摘要：随着经济的快速发展，基础设施建设事业也迈上了新的台阶，各种类型的工程得到兴建与完善，生态水利工程就是其中一种。本文对生态水利工程设计问题进行了分析，本文从阐述传统水利工程建设对生态环境产生的负面影响入手，进一步介绍了工程安全性和经济性原则，生态系统自设计、自我恢复原则，景观尺度及整体性原则，反馈调整式设计原则等等内容。
关键词：生态水利工程设计；生态环境；负面影响；设计原则
1前言
在经济高度发达的社会背景下，资源紧缺、环境污染问题也变得愈发严重，为了解决这个问题，需要社会各界不断协作，遵从可持续发展的要求，从节能、环保等各个领域的工作入手，缓解环境和资源方面的压力。就生态水利工程的设计工作来看，就需要工作全面认识到保护生态的重要性，发现当前在工程设计领域出现的不科学现象，利用科学的理念，保护生态、尊重生态的自然规律，使得生态水利工程健康发展。
2传统水利工程建设对生态环境产生的负面影响
2.1影响河流的分布
从现代化的水利工程建设工作发展实际看，渠道化已经构成了几乎全部工程结构都在追求的状态，这将对河流形成不可忽视的影响，它不仅能够使得河流的横向平面发生变化，使得支流增加，或者是把原来的一些呈弯曲状的河流人为改变为折线河道。还可以使许多河道的纵向断面出现改变，从而带有非常明显的人工化、规则化特征。水利工程在持续加快建设速度的情况下，可以使得复杂不规则的水文状况表现出更规整和有序的特征，梯形或者矩形则是设计及者们惯常采取的设计形式。正是这种人为化的改变方法，会使得河床或河道两侧发生或大或小的硬质化现象，并且使得河流难以自行完成更新自洁工作，从而对生态质量构成进一步的威胁。
2.2影响水流的连续性
水利工程的持续建设，会在一定程度上造成水流流量不科学的问题，以至于发生断面现象，水流的连续性无法得到保障。工作人员在对水流的形态进行分析时，往往会从侧向和横向两个角度展开，河道两侧搭建堤坝的方法，虽然可以起到防洪的作用，但也会使得水流的方向出现侧向的变化，并且由此引起水流断面的问题。正是这样的变化，使得处于汛期的主河道及相关的支流无法顺利而快速地互相通融，这将大大削弱河流的横向自然拓展功能。因为生态圈内的各种要素是彼此影响的，所以一旦水文环境出现改变，就可能导致河流中动植物出现改变，并且使得鱼类多样性降低、数目骤减，严重地破坏生态，生态不能横向拓展，那么河道周围的居民的生活也会受到干扰。
2.3造成生态系统的相对静止
防洪和抗旱作为水利工程的重要价值，一直以来，水利工程为实现这一价值，往往会以破坏河流的持续性作为代价。这种代价的付出，会使得水流的分部和轮廓出现一定的改变，并且在人文设计与操作下不能再顺利流动，比如三峡水库的兴建，就使得河道周围的农田等被淹没，河流内自带的养分也因此降低。河道内的藻类植物等因为生长关键变化，逐渐死亡，造成了更严重的生态破坏问题。
3工程安全性和经济性原则
生态水利工程本身是相对复杂的，且具有全面功能，它需要同时达到人类生活与社会可持续发展的要求，而且，生态水利工程还需要同时符合水利工程学、经济学、生态学、水文学和工程力学等不同领域的知识内容。在生态水利工程的经济性问题上，相关单位需要遵循低风险、高效益的重要准则，因为生态系统的变化是受一系列不可控因素影响的，所以开展生态水利工程的设计工作，本身就面临着较高的，在设计过程中做好方案的对比，并且对后期生态系统的持续定点监控工作进行跟踪控制。除此之外，设计方应该遵循生态系统的自我恢复的规律进行科学设计，争取用最低的成本换取最高的效益。
4生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统在运作中，表现出了强大的自组织功能，并因为该功能使得生态系统的可持续性得到了进一步的增强。自组织功能的发挥表现在物种自然选择方面，比如其中部分和生态系统关系和谐的物种，可以战胜自然选择过程中的挑战，从而寻找到与其成长最相吻合的合适的自然环境。在此基础上，生物就发展成了一个具备一定数目、可以顺利繁殖的物种类型和群体。自组织功能的规律和达尔文的进化论有着异曲同工之妙。在生态系统的设计工作中，借鉴生态系统的自设计、自组织功能，能够将物种的选择工作适当地交给自然来完成，通过观察和分析，打造科学结构，进一步优化设计的效果。一个成功的生态工程，往往是人工与自然力两种力量合作的结果。
5景观尺度及整体性原则
河流生态的修复设计和管理工作，往往建立在大景观尺度、较长时间范围内、要求可持续性发展的前提下，通常不适用于一些小尺度、短期限和部分区域的工作范围。而就大景观尺度条件下的河流生态修复工作来看，它要求达到较高的工作效率，而局部修复则往往暴露出效率低下、效果差强人意的问题。一般来说，“整体性”指的是站在生态系统的结构和作用角度上，明确生态体系内不同因素间的相互作用，探索出修复河流生态整体结构的全面的系统化的科学方法，值得重视的是，设计工作者不能仅仅关注河道水文系统的修复要点，也不能单独地修复某种动物或某片河岸植被，必须兼顾全体要素。与此同时，工作人员必须认识到水域、生态具有易于变化、长期流动和相对随机的特征，比如流量、水位和水量的水文周期都是长期不断且随即难控地在发生着变化，这还体现在河流淤积和河道侵蚀在不断交替改变、最终使得河势出现摆动方面。这一系列的改变都使得生物种群的基本存活环境发生变化。水域生态系统是跟随降雨、水文、潮流等基础环境在时间与空空间内进行不断地扩张或缩小运动的动态体系。生态系统的改变往往会从生境受限期间时所表现的高度临界状态延伸到生境扩张期的冗余状态。除此之外，生境边界的动态扩展也是一个值得引起重视的问题，因为动物的自然迁徙和植物的四季成长，生境边界也将因此出现一定的动态变化。最后，在河流生态修复的时间方面，因为河道的演变是长期、动态的，所以各个河流体系及其对应的生态系统都带着其自成一体的历史进程，必须对相关的历史材料加以搜集和整合，以此把握长时间尺度的河流变迁历程及其与生态状态二者间的关联。
6反馈调整式设计原则
生态系统的变化和成形都需要一个历史阶段，河流修复工程也必须建立在时间发展的前提下。从较长时间段的尺度上看，自然生态体系经历一次进化，往往会历经数百万年来实现，所以进化时往往会表现出结构相对复杂、生物群落类型不断丰富、系统渐渐有序化、内部渐趋稳定等特征，并且这些特征会在生态变化中被不断强化，并且生态系统对外界的抵抗性能会渐渐提高。在比较短的时间尺度看，生态系统的演替，也就是其中一类生态系统会被另一类渐渐取代，往往会需要一定的时间长度才能完成，因此希望河流在短期内完成修复无疑是难以达到的目标。对生态水利工程进行设计，则需要参考成熟的河流生态系统结构规律，争取打造顺利运作、健康发展、可持续进步的河流生态系统。当河流工程项目根据设计图纸的要求加以施工操作后，一个独特的自然生态系统进进入了一个不断演化交替的动态期。在这一期间，往往不能保证完全根据设计的预期目标进行，而可能会因为外界环境的变化，受一系列不可控因素的影响，出现许多变化。因此最理想的工作状态，应是没有外界胁迫的自然生态演进状态。意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间方面具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的没计方法。是按照“设计一执行一监测一评估一调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作的基础。监测工作包括生物监测和水文观测。这就需要在项目初期建立完善的监测系统进行长期观测。依靠完整的历史资料和监测数据，进行阶段性的评估。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。
7结语
综上所述，加强对生态水利工程设计问题的分析，对于保证工程质量有着重要意义。相关工作人员需要明确传统水利工程建设对生态环境产生的负面影响，比如影响河流的分布、影响水流的连续性、造成生态系统的相对静止等等；在此基础上，提出一系列科学的设计原则。设计人员秉承工程安全性和经济性原则，保证工程的安全性，并且为企业创造最高的经济效益；秉承生态系统自设计、自我恢复原则，以免生态系统在复杂的大环境下轻易受到干扰与破坏；秉承健康景观尺度及整体性原则和反馈调整式设计原则，打造一个和谐共处、健康可持续发展的生态水利工程。
参考文献：
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作者:姚时敏 单位:常熟市水利勘察设计院有限公司
