保護(hù)工作的目標(biāo)還都處于定向描述的階段，沒有明確的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，也沒有具體量化的一些要求，所以這也就給工程的予期目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)以及工程的建設(shè)質(zhì)量都帶來了一定的困難。

1.3 生態(tài)水利工程設(shè)計缺少生態(tài)水文測驗資料

生態(tài)水文的測驗資料是生態(tài)水利工程設(shè)計的關(guān)鍵和重要參考內(nèi)容。如果不能從水文測驗站的觀測資料去分析水文過程對生態(tài)過程的正負(fù)影響機理，就很難基于生態(tài)系統(tǒng)的自組織規(guī)律尋求生態(tài)水利工程的設(shè)計理論、方法與技術(shù)參數(shù)。當(dāng)前，我國水文測驗工作相對落后，水文測驗站還不能適應(yīng)當(dāng)前生態(tài)水利工程設(shè)計對資料的需求。有關(guān)生態(tài)水文站方面的設(shè)計與布局在我國還未正式開展，國內(nèi)也少有報道，不過我國已經(jīng)提高了對這方面工作的重視程度，經(jīng)過一段時間的努力也會有一定的發(fā)展的。

1.4 生態(tài)水利工程設(shè)計技術(shù)人才匱乏、高水平的設(shè)計不易

實現(xiàn)生態(tài)水利工程是水利工程和生態(tài)學(xué)的有機結(jié)合，需要生態(tài)水利工程的設(shè)計人員不僅具備水利工程設(shè)計的知識和經(jīng)驗，還要具備生態(tài)保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)學(xué)的理論和知識。以往的人才培養(yǎng)目標(biāo)和方向，使兩者分屬于不同的學(xué)科與專業(yè)，具有兩方面綜合知識和設(shè)計能力技術(shù)人才匱乏，加之生態(tài)水利工程的實踐活動的經(jīng)驗缺乏，可以參考與借鑒的設(shè)計項目有限，難以保證生態(tài)水利工程的設(shè)計水平和質(zhì)量。

2、生態(tài)水利工程設(shè)計的基本原則

2.1 確保工程的安全性和經(jīng)濟性

生態(tài)水利工程作為水利工程的分支，首先要遵守水利工程的設(shè)計原則，保證工程安全性是任何水利工程設(shè)計的最基本的原則。設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)深入實際，充分考察水體的水質(zhì)、水流等基本情況，進(jìn)而充分考慮水對建筑物的侵蝕作用、對泥沙的堆積和搬運作用，同時還應(yīng)全面把握河道走勢的自然規(guī)律等。只有保證了工程的穩(wěn)定性、持久性以及設(shè)施的安全，才能確保建筑物持久地發(fā)揮其功能。在保證了工程安全性的同時，我們還應(yīng)對工程的經(jīng)濟性進(jìn)行合理分析，力求實現(xiàn)資金投入最少、經(jīng)濟小于和生態(tài)效益最大化的基本原則。

2.2 保證水體內(nèi)部環(huán)境的多樣性

相關(guān)調(diào)查顯示，一個地區(qū)的非生物環(huán)境的多樣性能夠影響其生活群落的多樣性。也就是說，如果一個地區(qū)的自然環(huán)境種類多樣，當(dāng)?shù)氐纳锓N類也會日漸豐富，食物鏈的組成也將更復(fù)雜，這樣生態(tài)系統(tǒng)對外界變化的適應(yīng)能力和抵抗能力越強。如果我們興建的水利工程致使該流域內(nèi)的水體內(nèi)部環(huán)境日趨單一化，那么，就會導(dǎo)致水生生物種類多樣性的減少、食物鏈結(jié)構(gòu)逐漸簡化、生態(tài)系統(tǒng)日趨單一化，造成水體對外界變化的適應(yīng)能力和抵抗能力降低，自然凈化能力逐漸下降，并逐步喪失其基本功能。所以，在水利工程設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要對河流的近期及遠(yuǎn)期的水文情況進(jìn)行深入了解，掌握生物種類與生態(tài)環(huán)境間的關(guān)系，進(jìn)而對設(shè)計草案組建數(shù)學(xué)模型，對其可行性、可操作性進(jìn)行論證，從而保證水利設(shè)施的興建能夠擁有足夠的豐富多樣的環(huán)境，進(jìn)而將對自然環(huán)境的影響降到最低。

2.3 確保河流生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能

與傳統(tǒng)水利工程相比，生態(tài)水利工程除了要保證傳統(tǒng)水利工程的基本原則外，還需要在設(shè)計的時候，充分考慮保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，也就是要維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。而在這一方面，人工建筑物所起的作用則十分有限，只有自然因素經(jīng)過長期的自然選擇后所形成的生態(tài)圈才具備良好的自我修復(fù)功能，發(fā)揮其作用。所以，在生態(tài)水利工程設(shè)計時，應(yīng)盡量避免絕對化的人為力量，應(yīng)充分將人為力量與自然的影響進(jìn)行有機結(jié)合，從而利用生態(tài)系統(tǒng)的自設(shè)計功能和自組織功能，從大自然中選擇合適的物種，形成良好的合力結(jié)構(gòu)。這樣，不僅僅可以取得生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)及恢復(fù)方面的成效，還能降低工程的建設(shè)成本，降低工程造價，獲取更高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

2.4 確保河流生態(tài)系統(tǒng)的整體性

在傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)過程中，水體常被人為地劃分成不同功能且相對封閉的小區(qū)域，影響了水體之間的相互聯(lián)系，極大地降低了水體內(nèi)不同小環(huán)境之間的能量交換及物質(zhì)交換速度，從而人為地破壞來河流生態(tài)形同的穩(wěn)定性和整體性。生態(tài)水利工程在設(shè)計時，應(yīng)充分掌握施工流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)各要素之間的相互關(guān)系及作用方式，盡最大限度地保持并恢復(fù)水體的原始狀態(tài)，確保河流的生態(tài)系統(tǒng)的整體性不受到外力的破壞，而不能僅僅是在工程結(jié)束后，單純地對河道水文系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)或是只對河岸的植被進(jìn)行修復(fù)。

2.5 確保建立完善的河流生態(tài)系統(tǒng)和水利設(shè)施之間的反饋機制

生態(tài)水利工程設(shè)計以成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)為主要參照物，并充分利用生態(tài)學(xué)可的相關(guān)理論和環(huán)境工程的先進(jìn)技術(shù)，力求打造一個健康的、可持續(xù)發(fā)展的河流生態(tài)系統(tǒng)，從而保證工程設(shè)施內(nèi)部的各自然要素可以在不需要人工干預(yù)的環(huán)境自發(fā)地進(jìn)行活動，維持生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定和河流水體的質(zhì)量。通常這種自發(fā)活動的方向不是單向的，這種不確定性使得生態(tài)水利工程的設(shè)計應(yīng)遵循一種“反饋調(diào)整”的設(shè)計方法，也就是說，在設(shè)計方案執(zhí)行之后，仍舊需要對水體的環(huán)境進(jìn)行長期的監(jiān)督和評價，并根據(jù)反饋的信息對水利工程項目進(jìn)行不斷的調(diào)整與完善。

結(jié)束語

生態(tài)水利工程是一門將生態(tài)學(xué)和工程學(xué)很好的結(jié)合在一起的一門學(xué)科，也是將人與自然和諧相處的思想很好的運用于實際的學(xué)科。該學(xué)科最主要的特點就是順應(yīng)了人類和時展的需要，我國雖然說在這方面技術(shù)起步的比較慢，不過目前也越來越重視該學(xué)科的發(fā)展，尤其是對于在生態(tài)水利工程設(shè)計原則方面存在的問題，也在運用大量的人力物力去研究，借鑒了許多國外的先進(jìn)經(jīng)驗和技術(shù)方法，也初步形成了一些設(shè)計原則，雖說還不太完善，不過在將來的不斷研究和發(fā)展中，最終會取得比較大的進(jìn)步和提高。

參考文獻(xiàn)

篇（9）

水利工程的建設(shè)必然對生態(tài)環(huán)境帶采影響。在水利工程建設(shè)中，無論是規(guī)劃設(shè)計，還是施工及運行管理，都要始終遵循環(huán)境保護(hù)和生態(tài)水利這一基本原則。

1 水利工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的保護(hù)

1.1正確認(rèn)識水利工程與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系

水利工程是除水害、興水利，保護(hù)人民生命財產(chǎn)安全，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活服務(wù)的一項工程。從資源的角度來看，水利工程是開發(fā)利用資源的工作；而從生態(tài)環(huán)境的觀點來看，水利工程也是人類通過對水資源的調(diào)節(jié)、控制以改善生態(tài)環(huán)境，維持新的生態(tài)平衡的工作。水利與生態(tài)相聯(lián)系就是把水利工程與生態(tài)保護(hù)問題相結(jié)合，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展。

1.2水利工程帶來的問題

當(dāng)前，我國水利工程面臨著一些較為突出的問題。一是我們已經(jīng)或?qū)⒁_發(fā)利用的水資源受到嚴(yán)重污染，造成水域環(huán)境惡化，生態(tài)失調(diào)，嚴(yán)重影響著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民的健康；二是在流域規(guī)劃、河湖治理、興修大量水利工程設(shè)施發(fā)揮顯著水利效益的同時，改變了環(huán)境，帶來了生態(tài)環(huán)境方面的問題。

1.3生態(tài)環(huán)境對設(shè)計、施工和運行的要求

水利工程技術(shù)要求高，建設(shè)工期長，一般要經(jīng)歷規(guī)劃設(shè)計、施工、運用管理等幾個階段。但不論哪個階段，生態(tài)環(huán)境監(jiān)測資料是不可缺少的基本資料。從規(guī)劃設(shè)計階段開始，對壩軸線的選擇、水工建筑物的布置、模型試驗、工程設(shè)計、工期安排、工程概算等，施工階段中對圍堰建筑、基坑開挖、混凝土澆筑、砂石骨料開采、截流與導(dǎo)流施工期用水，直至工程建成投產(chǎn)，以及各個建筑物的安全管理，科學(xué)合理地調(diào)度運用，興建前后生態(tài)環(huán)境因素的變化研究等，都需要提供生態(tài)環(huán)境因子的各項監(jiān)測資料和分析成果。因此，生態(tài)環(huán)境問題直接關(guān)系到水利工程的設(shè)計、施工質(zhì)量和工期長短、投資的節(jié)約、工程效益的發(fā)揮等各個方面。

1.4生態(tài)環(huán)境檢測

水利工程生態(tài)環(huán)境監(jiān)測不同于一般江河的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測。它是在一定的地區(qū)和范圍、特定的環(huán)境和時間內(nèi)進(jìn)行的。其針對性強，目的明確，不同的自然地理條件、不同的工程建設(shè)項目、不同的工程進(jìn)度，都有不同的內(nèi)容和要求。對水流流向、流態(tài)、泥沙運動、水溫結(jié)構(gòu)、水質(zhì)、底質(zhì)沉積物及水體生物、現(xiàn)狀與變化趨勢等需作綜合的監(jiān)測規(guī)劃，以適應(yīng)水利工程建設(shè)的需要，以促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的良性發(fā)展。

1.5生態(tài)系統(tǒng)的劃分

生態(tài)系統(tǒng)的劃分是多種多樣的。一條河流、一個水庫、一個村莊，甚至一塊農(nóng)田都可以看作是一個生態(tài)系統(tǒng)。復(fù)雜巨大的生態(tài)系統(tǒng)，是由許多較為簡單的、大小不同的生態(tài)系統(tǒng)所組成。

生態(tài)系統(tǒng)是可變的，人類可以設(shè)法改變某些生態(tài)系統(tǒng)為自己服務(wù)。為此，我們應(yīng)該研究水利工程生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成和它的功能，研究水利工程建設(shè)建前后的生態(tài)平衡條件和演變發(fā)展的規(guī)律，探討環(huán)境因素的改變對生態(tài)的影響，以及如何才能創(chuàng)造有利于人類生產(chǎn)、生活的生態(tài)環(huán)境。

1.6生態(tài)系統(tǒng)的可變性

建設(shè)水利工程，一般都遵循“除害興利，綜合利用”的原則，而且對人類環(huán)境大都有所改、善。水利工程與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系是極其復(fù)雜的。這些個關(guān)系之間既互相聯(lián)系、互相滲透、互相制約，有時又互為因果、難以截然分開。

2 對水利工程建設(shè)生態(tài)環(huán)境的要求

2.1規(guī)劃設(shè)計階段

生態(tài)環(huán)境應(yīng)密切結(jié)合水利工程的社會效益、經(jīng)濟效益進(jìn)行總體規(guī)劃和設(shè)計，基本保證要有較好的生態(tài)環(huán)境效益。按照我國現(xiàn)行的有關(guān)水利工程設(shè)計規(guī)范，工作程序分為選點、初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計、施工詳圖等階段。規(guī)劃階段的基本工作包括水庫各種特征水位、功能、航運、漁業(yè)、環(huán)境生態(tài)、人群健康、水庫移民、移民區(qū)的興建及工業(yè)城鎮(zhèn)布局規(guī)劃等方面的設(shè)計，而這些都需要生態(tài)環(huán)境監(jiān)測調(diào)查資料作為依據(jù)，尤其是要弄清施工前的本來狀況，充分考慮對生態(tài)環(huán)境的影響。

2.2施工階段

2.2.1施工布局不能使生態(tài)環(huán)境惡化

水利工程建設(shè)，由于施工隊伍龐大，工程施工機械化程度高，因此對施工階段的生態(tài)環(huán)境應(yīng)統(tǒng)一規(guī)劃，加強管理，嚴(yán)防污染大氣、水源和流行疾病的傳播。施工所帶來的噪音、飛塵、煙霧及污水，應(yīng)采取多種措施，控制其影響。

2.2.2施工開挖對生態(tài)環(huán)境的破壞不可低估

水利工程建設(shè)期間，需要開發(fā)交通、興建碼頭等，工程開挖量大，要防止因開挖對生態(tài)環(huán)境的影響，尤其應(yīng)注意對資源和生態(tài)種群的破環(huán)。

2.2.3研究河床覆蓋沖污及污染物的淤積情況

在圍堰布置、水工澆筑、截流等進(jìn)程中，要了解生態(tài)環(huán)境因素。如研究河床的抗沖能力時，對河床地質(zhì)環(huán)境、河床河底沉積物等，都要取樣監(jiān)測，不僅需要了解表層的變化，而且還應(yīng)掌握深層的變化狀況，為研究環(huán)境因子的遷移轉(zhuǎn)化提供依據(jù)。

2.2.4做好保護(hù)施工區(qū)的景觀環(huán)境

篇（10）

關(guān)鍵詞：生態(tài)理念；水利工程；設(shè)計原則

中圖分類號：TV文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

一、生態(tài)水利工程簡介

傳統(tǒng)的水利工程主要包括結(jié)構(gòu)力學(xué)、水力學(xué)及水文學(xué)等專業(yè)內(nèi)容，而生態(tài)水利工程則工程力學(xué)的基礎(chǔ)上對人與自然的和諧相處更加關(guān)注，研究重點更加側(cè)重于人類行為對水域產(chǎn)生的影響。可以說生態(tài)水利工程實現(xiàn)了環(huán)境工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的有機結(jié)合，是一個專業(yè)性、綜合性較強的跨領(lǐng)域體系。由此可見，與傳統(tǒng)水利工程相比，生態(tài)水利工程體現(xiàn)出如下特征：

首先，資金密集。生態(tài)水利工程建設(shè)與普通水利工程相比，體現(xiàn)出建設(shè)周期長、技術(shù)難度高、工程規(guī)模大的特點，因此建設(shè)過程中需要大量的資金支持。其次，水利工程的經(jīng)濟效益與生態(tài)效益體現(xiàn)出較大的不確定性。再次，生態(tài)水利工程與環(huán)境有著密切的關(guān)系。生態(tài)水利工程的建設(shè)會直接影響到自然的生態(tài)環(huán)境、氣候以及人類的經(jīng)濟社會，并且這些影響是互相作用的過程；盡管這個過程中利弊共存，但仍然遵循水利工程規(guī)劃設(shè)計的原則將有利的一面積極發(fā)揮出來，消除存在的弊端。最后，生態(tài)水利工程體現(xiàn)出綜合性、系統(tǒng)性的特征，從而影響到水域及水域之間的制約性與聯(lián)系性。

二、生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計原則

分析生態(tài)水利工程的特征可知，要實現(xiàn)工程的生態(tài)效益、社會效益、經(jīng)濟效益，就必須遵循以下幾個設(shè)計原則：

（一）安全性與經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是一項綜合的系統(tǒng)工程，需要對相關(guān)水系進(jìn)行綜合治理，而這個過程中不僅要滿足人類的社會需求，比如防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運等，還要實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。滿足水文學(xué)與工程力學(xué)的要求，基于特定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，有效承受洪水、風(fēng)暴等自然荷載；根據(jù)河流地貌學(xué)原理設(shè)計河流的縱斷面與橫斷面，并充分考慮河流特征，包括河流泥沙輸移、淤積、河流侵蝕、沖刷等，對河勢的變化規(guī)律進(jìn)行動態(tài)分析，以保證工程的安全性、穩(wěn)定性與持久性。此外，還要遵循控制風(fēng)險、實現(xiàn)工程經(jīng)濟效益最大化的原則，對其經(jīng)濟合理性進(jìn)行全面分析。實際工程建設(shè)過程中，生態(tài)演替的過程及結(jié)果始終處于動態(tài)變化的狀態(tài)，這種不確定性因素導(dǎo)致生態(tài)水利工程的風(fēng)險升高。因此規(guī)劃設(shè)計過程中要在多個設(shè)計方案中進(jìn)行優(yōu)選，對生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行動態(tài)的、持續(xù)的定點監(jiān)測及評估。

（二）河流形態(tài)的空間異質(zhì)原則

某個區(qū)域生態(tài)環(huán)境空間異質(zhì)性越高，證明其小生態(tài)環(huán)境就越多樣化，則允許更多的物種共存儲反之，非生物環(huán)境越單調(diào)，也會直接影響到生物群落的多樣化，從而影響到生物群落的性質(zhì)、密度、比例等一系列指標(biāo)，最終導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的退化。人類活動對自然河流的渠道變化、河流的非連續(xù)化等均會產(chǎn)生直接的影響，尤其是大規(guī)模的治河工程，會導(dǎo)致河流生態(tài)環(huán)境趨于單一化，河流的生態(tài)系統(tǒng)也會發(fā)生不同程度的退化，生態(tài)水利工程所具備的生態(tài)功能即是提高生物群落的多樣性。不過實際的工程規(guī)劃需要注意一點，即并非靠人工種植岸邊植被、在河流區(qū)域引入魚類、鳥類或其它生物物種就能實現(xiàn)生態(tài)多樣化的效果，而是要提高河流形態(tài)的異質(zhì)性，保證其與自然河流的地貌學(xué)原理相符，為生物群落的多樣化發(fā)展創(chuàng)造更好的條件。

（三）遵循生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)的原則

在傳統(tǒng)水利工程規(guī)劃設(shè)計中，主要是通過控制自然河流來實現(xiàn)工程的經(jīng)濟目標(biāo)，而生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計必須樹立全新的工程理念，摒棄對自然界加以改造、控制的做法，不得采用人力及技術(shù)控制自然界；而是要將生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計的能力充分利用起來，真正實現(xiàn)人與自然的和諧相處。需要注意一點，即“世界上不存在兩條相同的河流”，每條河流都有自己鮮明的生態(tài)特征，因此生態(tài)水利工程要在因地制宜的基礎(chǔ)上進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計，將每條河流的自然屬性、美學(xué)價值等突顯出來，提高生態(tài)工程規(guī)劃設(shè)計方案的適用性、合理性。

（四）反饋調(diào)整式設(shè)計原則

基于生物發(fā)展的宏觀角度而言，其過程呈現(xiàn)出逐步螺旋漸進(jìn)式的特點，相應(yīng)的，河流修復(fù)時間也是一個漸進(jìn)的、長期的過程。地球上自然界的生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展、進(jìn)化經(jīng)歷了數(shù)百萬年的時間，而發(fā)展進(jìn)化的過程十分復(fù)雜，生物群落也十分多樣，并且發(fā)展過程中系統(tǒng)的有序性及內(nèi)部的穩(wěn)定性均呈現(xiàn)出一定的變化，在不斷變化的過程中提高自身對發(fā)展環(huán)境條件的免疫力。即使基于較短的時間尺度而言，一種形態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)演變?yōu)榱硗庖环N形態(tài)系統(tǒng)同樣需要數(shù)年時間，故在生態(tài)水利工程中無法在短時間內(nèi)看到河流恢復(fù)的效果。生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計主要是參照成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其主要目的是形成一個可持續(xù)發(fā)展的河流生態(tài)系統(tǒng)；而這個自然生態(tài)演替的過程是從水利工程項目開始執(zhí)行之日起開始，而整個過程則體現(xiàn)出不可預(yù)見性。很難通過河流生態(tài)修復(fù)工程使河流恢復(fù)到未受人類干擾前的原始狀態(tài)，因此河流的原始狀態(tài)從某種程度上講是自然生態(tài)演進(jìn)的極限狀態(tài)上限；人類的生態(tài)修復(fù)工程僅是防止生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化而進(jìn)入生態(tài)系統(tǒng)演進(jìn)的極限狀態(tài)下限。在極限狀態(tài)的上限與下限之間則存在多種可能性。在具體實施一項生態(tài)修復(fù)工程后，理想的狀態(tài)是監(jiān)測各生態(tài)變量已達(dá)到現(xiàn)有科學(xué)水平所能實現(xiàn)的最優(yōu)值，反之則各生態(tài)變量僅達(dá)到人類可接受的最低值。

三、結(jié)語

總之，生態(tài)水利是實現(xiàn)人類文明進(jìn)步及經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展的重要手段，在水利工程建設(shè)過程中要充分考慮其生態(tài)環(huán)境影響，充分認(rèn)識到生態(tài)水利的重要意義，在規(guī)劃設(shè)計過程中遵循安全性與經(jīng)濟性原則、河流形態(tài)異質(zhì)原則、反饋調(diào)整式原則及自我恢復(fù)原則，以保證生態(tài)水利工程的經(jīng)濟效益與社會效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 董哲仁.生態(tài)水工學(xué)的理論框架[J].水利學(xué)報,2013,(1):1 -6.

篇（11）

時間 專業(yè)

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會計（020204）

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漢語言文學(xué)教育（050113）　 中學(xué)作文教學(xué)（10878）　 唐詩研究（09073）　 中國近現(xiàn)代史綱要（03708） 中學(xué)語文教學(xué)法（04579）　 英語（二）（00015） 基本原理概論（03709）　 心理健康教育（040110）

青少年心理學(xué)（06052）

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英語（二）（00015） 基本原理概論（03709）　 藝術(shù)設(shè)計（050437）　 現(xiàn)代藝術(shù)設(shè)計史（10885）　 CIS設(shè)計（10879）　 視覺流程設(shè)計（10884）　 設(shè)計心理學(xué)（04462）　 旅游管理（020210）　 旅游專業(yè)英語（06120）

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高級語言程序設(shè)計（一）（00342）

中國近現(xiàn)代史綱要（03708）

英語（二）（00015） 基本原理概論（03709）　 移動商務(wù)技術(shù)（080787）

高等數(shù)學(xué)（工本）（00023）　 中國近現(xiàn)代史綱要（03708）

英語（二）（00015） 基本原理概論（03709）　 嵌入式技術(shù)（080789）

高等數(shù)學(xué)（工本）（00023）　 中國近現(xiàn)代史綱要（03708）