刍议济源市加强生态水利工程建设及设计原则

2016-09-12牛朝锋济源市济河灌区管理所

河南水利与南水北调 2016年7期

□牛朝锋（济源市济河灌区管理所）

□牛朝锋（济源市济河灌区管理所）

济源市88%的面积属于山区和丘陵，年均降水量较低，属严重缺水地区。水资源的短缺严重影响了当地经济社会的可持续发展。近年来，济源先后投资近50亿元，在建和已建成水利项目30多个，强力拉动了当地经济增长。生态化建设作为未来水利工程建设发展的必然趋势，因此济源市要从维护生态系统的健康和可持续性出发，加强生态水利工程建设。文章主要分析了济源市概况，生态水利工程的分类，特点、功能，济源市加强生态水利工程建设成果及坚持的设计原则等内容。

生态水利工程；济源市；设计原则

0　引言

随着科学技术的进步，人们越来越认识到水利工程对河流生态系统所带来的不利影响，因此，需要推动水利工程生态建设的进程。生态水利工程属于水利工程中的一部分，涉及到生态学和水利工程学，它是建立在水利工程建设项目的基础上，注重水利的生态环境的保护和可持续发展性。生态水利工程的建设对水利建设、生态环境建设以及经济发展都有重要的促进作用，而济源市又是一个水资源不足的地区，为了保护生态健康与水资源的可持续利用，更需要加强生态水利工程建设。

1　济源市概况

济源市位于黄河北岸，北隔太行山与山西晋城相接，西临王屋山，南临洛阳，东接焦作。济源市因济水发源地而得名，古时济水与黄河、淮河、长江并称“四渎”。

济源市属暖热带季风气候，四季分明，气候温和，但受季风影响显著，冷热分明，干旱或半干旱季节明显，春季气温回升快，多风少雨、干旱频发；夏季炎热，热量充足，降雨集中，局部易涝易旱；秋季秋高气爽，气温降幅较大，雨量减少；冬季寒冷，雨雪稀少。

2　生态水利工程的提出

从本质上来看，生态水利工程项目的实施与自然资源有着重要的关系，因此需要了解自然生态系统。自然生态系统设计基础架构如图1所示。

从图1中可以看到，自然生态系统需要各个方面的因素相互配合与作用，并从中找寻一种人类社会与自然生态发展相适应的绝佳方式。实际上，构建生态水利工程项目的宗旨就在于此。

图1　自然生态系统设计基础架构图

3　生态水利工程和分类

3.1生态水利工程

生态水利工程不同于传统水利工程，生态水利工程侧重点是工程建设对其周围生态环境造成的一系列影响。生态水利工程就是在水利工程满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求，涉及到生态学理论、工程建设和环境工程学等方面，是一个综合性的工程体系。生态水利工程重点是：对受到人类活动干扰严重的河流进行生态修复。

3.2生态水利工程的分类

生态水利工程主要分类二类，一类是为按期服务的防洪水利工程，如大家熟知的三峡工程；另一类是农田水利工程，如小浪底工程。

4　生态水利工程的特点和功能

4.1生态水利工程的特点

4.1.1有较强的综合性

生态水利工程凭借着自身的综合性和系统性，它能把许多单个的水利项目相互联系起来再形成一个系统，而系统内部之间又是互相制约而又不可分割的，并且关联着与国民经济相关的工程。

4.1.2与环境联系紧密

生态工程建设必然要联系到生态环境，所以生态水利工程要对江河湖泊、生态环境等各种与人类息息相关的领域都要加以关注，减少对生态环境的影响，使水利工程发挥积极作用。

4.1.3难度大，资金要充足

相对于传统水利建设，生态水利工程的建设由于会考虑到很多因素，导致工程建设难度增大，工期延长，所需要的建设资金也会增多。

4.2生态水利工程的功能

4.2.1生态水利工程有利于防洪排涝

虽然地球上的水资源数不胜数，但实质上能为人所利用的水资源十分有限，修建生态水利工程可以防洪排涝，在一定程度上减少灾害的发生，保护了生态环境，促进了人与自然的和谐。

4.2.2生态水利工程会更好的利用水资源

生态水利工程提高了河道的蓄水能力，满足人们日常用水和农田用水，在干旱期还可以满足人畜的正常饮水以及农业应用。生态水利工程还可以调节工程项目对水资源的利用。所以在生态方面来说，生态水利工程通过调节使人类在水资源的需求上达到一个平稳的状态，促进了河流的长期平稳。

4.2.3生态水利工程可以带来较大的经济效益。

当汛期来临时，生态水利工程不仅可以进行防洪和发电，还可以发展养殖业和旅游业等，这些都能带来较大的经济效益。

5　济源市加强生态水利工程建设成果

自2005年以来，济源市紧紧抓住“生态”“清洁”两个核心要素，建立政府主导、公众参与的互动机制，建设生态修复、治理、保护三道防线，通过建设各种生态水利工程和实施各项治理措施，使流域内生态系统得到改善，工程与环境协调发展。

济源市围绕水资源日益紧缺的现状，以合理开发、高效利用为核心，建设一批生态水利工程。2011年9月建设成的蟒河口水库，投入运行后，有效减轻了平原区洪涝灾害和工业发展对水资源的需求压力，还有效回补了地下水，使生态环境有效改善。2015年建成的河口村水库，工程建设后对减轻黄河下游的洪水威胁，减少黄河滩区洪水的淹没损失以及缓解沁河下游水资源供需矛盾具有重要的意义。作为河南省重点工程的小浪底北岸（济源）区，于2011年4月开工建设，一期工程竣工后，可解决济源0.27万hm2农业用水，同时可有效缓解济源工业用水和城市用水的紧张局面。

6　济源市加强生态水利工程建设的设计原则

6.1设计与整体环境的一致性

河流生态系统的修复规划应从整体出发，立足于水利工程所处的整个环境开展河流的生态修复。济源市在加强水利工程设计时与与整体环境一致，主要是建立在生态系统的自身功能和结构特征的基础上，从宏观和整体的角度分析各种生态要素之间的各种联系，还要掌握生态系统的动态性，用综合的方法对生态系统进行修复，并做好长期修复工作。

6.2发挥河流生态系统的自我修复能力

生态水利工程不同与传统水利工程，在保证传统水利工程的基本原则外，还要充分考虑保护生态系统的自我修复能力。为形成合理的生态系统，济源市在建设生态水利工程时，就要合理利用生态系统的自我设计和自我组织功能，让自然自由的"选择"与发展。由于济源市境内不同的河流具有不同的水文特征，因此济源市在建设生态水利工程时要因地制宜，尊重自然，从河流生态系统的可持续需求出发，选择最合理的方案。

6.3积极保护河流生态系统的多样性

济源市在做生态水利工程设计时，应该从保护生物多样性出发，深入了解河流的近期及远期的水文情况，掌握生物种类与生态环境间的关系，尽可能地保护和恢复原有多样性生物的栖息环境，为生物的多样性提供更加有利的生态环境。

6.4兼顾工程的安全性和经济性

生态水利工程作为水利工程的分支，首先要遵守水利工程的设计原则，保证工程安全性是任何水利工程设计的最基本的原则。因此，生态水利工程建设要符合一定的水文学和工程力学的规律；要根据实际情况，考虑到洪水、寒冻等情况的最大负荷能力；还要根据地理学原理分析河流横断面和纵断面的情况，以及河流的动态变化趋势来分析规律。济源市要对在建设的生态水利工程加强管理和质量监督，对生态水利工程施工的各个环节要严格把关，以确保生态水利工程的安全性和工程质量。另外，水利工程与其他工程一样，都要将经济性放在重要的位置，济源市在规划与设计生态水利工程时，要遵循险最小和效益最大化的原则，分析生态水利工程的经济合理性之后再进行施工。

6.5要不断的反馈调整

生态水利工程规划设计是在模仿河流生态系统机构的基础上着力构建一个完整而健康的河流生态系统，而且这个系统是不仅漫长而且不断更新演替。水利工程从建设伊始，就开始了一个动态的生态系统，在时间和空间上都存在很大的不确定性，这就使得生态水利工程的规划与设计有别于传统工程建设，而是按照“设计-执行（包括管理）-监测-评估-调整”的流程，监测工作是核心，由于这一流程是以反复循环的方式进行，所以设计者要通过监测数据不断改进水利工程，以减少水利工程对河流生态系统的影响。