探讨生态水利工程的基本设计原则(水利工程与生态环境的关系)

 在以往的水利工程学中，人们多侧重于自身的需求，对生态方面有所忽视，进而导致很多生态问题出现。人们在对这些生态问题反思与改进后，推出了生态水利工程。生态水利工程以可持续发展为理念，通过多种技术手段，改变以往粗放式的建筑方式，将水利工程和生态工程有效地融合在一起，实现人类社会与生态环境的共同发展。 　

1.水利工程的优势与不足之处 
　　水利工程对于人类社会的发展具有重要意义，其优势重要体现在如下方面：一是水利工程能够大幅度提高水资源的利用率；二是在水利工程下，很多人工湖泊出现，对城市夏季高温有显著的调节作用；三是水利工程能够储备一定量的水资源，实现水资源的调用，满足人类社会的生产与生活需要；四是水利工程能够有效地减少水土流失的现象。 
　　尽管水利工程给人类社会的发展作出了巨大贡献，但其也产生了诸多不利影响，主要表现为：一是水利工程给上游的生态环境带来一定影响，在建设的过程中，上游水面会升高很多，原本为陆地的部分可能会成为水库或湿地，陆地上的景观也会淹没；二是水利工程给下游的生态环境也带来严重的影响，下游很有可能出现浮游生物恶性繁殖的状况；三是水利工程会给自然生物带来严重的影响，影响其正常的繁衍。比方说，很多鱼类都在上游产卵，在水利工程的影响下，其无法到上游产卵，严重时会出现物种灭绝的后果；四是水利工程会给周边地貌带来很大影响，地质稳定性被破坏，使得自然灾害频发。除了这些以外，水利工程还会带来深层次的影响，如水文形势等。兴建的水坝改变河流的流速、水深等，水体自净能力有所下降，水体密度、水体温度都发生变化。倘若水坝位于上游，那么河道内径流量就会增加很多，径流的速度会降低，使得水体流体变化，甚至导致地壳运动更为活跃，引发洪水与地震等严重灾害。 
2.生态水利工程的基本设计原则 
　　（1）整体性原则 
　　在对河流生态进行修复规划的时候，倘若只是在小范围内进行短时间修复，那么生态效率将难以提高，修复效果也大打折扣。所以，在设计生态水利工程的过程中，应从大景观的角度出发，只有这样，生态效率才能够被恢复，修复效果才比较理想。从整体的角度来看，这是依托于生态系统的结构与功能，在各种要素相互作用的基础上，制定出的河流生态系统修复的方案。该方案具有极强的综合性，并不简单的植被修复。生态学领域下的景观尺度涵盖时间与空间两方面。在河流修复的过程中需要采用大尺度景观，这是由于：一是水域生态系统是由多个子系统构建而成的，其包括生物系统与人造工程设施系统。这些系统和生物系统有机融合在一起，共同组建了整个生态系统。如果水域系统被破坏，单纯从河道而进行生态修复是难以达到修复效果的，相关人员必须靠综合各种因素之间的作用关系而制定出可靠的修复方案。二是在进行生态系统修复的过程中，必须考虑水域生态环境的多种特性，如随机性、流动性与可变性等，因为这些特性直接对生物种群产生影响。三是在设计的过程中要考虑河流生态系统的开放性。河流生态系统本身会与周边生态系统进行物质交换，所以仅对河流进行生态修复是难以达到修复效果的。四是河流生态修复需要一定的时间，并非一蹴而就的。相关资料显示，要重建或修复一个湿地，所耗费的时间大约为15年到20年。所以，相关部门与工作人员应做好充足的准备，对所修复的河流进行长时间的监测与管理。综上所述，在进行生态水利工程设计的过程中，必须立足于整体，做好长期性的规划，综合考虑各种因素，制定出大尺度的景观方案。 
　　（2）充分利用生态系统自我修复的原则 
　　和以往的水利工程相比，生态水利工程在考虑水利工程的相关原则外，还要充分考虑生态系统本身的自我修复能力，最大限度地促进生态系统的可持续发展。要想实现这一点，单纯地依赖人工建筑物是不可能的。事实上，任何一个生态圈的出现都是经过了漫长的自然考验的，是各方面因素相互作用的最终结果，其往往具有极强的修复能力。因此，在设计生态水利工程的过程中应充分利用生态系统自我修复的功能，否则单纯依靠人为力量，很有可能会适得其反，导致生态环境的进一步恶化。最有效的路径是，将人为力量和大自然有效地结合在一起，充分利用生态系统的组织功能，由大自然的选择恰当的物种。在这一方式下，一方面生态系统的修复效果显著提升，另一方面能够节约大量的成本，兼顾经济效益与生态效益，实现双赢。 
　　（3）保护水体环境多样性的原则 
　　对于生活群落来说，非生物环境会对其产生多种影响。也就是说，某一地区，倘若其自然环境具有多样性，那么其生物也会具有多样性。通常，这种多样性强的生态系统具有很强的适应性，可以应对一系列的外部变化。如果水利工程导致水体内部环境趋于单一化，那么其自身適应能力将会大幅度下降，难以抵御外界的变化。这样一来，生态系统的功能也会逐步丧失。所以，在设计水利工程的过程中，相关设计人员应充分了解水域情况和周边生态环境，推出合理的设计方案，并从多方面对设计方案进行反复论证。只有这样，生态水利工程才会修复与改良生态系统，造福人类。 

3.结束语 
　　在当前社会下，人们的环保意识不断提高，生态水利工程开始出现。和以往的水利工程不同，生态水利工程从水域的生态环境出发，充分考虑多种因素，有效地利用生态系统的自我修复功能，实现经济效益与生态效益的双赢。在设计生态水利工程的过程中，设计人员应立足于整体，构建大尺度景观，充分利用生态系统自身的功能，在确保生态系统多样化的前提下，推出合理的生态水利工程设计方案。