现代生态水利工程设计的探索与研究

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1、现代生态水利工程设计的探索与研究　　摘要：本文对水利工程中的水工设计工作进行研究，通过把水工设计工作转化为方案比选的工作来进一步揭示当前我国水利水电工程中水工设计工作中可能存在的一些问题以及解决问题的方案，从而使得该项工作可以得到有效化实施。　　关键词：水利；生态工程；工程设计　　前言　　水利是国民经济的基础设施和基础产业，水利发展直接关系到国民经济和社会发展大局。在确保城市防洪排涝安全的基础上，本着“以人为本，生态优先”的原则，河涌的整治采取生态型的工程和生物措施，实现河涌的综合功能，与城市规划相

2、协调，形成自然生态景观型城市河流。河道整治工程由传统的水利工程转变为不仅能够实现人们期望的开发利用水的功能价值，同时能改善和恢复健全的生态系统的工程，水利工程结合生态建设，是一个发展的必然趋势。　　1.水利生态工程设计的意义　　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

3、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。而河流生态系统的功能退化，也会给人们的长远利益带来损害。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。　　2、水利生态工程设计面临的问题　　2.1缺乏不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准　　生态水利工程对服务目标具有特定性和地域性。由于生态系统存在地理

4、区域的差异，因此决定了具体的生态水利工程也具有因地制宜的特征。当前，对生态水利工程的功能有一些理论评价指标和评价方法。但对于一个具体的生态水利工程实践缺少可操作性的评价方法与标准。这与当前水利工程对生态影响的科学研究工作开展得较少和相应科研成果积累较少有关。水利工程由于涉及工程力学的稳定性与安全性，因此国家对水利工程结构建筑物执行了一系列的强制性标准但缺少足够的技术标准来规范工程的生态服务目标。　　2.2水利工程设计人员与生态科技工作者缺少合作机会　　水利工程设计人员基于流域生态需水规律来进行设计的

5、意识不强，将生态服务目标作为常规设计要素考虑的意识还不普及。在水利工程可行性研究阶段，环境影响评价工作往往介入较晚，大部分是在水利工程可行性研究方案确认后才进行环境影响评价，加上当前我国环境评价管理制度与环境影响评价咨询市场还不完善、不规范，环境评价单位替业主考虑得较多，对生态目标考虑得相对较少，有的甚至隐瞒工程真正的生态影响后果，导致许多水利工程的生态效益不明显，负面影响相当突出。水利工程设计人员与生态环境科技工作者缺少合作的机会与　　机制，生态水利工程的开发与设计相对滞后。　　2.3生态水利工程

6、与原有水利工程设施难以协调运行　　在一个流域内，新的生态水利工程可能要在原有水利工程设施的基础上进行改造和优化设计。如白洋淀湿地供水工程、扎龙湿地补水工程、洪河国家自然保护区水资源恢复工程等生态水利工程，均要借助原有水利工程设施，合理科学地配置一些分水工程和蓄水工程对区域来水量进行重新分配或对水的去向进行重新调整等。生态水利工程的介入必然会影响原来水利工程设施的服务对象与功能，如原来工程的防洪排水标准、发电效能、灌溉功能等，甚至会给原有水利工程的安全运行带来一些风险。由于原有水利工程与生态水利工程最

7、为显著的差异是服务目标与功能的差异，因此有必要在开发生态水利工程的同时，对原有水利工程的服务目标与功能进行适度调整。所以，如何实现生态水利工程与原有水利工程设施的协调运行，是生态水利工程设计应全面系统考虑的问题。　　3、生态水利工程学的原则　　3.1生态工程安全性和经济性原则　　生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规

8、律，保证河流修复工程的稳定性。对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循投入最小而经济效益和生态效益最大的原则。　　3.2保持和恢复河流形态的空间异质性原则　　有关生物群落研究的大量资料表明，生物群落多样性与非生物环境空间异质性存在正相关关系。非生物环境的空间异质性与生物群落多样性的关系反映了非生命系统与生命系统之间的依存和耦合关系。一个地区的生境空间异质性越高，意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生