生态水利工程的基本设计原则

2013-08-15俞便云

河南科技 2013年8期

俞便云

(内蒙古锡盟太仆寺旗红旗镇农牧业中心，内蒙古锡林郭勒 027000)

水利工程在社会生产中发挥着重要的作用，但同时也对生态环境造成了一定的影响，尤其是对于河流生态来说，对于河流的连续性和流动性产生了不同程度的影响，使得水流、水温等自然规律都发生了一定的变化，这些变化的存在破坏了河流生态系统的平衡与稳定。因此，在现代水利工程建设工作中，必须要对社会发展需求与生态健康之间的关系进行科学的衡量，在建设生态水利工程的要求下，坚持必要的设计原则，才能促进生态水利工程建设的科学性。在生态水利工程设计中应当遵循的原则应该包括以下几个方面:

1 保证工程的安全性和经济性

生态水利工程的设计规划，不仅要满足传统水利工程在社会生产方面所发挥的重要作用，包括防洪灌溉、供水发电等，同时，更要注重河流生态系统的可持续性。因此在生态水利工程的设计过程中，必须要坚持安全性和经济型的原则，要保证工程符合工程学原理，才能确保工程设计的稳定性和耐久性，才能充分实现其基本功能的发挥;也要确保工程在生态学领域的科学性，确保工程的建设与河流的自然特征相符合，根据地貌学原理对河流的横向和纵向分布特点进行充分的考虑，对于河流特征、淤泥等问题进行科学的规划，使水利工程的设计符合河流自然生态环境的变化规律，才能实现河流生态系统的修复。

2 生态系统自组织和自我恢复的原则

生态系统的自组织功能的体现以生态系统的可持续性为主要特征，通过自组织功能实现河流物种的自然选择规律，保持生物与生态系统的友好精神，才能找到与自然资源相适合的生态水利工程的设计环境，这与传统的水利工程建设有着本质的区别。生态水利工程在具备人们所期望的水利功能实现的基础上，依靠自组织的功能实现自我修复，依靠生态系统的自组织功能形成科学的河流生态环境，自我选择适合的生物物种，进而形成一个完整的河流生态系统。

3 提高河流形态的空间异质性原则

通常情况下，一个地区的生存空间异质性越高，则说明其内部含有多个不同的小环境，可以允许多种不同种类的生物共存。反之，生存空间异质性越底，则其可以容纳的生物种类越少，这必然会使该空间内的生物群落环境变得日益单调，同时在生物群落的性质和密度方面都会产生不同程度的退化。在传统水利工程的建设过程中，对于河流的自然性和连续性进行了人工的切断，使得河流环境在一定程度上变得单一，进而造成河流生态系统的退化。所以，在生态水利工程的设计过程中，必须要有效的促进河流生态的空间异质性的提高，这样才能促进河流生态环境中物种的数量不断增加，从而促进生物群的多样性的回复。当确定河流生态系统的修复目标以后，需要对河流生态系统中的生物种类和密度进行详细的勘察，建立详细的资料库，同时对于河流的自然环境也要有详细的勘察，包括河流的水温、流苏、泥沙、营养盐的迁移转化等等，只有对自然生态环境有详细的掌握，才能为生物群落的生长创造最佳的条件，在此基础上实现河流生态系统的自我修复功能。

4 景观尺度及整体性原则

河流生态系统的恢复应当是建立在对景观的长期保持的基础上实现的，而且必须是大尺度和整体性的，并不是针对某一范围内的系统进行恢复，小范围的生态修复成功率较低，而且在生态系统的恢复效率方面也较低，所以，生态水利工程的设计过程中，必须要注重大尺度、整体性的修复。景观大尺度的原则包括空间尺度和时间尺度两种，而在河流系统受到威胁时，往往也会从这两个角度体现，所以需要对尺度的要素进行综合的研究，科学的掌握河流生态系统本身所具有的流动性、易变性等特点，对生物群落生存的基本条件进行整体性的创造与恢复，才能保证生态水利工程的运行与河流的动态演进过程保持一致，从而促进河流生态系统的恢复。

5 反馈调整式设计原则

生态系统的成长需要一个漫长的过程，对于河流生态系统的修复来说，同样需要较长的一段实践，才能在系统结构的复杂性、生物多样性等方面获得更多的提升，也能够使河流生态系统自身抵御外部干扰的能力增强，有利于促进河流生态系统稳定性的提高。如果从当前社会发展的时间交替的角度来说，需要实现一种生态系统的自我修复或者是用一种生态系统代替另一种生态系统，往往需要若干年的时间，想在短时间内实现是不可能的。