关于现代生态水利设计的研究

李钦哲

摘 要：进入21世纪以来，我国国民经济发展迅速，水利作为国民经济的基础设施，同样取得了长足的发展。随着传统水利工程对生态环境的影响越来越受到人们的重视，生态水利设计逐渐成为未来水利建设的必然趋势。本文从可持续发展战略角度出发，简要分析了我国生态水利建设的基本原则。并以河北省的生态水利建设为例，对现代生态水利设计的可行性和区域成效做了简要的探讨。

关键词：生态水利 河北水利 可持续发展

1.传统水利工程建设对生态环境产生的负面影响

1.1影响河流的分布

在水利工程建设中，渠道化几乎是所有工程结构趋近的态势。这种态势对河流的影响不容小觑，不但可以改变河流的横向平面，增加众多支流，或是将原生态的一些较为弯曲形态的河流人为改造成较为严肃规则的人工折线河道。与此同时，还会让很多河道纵向断面发生变化，显得十分人工化和规则化。水利工程建设的不断加速会让复杂不规则的水文条件变得相对规则和整齐，梯形或者矩形等都是大家通常采用的设计模式。这样的人为改变会让河床或是河道两岸出现不同程度的硬质化问题，由此带来的河流无法自己产生更新自洁能力的问题就会给生态圈带来更加严重的问题。

1.2影响水流的连续性

水利工程的不断建设同时会带来另外一个问题，就是它会逐渐影响水流流量，甚至出现断面，水流的连续性受到严重影响。在分析水流形态时，我们通常提到侧向和横向两种说法，在河道的两侧搭建堤坝往往在防洪的同时也会让水流方向产生侧向变化由此造成水流断面。这种变化会让汛期中的各条主要河流和小支流之间的通融变得不够迅速和便利，这样一来，河流的横向自然拓展能力就将不断减小。生态环境是相互影响的，水文环境的变化会造成河流中动植物的变化，可能会造成鱼类种类减少或者数量减少的生态恶果，生态系统无法横向拓展一定程度上会对河道两岸人民的生活带来不小的影响。

1.3造成生态系统的相对静止

防洪和抗旱是水利工程存在的最为原始的意义，为了实现这个目的，各朝各代的水利工程通常会牺牲一部分利益而选择让河流的持续性受到一定程度的破坏。这种看似不得已的选择让水流的分部和轮廓等发生变化，甚至会产生强烈的副作用。河流通常在人们的规划下不再处于流动状态，例如中国的三峡水库，这种人为改造让河道附近的农田等其他地貌被水淹没，河流中自给自足的养分也会随之减少。最为突出的是很多河道附近的水生的藻类生长条件发生了很大变化，植物无法自我生存，它们只能在死亡中消耗水生环境中的氧气，带来恶性循环。

2.生态水利工程设计考虑原则

2.1工程安全性和经济性原则

工程建设过程中一定要保证结构满足工程设施的安全性，即为符合水文学和工程力学的严格规定，不能在安全上有一点马虎，让工程保证安全和稳定，同时一定要禁得起时间的考验。要充分考虑河流中的泥沙能否随着时间的变迁而转移，河道两岸能否被侵蚀，河道岸坡能否被不断冲刷等，用动态视角去探讨河流的走势变化，最好是能用最少的钱干出最结实稳定的工程，同时又要不能够破坏生态圈。

2.2生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统自身的自我组织功能集中体现在生态系统能够自我调节，自我复制，自我持续。自组织的机理在严峻的生态环境中却是物竞天择的体现。也可以说，有些本身就能与大自然友好相处的物种，也一定能在严峻的自然环境中得到良好的适应与改变。它们会自行寻找最适合自己生存发展的空间去努力适应环境。一旦它足够多，且能够独立在物种中进行繁衍，那么它就会很好地生存下来。借鉴自设计理论的过程中，我们需要注意如何更好地结合利用本地原住物种，同时警戒外来物种的大肆侵入。

2.3反馈调整式设计原则

生态水利工程设计的基本设计原则在于它定向模仿整个已经存在的河流生态系统。最终，通过整个工程的建造，实现一个可持续发展的优良生态系统。若整个工程建设能够按照较为科学的方案进行，那么，一个新的人工制造的生态更迭系统就此诞生。在整个河流运动的过程中，一定要注重日常监测。监测是否成功就意味我们能否及时发现问题并解决。长期坚持生物观测和水文观测，并建立一个完整科学的河流评估系统，让它为我们日后的河流生态建设和发展提供强有力的数据支持，让生态水利设计更加科学化，持续化。

3.河北省生态水利工程建设成效

3.1合理修建生态水利工程，保证基础功能

河北省历来是洪涝重灾省。为抵抗洪水，河北省人民开拓进取，提出了“上蓄、中疏、下排，适当地滞”和“分区防守、分流入海”的防洪工程体系总体构想，修建堤坝和水库、疏通河道、修建蓄滞洪区。到2008年止，在各河系上游山丘区建成各类水库1085座，总库容100多亿m3，控制了各河系山区90%以上的流域面积，减轻了洪水对中下游地区的威胁；在各河系的中下游，新开辟或整治主要骨干行洪、排瀝河道50余条，新筑和整修堤防1.7万公里。结合河道堤防治理，修建了调洪、泄洪、分洪和挡潮的大中型闸涵枢纽180余座，基本改变了海河流域上大下小、尾闾不畅的状况和各河洪水集中天津入海的被动局面。经过这一系列水利改革措施建设，使河北省各河系上游有水库拦蓄洪水，中游有河道泄洪和洼淀分洪滞洪，下游筑有堤防，基本构建了一个一般洪水保安全、特大洪水减灾害的防洪排涝工程体系，为确保全省安全度汛，确保京津防洪安全奠定了基础。1996年8月，海河南系发生了特大洪水，河北省利用现有防洪水利工程，通过科学调度和全力抢险，减少淹地1950万亩，减少了经济损失达900多亿元。

3.2合理调度，高效利用水资源

河北省也是干旱重灾省。如何解决缺水问题，高效利用水资源是摆在河北省人民面前的又一难题。近年来，河北省政府通过综合实施工程措施、管理措施和技术措施，优化水利配置、节约保护水资源等举措，取得了显著的成效。“引黄入冀”工程实施20余年来，引入黄河水40亿立方米，保证了衡水、沧州两市的用水安全；“引黄济淀”、“引岳济淀”工程，为白洋淀引水近5亿立方米， “华北之肾”的生态得以可持续繁衍；南水北调中线工程京石段2008年建成投入使用，保证了北京地区的应急供水；此外，以邯郸生态水网为标志的区域水资源优化配置工程建设陆续展开，利用现有蓄、引、截、提工程，合理调度区域水资源。通过这一系列举措的实施，保障了河北省水资源的高效利用和可持续发展。

3.3保护水生态环境，构建人水和谐大格局

为保护水生态环境，河北省政府对全省近12万平方公里的山区进行小流域式规划，力求在建设水利工程时综合考虑流域内山、林、田、路等各项因素。据统计，近六十年来，河北省共治理水土流失面积六千余平方公里，所产生的生态效益和社会效益是无法估量的。近年来，为构筑起环京津地区的绿色屏障，河北省先后实施了首都水资源可持续利用项目、京津风沙源治理工程和太行山国家水土保持项目。为治理平原河道污染问题，河北省政府将河道污染治理成效纳入省委、省政府考核目标体系。这一系列举措都表明了河北省政府及人民正积极建设可持续发展生态水利工程，通过构建人水和谐的生态格局，保护水生态环境。

4.结束语

在建设水利工程过程中，我们应正视水利工程的生态影响，正确处理开发和保护的关系。河北省生态水利建设立足当前，着眼长远，科学规划，综合治理，不仅书写了其水利事业的辉煌，也为全国生态水利建设提供了宝贵的经验。只有坚持科学发展观，秉承可持续发展的理念，从社会发展大局出发，统筹兼顾，才能实现水利工程与生态环境的协调发展，实现人与自然的和谐相处。

参考文献：

[1]刘昌明.二十一世纪中国水资源若干问题的讨论[J].水利水电技术，2002，33（1）：15-19.

[2]董哲仁.试论生态水利工程的基本设计原则，水利学报，2004（10）：1-6.

[3]汪恕诚.为实现水资源可持续利用而努力[N].北京：中国水利报，2009（3）.