给水工程设计原则精选(十四篇)

序言：作为思想的载体和知识的探索者，写作是一种独特的艺术，我们为您准备了不同风格的14篇给水工程设计原则，期待它们能激发您的灵感。

篇1

关键词：水利工程；设计；现状；原则

中图分类号：TV 文献标识码：A

水利工程设计是一种为达到一定的水利目标而制定的工程方案、建筑物和实施方法以及经费预算等工作。目前，水利工程项目在全国各地全面开展兴建，水利工程设计作为水利工程中的重点内容，根据水利工程设计现状分析，必须抓好工程设计原则，以保证水利工程建设的有效展开。

一、水利工程设计的现状

①施工组织设计简单

水利工程设计对于全面开展水利工程项目有着直接的关系，设计的方案直接影响着项目的实施建造。目前，大多数的水利工程设计都非常的简单，例如：施工导流、建筑材料来源、水电供应以及施工场地的环境等具体工作内容都只是简单的叙述，甚至模棱两可的阐述。这将会影响投标工作的有序展开，问题事件不断出现。

②水资源的浪费

在我国的三大产业（农业、工业、服务业）中，农业用水量所占用比重较大。据调查研究显示，农业用水重复利用率为五分之二。工业用水的重复利用率为五分之四，相比农业用水，工业在水资源方面所占优势较大。农业用水的浪费，主要原因在于人们节约用水的意识并不强，不懂得水的珍贵。

③水质恶化

水资源正在面临各种人为的破坏，例如：生活垃圾、工业废水等方面的直接污染，水质遭受到严重的恶化。未经过处理的生活污水与工业用水，直接流向河流，渗入泥土，严重的影响了水质。根据相关部门的资料显示，我国有四分之一的水资源已被受到严重污染，无法达到农业灌溉用水的基本要求。虽然现阶段，已有污水处理厂专门处理污水，但因为设计不够全面，设施、设备不齐全，造成污水处理的能力有限，且在不程度上都存在着许多问题。

④人为的“偷工减料”

水利工程设计中存在着“偷工减料”的行为。水利工程设计是一个循序渐进的工程，由于人为的“偷工减料”导致工作人员在下一个设计环节中直接采用上一环节资料，并未对设计方案进行进一步的深入探究。从工程的费用到结构图的逐渐分化，工作人员没有及时对基础材料进行补充，没有对设计方案进行加深一步的论证。

⑤缺乏服务意识

水利工程项目的实施主要是由业主进行负责的，业主负责水利工程的筹资、策划、资金保值等一系列的事务，与此同时，肩负起对水利工程的成本控制与投资效益。但是，水利工程的设计者并不能体会业主的意识，无法理解业主所提出的各种要求。当水利工程设计的意见与业主的意识产生歧义时，设计单位总是寻找相关规则等借口敷衍业主。

⑥投资概算编制不够准确

为了在水利工程设计分析方面节约时间，往往都是利用以往工程项目的单价分析表进行核定，没有根据设计方案进行单价计算和分析，将会难以得出正确的单价。未按照实际原料价格进行合理的调整，将会引起单价核定价格过低或过高，最后将会导致整体水利工程产生不良影响。水利工程项目的投资概算编制不准确，具体叙述内容过于简单。

二、现代水利工程设计原则

进行水利工程设计时，相关人员在对水利工程的整体筹划设计方面，必须遵守相关制度要求，遵循以下几点原则：

①安全第一的原则

水利工程实施是一种比较系统的、具有多种工程综合在一起的项目。在制作水利工程设计时应遵循效益大，风险小的要求，达到合理的经济要求。在满足相关规则要求时，应确保水利工程设施、设备的安全使用，达到一定的稳定性和耐持久性。例如：在城市环境水利工程的设计方面，必须满足能防止洪水的要求。城市人口聚集较多，人员出入量大，在景观建设的水利工程时，既要做到让人们能嬉水、亲水的要求，又要保障人们的生命安全。

②以人为本的原则

水利工程设计的主要目的是供应人们使用，因此设计的主体应是以人为本的。水利工程的设计师们应该是以人为中心，注重工程的安全。运用巧妙的方法将情感融入到自然生态环境中去，做到人与自然和谐发展。

③合理利用水资源的原则

水利工程的设计必须保证水利工程的正常运作，水资源是水利工程中的重要角色。因此在设计水利工程时必须考虑到水资源的合理利用，节约用水，减少水浪费。

④坚持自然化和生态化的原则

一直以来，我们都在倡导着人与自然和谐相处，走可持续发展道路。因此，我们在水利工程设计方面要注重保护自然环境。学会善于利用自然环境，采取因地制宜的方法，进行水利工程设计，将自然与人相结合。

三、结语

水利工程项目具体实施是一个非常大的工程，它所涉及的因素较多，在工程施工条件差，工作环境复杂的环境中进行施工时，必须严格遵守水利工程设计方案，一旦产生问题，将会导致严重后果，因此，水利工程设计非常重要。在水利工程设计环节中，设计师们必须依照水利工程建设的各项规章制度以及程序，做好水利工程的建设准备。确保水利工程建设的安全，从而实现水利工程建设的最终目标。

人们在建设水利工程时，最初的目的是防止洪水侵害，为此修建防洪堤和水库。传统的水利工程建设可以缓解、防止农作物旱涝渍灾害，同时还可以提供能源建设水利旅游景点。例如：在农作物方面，人们建设的水利工程有修建排水沟、灌溉渠道等；在能源使用方面，人们建设的水利工程有修建水电站；在旅游景点方面，人们建设的水利工程有修建水库、人工湖泊等。这些都体现了水利工程的资源性、经济性与社会性。水利工程设计必须要突出以人为本、人与自然和谐共处的理念。满足生态环境的可持续发展，尽量提高水利工程的环境效益、经济效益与社会效益的综合效益。

参考文献：

[1] 刘正茂，赵艳波． 生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线［J］． 水利发展研究，2007，29( 08) : 26 －28．

[2] 王长金. 浅谈水利工程设计的质量管理与造价控制[ J ] . 城市建设理论研究（电子版）, 2011( 14) .

篇2

关键词:水资源工程社会责任;构建和谐社会;分析与探讨

现阶段，人们的生活日常已经离不开水资源的支持，水资源工程的发展也是整个社会经济发展中非常重要的一环。而随着我国社会主义建设的速度越来越快，对于水资源工程的质量要求也越来越高，但由于我国水资源工程起步较晚，发展的还不够成熟，在现阶段依旧存在着许多问题，在如何通过有效的责任体系来引导工程履行社会责任方面也是当前研究的重点。

一、水资源工程社会责任的主要内容

水资源工程社会责任是工程社会责任的一个分支，也是工程社会责任在水资源工程当中的应用。一个成功的水资源工程应当要包含几个要素:达到预期的目标与功能;在完成工程目标的前提下尽量减少工程中的支出;提高工程的整体经济收入，并能够在规定的时间内完成，不耽误工程的进度;保证工程的质量，与环境和社会向协调，是水资源工程能够保有可持续发展的能力。这些要素都是现代工程的社会责任体现。并且，水资源工程社会责任在多个角度都有着不同的含义［3］。从组织角度来看:水资源工程在有关利益相关者来说相对较多，并且各个关系之间较为复杂，但这种关系的维持时间较短，在工程结束之后，这种利益关系变也会随之结束。其次，大型的水资源工程当中，在合作方面的要求往往要比产期组织更为迫切，合作之间的成效，在很大程度上能够决定工程最后能否实现预期的目标。在水利资源工程中可以将企业治理理论、企业可持续发展理论以及企业生态理论等相关知识应用到实际的工程当中，通过这些理论能够体现出水利资源工程的社会责任。从工程哲学角度来看:水资源工程社会责任是指，水资源工程共同体在水资源工程实践中对水资源工程价值的一种选择。这种选择是需要对社会、生态环境以及受众的人群复杂，并且还需要将水资源工程中对环境以及人类的各项危害降到最低，在整个工程中需要体现“以人为本”的核心思想，保障工程的可持续发展性，实现人与水资源的和谐共存，并在水资源工程中承当相应的社会责任。

二、水资源工程社会责任对构建和谐社会的重要意义

目前，水资源工程社会责任与构建和谐社会之间的关系已经受到了各方面的广泛关注，其中水资源工程社会责任对构建和谐社会有个几个方面的重要意义。第一，有利于创建精品水利工程。通常，水资源工程的施工规模都比较大，并且建设周期较长、施工技术较为复杂，涉及到了多个方面的专业技术内容，而水资源工程作为我国的一项基础建设工程，在我国经济发展与能源战略规划中都发挥出来重要的作用［1］。在水资源工程中提高社会责任感，会使施工人员认真履行自身的职责，强化他们的责任意识，使其在思想上能够得到提高，更加有利于水资源工程这种大型工程的建设。同时，还能够保障水资源工程在项目规划、决策、施工以及设计方面的科学发展观精神，使水资源工程无论在哪个方面都能够得到完善，从而建设出质量优秀、环境和谐、技术先进的精品水利工程。第二，有利于促进水资源工程与社会经济环境的协调性。水资源工程是一项服务于大众的公益事业，且其具有巨大的社会效益与经济效益，在维护社会经济的可持续发展方面有重要的意义。因此，水资源工程的建设目的是为了服务人民、为社会创造更大经济效益，而不是简单的企业工程建设获取利益，在这个层面能够有效的促进水资源工程与社会经济环境的协调发展，使水资源工程能够满足于社会中的可持续发展目标［5］。第三，有利于促进水资源工程与人文的协调性。水资源工程的社会责任履行，不但是一项工程上的建设，同时还是工程精神的创造。在我国大部分的水资源工程建设中都体现出了水利行业精神，使其不但获得了物质上的收益，同时还获得了精神与文化上的财富。因此，在水资源工程的建设中需要提高工程的宣传度以及媒体的曝光度，这样不但能够使工程受到大众的检验，同时还能够在建设和谐社会的环境下，向公众体现出“以人为本”的水资源工程建设理念，更加有利于促进水资源工程与人文之间的协调性，对构建和谐社会有着非常重要的帮助。

三、水资源工程社会责任在构建和谐社会中的具体策略

(一)坚持用科学发展观的理论统筹全局

在水资源工程社会责任与构建和谐社会当中，首先需要运用科学发展观的理论来统筹全局。科学发展观理论的第一要素是发展，其中的核心是体现“以人为本”的思想，需要全面协调水资源工程的可持续发展，在实际的工程中落实科学发展观的思想理论。水资源工程社会责任对于整个工程的技术责任、经济责任、生态责任以及人文责任都有着非常高的要求，在多个方面的要求中体现出人与水的和谐共存，实现工程、社会与自然的和谐统一。正确的科学发展观理论能够在精神与工程中体现出社会的责任感［2］，因此，政府应当在其中发挥出主要作用力，准确的体现以创造高效公平、竞争的水资源工程市场环境，使水资源工程能够走在正确的轨道上。同时，还需要统筹全局，保护水资源工程中的工人、移民等弱势群体，为其制定相应的保护措施与环境的评测标准，努力在工程中实现绿色水电，并倡导生态文明。

(二)完善水资源工程中的监管机制与问责制度

完善水资源工程中的监管机制与问责制度能够有效的对工程的施工起到约束作用，提高施工人员的责任意识，从而促进水资源工程的建设与质量。完善监管机制与问责制度，主要体现在维护社会利益与保证社会运行的需要方面，政府在水资源工程当中，需要扮演社会公众利益代表和社会公共管理者的身份，使用国家的权利与法律手段来规范水资源工程社会责任的执行，并建立相关的监管制度和问责制度，强化工程中的执法力度，这一层的约束是企业、媒体、公众以及政府自身所形成监管问责机制的前提和保障［4］。因此，政府部门需要充当社会利益和公众的代言人，协调水资源工程中的各项矛盾，以政治干预和经济调控为手段，引导水资源工程朝着构建和谐社会的方向发展，并对其中出现的逃避社会责任现象进行严格的处罚。同时，政府需要坚定自身的思想与科学发展观理论，只有作为监督者的政府部门提高了自身的社会责任感，才能够有效的帮助水资源工程履行社会责任义务，从而构建出和谐社会发展。

(三)提高水资源工程的创新能力

在对于水资源工程的施工方来说，企业需要提高水资源工程建设的创新能力，其中包括了技术上的创新以及管理上的创新。在水资源工程的建设项目当中，新技术、新工艺以及新设备能够使工程具有一定的科技效益，对缩短工期、提高工程质量方面有着非常重要的作用，同时对水资源工程社会责任与构建和谐社会也有着很大的影响。而在工程的创新能力中需要考虑四个方面的要素，科技效益、经济效益、社会效益和生态效益。在管理层面上的创新有着体制创新、组织结构创新以及运行机制的创新和管理方法创新这四个方面。通过以上的各项创新方式，来实现水资源工程的进步，弥补现阶段的发展不够成熟的不足之处。以此同时，企业在不断的创新过程中，还需要根据当前工程的实际情况合理的制定相关的管理策略与施工策略，不能只抱着一套规章制度不放，要保持自身的社会责任感，并在此基础上灵活的针对工程进行改变，体现水资源工程中的技术责任、经济责任、生态责任以及人文责任。

(四)积极开展社会监督模式

在水资源工程社会责任与构建和谐社会当中，不但需要政府来充当监督者角色，更加需要积极的开展社会监督模式。社会监督模式能够将水资源工程展现在社会当中，增加工程的透明度，使施工能够受到多方面的约束，更加的提高自身的社会责任感，只有施工单位以及各项人员的社会责任感得到提升，才能够有效的提高工程的社会责任感。同时，开展社会监督模式，也能够让人们看到水资源工程中的人文精神，并使人们能够受到人文精神的影响，对构建和谐社会有着非常重要的作用。因此，需要工程的管理者变为相关利益的参与者，在水资源工程中实行民主制度，以保证水资源工程的民主性和科学性。在招标方面，同样需要体现透明性，并保证工程招标中的公正、客观，在社会的监督中建设出一个阳光工程，最大限度的满足各方利益所求的和谐工程，从而体现出和谐社会。

四、结语

综上所述，随着我国社会的不断发展，在水资源工程中的体现社会责任，并以此来构建和谐社会，是当前我国水利工程的主要任务，而由于我国的水资源工程发展还不够成熟，在现阶段还需要做出多方面的改善。因此，需要坚持用科学发展观的理论统筹全局、完善水资源工程中的监管机制与问责制度、提高水资源工程的创新能力，同时还需要积极开展社会监督模式，只有这样才能够在水资源工程中体现社会责任与构建和谐社会的能力。

参考文献:

［1］刘洪波．水资源工程社会责任评价指标体系构建［J］．安徽农业科学，2009(23):11276-11278．

［2］刘洪波．水资源工程社会责任与构建和谐社会［J］．经济与社会发展，2009(03):70-72．

［3］刘洪波．水资源工程社会责任评价方法研究［J］．人民黄河，2009(01):48+50．

［4］胡虎．水资源工程社会责任评价指标体系构建［J］．河南科技，2014(18):196．

篇3

关键词：市政给排水系统 管线设计防洪排涝污水处理

中图分类号：S276 文献标识码：A 文章编号：

随着城市的快速发展，基础设施建设步伐也必须跟上城市发展的脚步，城市中的市政道路给排水工程就显得越来越重要。城市排水工程设计，应从城市近、远期发展考虑，根据管段所在区域与周边区域的关系，地表水系、污水处理厂位置，结合排水现状及规划的雨水、污水排放方向，并考虑排水区域内上、下游管段的衔接、汇水服务面积的划分道路的竖向设计、用地标高等。多数城市排水规划都滞后于城市建设，因此，对市政排水工程设计进行研究具有重要的意义。

一、市政排水工程设计原则

排水工程设计应在城市排水工程专项规划指导下进行，根据专项规划的设计成果对所实施的市政排水项目进行优化设计在设计中应遵循以下要求：

（1）布置管渠系统，划分汇水流域面积，确定排水方向及出路。

（2）安排好控制点的高程 应根据城市道路竖向设计，保证汇水面积内的水都能自流排出。

（3）正确采用设计数据，污水排放量标准设计降雨重现期、地面集水时间和径流系数，暴雨强度公式的采用等。

（4）管道的设计坡度和埋深根据设计规范、道路纵坡和外部排水条件确定，在满足排水要求的前提下尽可能减少管渠埋深。

二、近期与远期结合

排水工程设计既要考虑近期城市建设的要求，又要考虑城市发展后上、下游的衔接及排水需要。雨水、污水管道的管径、管道埋深等问题，是排水工程设计近期与远期衔接的关键；如果管道的管径设计偏大或偏小，埋深过深或较浅，将直接影响到排水系统的正常运行。

三、实例分析

3．1项目概况

该城市地势坡度较缓，坡向东北，常年主导风向为西南风，该区的暴雨强度公式为 q=1686(1+0.77lgp)/(t+8)0.72,径流系数￠=0.6，在城市的东部有一条从西南至东北的河流，还有一条在城市的中部，由西南到东北的铁路，将城市分成两个区，其中Ⅰ区的人口密度为380人/公顷，污水量标准为140升/人・日，Ⅱ区的人口密度为 430人/公顷，污水量标准为130升/人・日。该城市共有三家工厂，在Ⅰ区有丙一家工厂，在Ⅱ区有甲、乙两家工厂。综合工业企业与公共建筑的排水量和水质资料地质资料、受纳水体水文资料、城市气温资料、城市各区中各类地面与屋面的比例（%）等技术参数。设计出水水质：污水处理后，其水质至少达到二级处理标准，应当满足：SS 40mg/l；COD 60mg/l；BOD30mg/l。

2.2 排水工程设计要点

2.2.1污水工程方案

（1）合流制排水系统：该系统是将生活污水、工业废水和雨水混合在同一个管渠内排除的系统。这种系统是在临河岸边建造一条截流干管，同时在合流干管与截流干管相交前或相交处设置溢流井，并在截流干管下游设置污水处理厂。

此排水系统克服了原有排水系统将排除的混合污水不经处理就直接就近排入水体的缺点，但仍有部分混合污水未经处理直接排放，成为水体的污染源而使水体遭受污染，这是它的严重缺点。

（2）分流制排水系统：该系统是将生活污水、工业废水和雨水分别在两个或两个以上各自独立的管渠内排除的系统。由于排除雨水方式的不同，分流制排水系统又分为完全分流制（具有污水排水系统和雨水排水系统）和不完全分流制（只具有污水排水系统）排水系统

2.2.2排水工程一般规定

（1）管道系统布置要符合地形趋势，一般宜顺坡排水，取短捷路线每段管道均应划给适宜的服务面积 汇水面积划分除依据明确的地形外，在平坦地区要考虑与各毗邻系统的合理分担。

（2）尽量避免或减少管道穿越不容易通过的地带和构筑物，如高地、河道、铁路、地下铁道等当必须穿越时，需采取必要的处理或交叉措施，以保证顺利通过。

（3）安排好控制点的高程。

（4）查清沿线遇到的一切地下管线，准确掌握它们的位置和高程，安排好设计管道与它们的平行距离，处理好设计管道与它们的竖向交叉。

（5）管道在坡度骤然变陡处，可由大管径变为小管径。当D=200~300毫米时，只能按生产规格减小一级。当 D≥400 毫米时，应根据水力计算确定，但减小不得超过二级。管道坡度的改变应尽可能徐缓，避免流速骤降，导致淤积。

（6）同直径及不同直径管道在检查井内连接，一般采用管顶平接，不同直径管道也可采用设计水面平接，但在任何情况下进水管底不得低于出水管底。

（7）流量很小而地形又较平坦的上游支线，一般可采用非计算管段，即采用最小管径，按最小坡度控制。

2.2.3设计步骤

根据确定的设计方案，进行管道设计，主要步骤如下：（1）在适当比例的、并绘有规划总图的地形图上，按地形并结合排水规划布置管道系统，规划排水区域。（2）根据管道综合布置，确定干支现在道路（或规划路）横断面和平面上的位置，确定井位及每一管段长度，并绘制平面图。（3）根据电算程序要求，确定控制管的高程、编号、管段长度，汇水面积及上游接管数。（4）进行水力计算，确定管道断面，纵坡及高程，并绘制纵断面图。

2.2.4雨水工程方案

（1）雨水管一般规定：1)重力流管道按满流计算，并应考虑排放水体水位顶托的影响。2)管道流时最小设计流速一般不小于0.75 米 /秒，如起始管段地形非常平坦，最小设计流速可减小到0.6米/秒。最大允许流速同污水管道一致。3)最小管径和最小坡度：雨水管与合流管不论在街坊和厂区内或在街道下，最小管径均为 300 毫米，最小设计坡度为0.002。

（2）雨水管道水力计算的设计数据：

1)设计充满度：雨水中主要含有泥砂等无机物质，不同于污水的性质，加以暴雨径流量大，而相应较高设计重现期的暴雨强度的降雨历时一般不会很长，故管道设计充满度按满流考虑。

2)设计流速：为避免雨水所夹带的泥砂等无机物质在管渠内沉淀下来而堵塞管道，《室外排水设计规范》规定：满流时管道内最小流速应0.75m/s，明渠内最小流速应 0.4m/s。为防止管壁受到冲刷而损坏，影响及时排放，规范 规定，金属管道最大流速为10m/s，非金属管最大流速为5m/s。

3)最小管径和最小设计流速：雨水管道的最小管径为 300mm，相应的最小坡度为3。

4)最大埋深和最小埋深：a)必须防止管壁因地面荷载受到破坏，为此管顶部需有一定厚度的覆土。(b)必须满足街道连接管在衔接上的要求。这三个数值中的最大一个数值就是以管道的允许最小覆土厚度一般在干燥土壤中，最大埋深不超过 7- 8m，在多水、流砂、石灰岩地层中，不超过5m。

2.3 排水工程方案设计

从环境保护方面来看，采用截流式合流制的城市，水体仍然遭受污染，甚至达到不能容忍的程度。采用分流制的城市，初雨径流未加处理就直接排入水体，会对城市水体造成污染。尽管如此，分流制较灵活，适应社会发展的需求，一般又能符合城市卫生的要求，所以在国内外获得了较广泛的应用。

从造价方面看，合流制排水管道的造价比完全分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水厂却比分流制的造价要高。

从维护管理方面来看，分流制系统可以保持管内的流速，不致发生沉淀。同时，流入污水厂的水量和水质比合流制变化小得多，污水厂的运行易于控制。

经过各方面的比较，本项设计采用完全分流制排水系统，且地形坡度适中，以此采用截流式布置。

污水工程：根据实际地形，依据排水工程的一般规定，拟定两套排水方案，由于城市中部的坡度倾于北和南，不同处就在于污水干管为局部排放和整体排放两种走向。

管道的布置方案应在同等条件和深度下进行技术经济比较，选择最佳方案。两个方案的污水管道系统都采用截流式布置。

方案一：由于城市地形西南高，东北低，所以污水厂及出水口设在城市东北部，使所有污水尽量靠重力排出。主干管平行于河流布置，干管垂直于河流布置，有一处管线穿越铁路。

方案二：污水厂及出水口位置不变，Ⅰ区的局部地区依靠Ⅱ区的干管排出，主干管平行于河流布置，有两处管线穿越铁路。

电算数据及结果如下：

第一套总造价：1321.41万元无泵站

第二套总造价：1630.10万元无泵站

经过比较，第一套方案只穿一次铁路，且造价低，故选择第一套方案

雨水工程：

依据雨水管布置原则，就近排放，能通畅及时地排走城镇和工厂面积内的雨水。

3 结束语

城市市政排水工程的设计，应以排水专项规划为设计依据，在城市排水专项规划设计成果指导下进行 结合现状、近期、远期几者的关系，分析现有的资料和城市的发展，充分考虑近期、远期的结合，合理采用符合本项目工程的设计方案和设计参数，正确划分流域范围汇水面积，合理设计管径大小和管道埋深。市政排水工程的合理设计，是城市排水系统能够有效运行的前提，只有在排水工程合理设计的前提下，环境才能得到有效的保护，才能获得良好的社会效益。

参考文献

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[关键词] 生态水利 设计原则 应用 可持续

目前，随着全球经济的发展，具有全球性影响的环境问题日益突出。且日渐显复杂化和多样化，但总体来讲可以分为三类，即生态系统的破坏，对人类健康的直接影响和自然资源的日渐耗竭。随着2009年底哥本哈根气候大会的召开，环境问题愈受关注。而在生态水利工程设计中，要求我们水利工程设计人员必须把对环境问题的考虑加入到各个过程之中，以最大限度地减少环境影响，真正实现水利工程的可持续发展。

1、 生态水利工程设计的意义

生态设计是环境管理领域的一个新概念，它指每一环节都需要考虑其可能带来的环境影响，通过设计上的改进使水利工程建设的环境影响降为最低。在这一过程中，决策者应把环境问题看作和经济效益、公司形象等同样重要。生态水利工程是一种综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求，也要兼顾生态系统可持续性的需求。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。因此，生态水利工程的设计要实现人水和谐的设计理念。

2、 生态水利工程设计原则

2.1工程安全性和经济性原则

作为一项综合性的工程，水利工程不仅要满足人类对于供水、防洪、航运等基本需要，同时也要适应生态可持续发展的要求。因此在进行设计的时候，要同时运用水利工程学及生态学的相关理论原理，才可以得到安全、稳定、耐久的水利工程。

而从经济学方面看的话，水利工程还需要兼顾经济的合理性，因为我们很难掌握自然生态环境发展演变的过程与结果，因此水利工程不大不小都会带有某种程度的风险。这就要求一方面在进行设计之初就做好对工程周边生态环境的长期定点监测及评估。另一方面，最大化地运用河流生态系统的自我恢复功能，选取获得经济上投入最小，却能赢得最大化效果的技术路线。

2.2保证水体内部环境的多样性

相关调查显示，一个地区的非生物环境的多样性能够影响其生活群落的多样性。也就是说，如果一个地区的自然环境种类多样，当地的生物种类也会日渐丰富，食物链的组成也将更复杂，这样生态系统对外界变化的适应能力和抵抗能力越强。如果我们兴建的水利工程致使该流域内的水体内部环境日趋单一化，那么，就会导致水生生物种类多样性的减少、食物链结构逐渐简化、生态系统日趋单一化，造成水体对外界变化的适应能力和抵抗能力降低，自然净化能力逐渐下降，并逐步丧失其基本功能。所以，在水利工程设计过程中，设计人员需要对河流的近期及远期的水文情况进行深入了解，掌握生物种类与生态环境间的关系，进而对设计草案组建数学模型，对其可行性、可操作性进行论证，从而保证水利设施的兴建能够拥有足够的丰富多样的环境，进而将对自然环境的影响降到最低。

2.3确保河流生态系统的自我修复功能

与传统水利工程相比，生态水利工程除了要保证传统水利工程的基本原则外，还需要在设计的时候，充分考虑保护生态系统的自我修复功能，也就是要维持生态系统的可持续性。而在这一方面，人工建筑物所起的作用则十分有限，只有自然因素经过长期的自然选择后所形成的生态圈才具备良好的自我修复功能，发挥其作用。所以，在生态水利工程设计时，应尽量避免绝对化的人为力量，应充分将人为力量与自然的影响进行有机结合，从而利用生态系统的自设计功能和自组织功能，从大自然中选择合适的物种，形成良好的合力结构。这样，不仅仅可以取得生态系统保护及恢复方面的成效，还能降低工程的建设成本，降低工程造价，获取更高的经济效益和生态效益。

3.生态水利的应用

3.1永兴二级水电站枢纽工程生态环境设计是湖南省水电设计院开展生态水利设计的典范工程

设计之初，技术人员就确立了“绿色工程和生态环境人性家园”的指导思想，把工程定位于生态旅游风景区和水利工程科普园。通过采用高技术手段设计了电站大鹏展翅的屋顶结构，改变了传统水电站大坝加高压线单调的外形，使其既体现了水工建筑物的特点和功能，又富有韵律感，与周边植被、地貌等自然环境相协调。对建筑材料特别注意采用当地天然材料，加快生态修复速度。各种绿化植物尽可能就地取材，对引进外来植物物种持慎重态度。尽量减少人工建筑物对周围生态环境的破坏，留出生态环境的过渡区域和生态物种的习惯性空间等等。电站竣工后其生态设计效果赢得各级领导的肯定，被人亲切称为“生态电站”和“绿色电站”。

3.2生态水利工程应用应体现与环境有机结合

生态水利工程的设计应当充分吸收环境科学与工程的理论与技术，实现水量与水质同步科学配置的目的。当前尤其是应与水污染防治工程进行有机结合，由于水利工程作用的水量一般较大且具有明显的季节性变化，使生态水利工程的设计与实施存在较大的挑战与阻力。如黑龙江省扎龙湿地补水工程，虽然实现了连续几年的补水，但由于水质不符合湿地水质要求，导致湿地水域中底栖生物明显减少，部分物种消失，一些迁徙水禽不在此处停留。为了减少早田排水挟带泥沙或污染物进入下游湖泊或天然湿地，可以在进入湖泊或湿地的过渡带设计生态处理沟渠或氧化塘。而水田排水沟渠可以在植物生长季节充分蓄水，利用人工沟渠湿地对有机污染物质进行降解。在缺水地区种植水稻，特别是在开采地下水种植水稻的地区，应当进行以水量高效利用与水质净化为目的的生态水利工程设计。而这种设计思路来源于水污染的自然稳定塘处理理论与工艺。

结语：

生态水利工程的目标是促进生态学与水利工程的结合，要求工程不仅要满足人类社会生产发展需求，而且还要同时满足河流生态系统稳定性与生物多样性的需求。目前，生态水利工程设计由于经验积累问题上的不足，其发展较为缓慢，但是随着人们对人与自然的和谐发展认识的逐渐加深，生态水利工程的发展前景将不可限量。

参考文献：

[1]刘正茂.生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线[J].水利发展研究，2012

[2]赵黎霞，崔建华.生态水利工程的规划设计基本原则[J].水科学与工程技术.2008（z2）.

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关键词：生态水利工程；设计原则；生态系统；自我修复功能

水利工程在现代社会的发展中发挥着重要作用，与人们的生活息息相关，且具有显著的经济效益和社会效益，因此，它的建设具有时展的必然性。近年来，基于经济发展的需要，水利工程建设项目不断增多，导致生态环境遭到严重的破坏，进而引发一系列问题，这与可持续发展战略的目标要求是不一致的。要改善这一状况，就要保证水利工程设计的基本原则与生态环境保护要求相符。

1生态水利工程对河流的影响

水利工程在人们的生产生活中发挥着重要作用，是生产活动顺利进行的保障。水利工程历史悠久，在产生的初始阶段，它的主要作用是灌溉、防洪和发电等，为社会生产的顺利进行提供支持。随着社会的不断进步，水利工程的发展也进入到了一个新的阶段。从建设角度来讲，水利工程的施工工艺和施工技术有了明显的改善；从社会效益角度来讲，水利工程对社会发展的推动作用越来越重要，与人们的生活联系得越来越紧密。但是，在水利工程建设规模不断扩大的今天，生态环境破坏问题越来越突出，导致河流自身的多样性、连续性等特点遭到破坏，河流的水深、水温、流速等均发生了很大的变化。这些变化对生态系统造成了极大的影响。在当前贯彻落实可持续发展战略的要求下，水利工程建设必须遵循节能和环保原则，以保护生态环境为中心，兼顾社会效益和生态效益，全面发展，并将对河流造成的不利影响降至最低，尽可能地保持河流的自然形态，遵循自然规律，必要时，采取相应的措施予以完善。

2生态水利工程建设的重要性

现阶段，水利工程建设的最主要目的就是解决水资源时空分布不均匀问题和防止旱涝灾害发生。但是，相关部门过度关注上述方面，忽略了自然生态平衡的动态化特点。自然生态系统的平衡是通过其自身的自我调节实现的，那么从这方面来讲，要维持河流的多样性，就必须加强对生态文明的调研和评估，对河流生物进行全面的调查，并将其纳入生态水利工程设计方案的考虑范畴。在完成这一部分工作后，接下来要做的就是提高河流周围土地的利用率，注重对生态水利工程设计的优化，尽可能地减少河流两岸的占地面积，并对河流流段水平流量的数据库进行合理分析，进一步优化水利工程的建设结构，从而提升水利工程的观赏价值和生态价值。另外，生态水利工程的建设对于河道破坏的自我恢复也是十分有利的。

3生态水利工程设计的基本原则

3.1经济性和安全性原则

当前，虽然人们对水资源的利用方式多种多样，且不同的河流有着不同的水利工程设计类型，但是，无论哪一种水利工程，在对其进行设计时，都要遵循安全性和经济性原则，这是水利工程发展完善的客观要求。在对生态水利工程进行设计时，设计人员要深入施工现场，仔细评价河流总体水质，并对可能影响工程建设的因素予以充分考虑。此外，还需要了解河道的走势和水流所携带泥沙的搬运、堆积状况。只有掌握了全面的信息资料，才可以保证水利工程设计的科学性和合理性，不会出现顾此失彼的情况，才可以延长水利工程的使用寿命，进一步提升其安全性和经济性，且便于管理工作的顺利开展。

3.2水体内部环境的多样性

自然界的生物是具有多样性和相互性的一个循环系统。从生物学的角度来讲，如果一个地区的自然环境种类较多，那么生物的种类也必然很多，这一地区的生物食物链也就更加复杂多样。从这一层面来讲，在进行生态水利工程设计时，设计人员就需要掌握河流近期和未来的水文状况，并全面了解本地区生物种类与生态环境的具体关系，在此基础上对水利工程的设计方案进行生态影响评估，联合相关专家对设计方案作最后的评估和预测，分析方案的可行性和可靠性，从而保证方案设计不会对周围的生态环境造成较大的影响，提升水利工程的生态环境效益。

3.3河流系统的自我修复功能

与过去传统的水利工程相比，现阶段的水利工程除了要考虑最基本的要素外，还需要在设计过程中重点考虑河流系统的自我修复功能。人为作用所修建的水利工程对河流系统自我修复功能的影响十分有限，只有自然作用在经过了长期的选择之后所形成的河流生态圈才具备这一功能。基于此，在进行生态水利工程设计时，不能片面地夸大人为作用，要综合考虑水利工程建设、大自然的生态状况以及生物圈。这样，不仅可以对生态系统起到保护的作用，还可以大大降低工程建设成本，进一步提升工程的经济效益和社会效益。

3.4从整体上把握景观尺度

在进行生态水利工程设计时，需要考虑水利工程自身的特殊性。这是因为大多数水利工程建设都是在河流流域开展的。因此，要从整体上把握景观的尺度，并且综合考虑生态系统的整体功能。此外，还要依据水文系统合理地设计景观，不能单单从一个角度去分析，而要从生态环境的不同角度出发，综合考虑多方面的因素。

4总结

随着现代社会的快速发展，水利工程建设项目越来越多。水利工程是与人们生产生活息息相关的基础设施，对社会发展有着重要影响。从可持续发展的角度来看，在对生态水利工程进行设计时，需要结合河流特点、地形特点和水文特点等多方面因素，从整体上把握，遵循相关原则，确保方案设计的科学性和合理性，从而使水利工程在最大程度上发挥自身价值。

作者:霍华山 单位:酒泉市三木工程设计有限公司

参考文献:

［1］赵灿.浅谈生态水利工程设计方面的基本原则［J］.工业C建筑，2015（21）：43.

［2］侯东平.生态水利工程的基本设计原则［J］.中国水运（下半月），2015，6（06）：200-201.

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关键词：生态 水利 工程 设计 原则

水利工程对经济与社会发展的巨大作用勿庸置疑。但是也必须看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的干扰【1】。水利工程对于河流生态系统的胁 迫主要表现在两方面：一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形态直线化，即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流。包括河道横断面几何 规则化，即把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断面。还包括河床和边坡材料的硬质化，即渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。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、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变 化。库区内原来的森林、草地或农田统统淹没水底。陆生动物被迫迁徙。水库形成后也改变了原来河流营养盐输移转化的规律。由于水库截留河流的营养物质，气温 较高时，促使藻类在水体表层大量繁殖，产生水华现象。藻类蔓延遮盖住大植物的生长使之萎缩，而死亡的藻类沉入水底，在那里腐烂的同时还消耗氧气。溶解氧含 量低的水体会使水生生物“窒息而死”。由于水库的水深高于河流，在深水处阳光微弱，光合作用也弱，导致水库的生态系统比河流的生物生产量低，相对要脆弱， 自我恢复能力弱。河流泥沙在水库淤积，而坝下清水下泄又加剧了对河道的冲蚀，这些变化都大幅度改变了生境。由于靠水库进行人工径流调节，改变了自然河流年 内丰枯的水文周期规律，即改变了原来随水文周期变化形成脉冲式河流走廊生态系统的基本状况。最后，众所周知，不设鱼道的大坝对于洄游鱼类是致命的屏障。另 一类非连续化是由于河流两岸建设的防洪堤造成的侧向水流的非连续性。堤防妨碍了汛期主流与岔流之间的沟通，阻止了水流的横向扩展。堤防把干流与滩地和洪泛 区隔离，使岸边地带和洪泛区的栖息地发生改变。原来可能扩散到滩地和洪泛区的水、泥沙和营养物质，被限制在堤防以内的河道内，植被面积明显减少。鱼类无法 进入滩地产卵和觅食，也失去了避难所。鱼类、无脊椎动物等会减少，导致滩区和洪泛区的生态功能退化。

概况地讲，被改造过的河流生 态系统是由三个子系统组成。即：由动物、植物和微生物组成的生命系统，这是生态系统的主体。广义的水文系统，包括地表和地下水体、土地、气候系统等。再有 就是工程设施系统，这是人类改造河流的结果。后面两个子系统组成生境，是生命支持系统。由于水利工程系统改变了河流形态，水库调度运行又改变了原有的水文 规律，造成河流生态系统的生境变化，其结果可能造成河流生态系统生物群落多样性的下降，使生态系统退化。

对于水利工程对河流生态系统的胁迫，应该采取正视而不是回避的态度。传统意义上的水利工程学作为一门重要的工程学科，以建设水工建筑物为手段，目的是改造和控制河流，以满足人们 防洪和水资源利用等多种需求。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，似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。从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象 是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学的理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水 利工程的规划及设计理论，形成水利工程学的新的学科分支－生态水利工程学（Eco-Hydraulic Engineering）。生态 水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在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的原理与技术方法的工程学【2】 【3】。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严 重干扰河流重点进行生态修复。

生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）以及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建 设的主要手段之一。图1表示了生态水利工程在河流生态建设中的地位。图中右侧表示人类活动对自然河流生态系统的干扰过程，左侧表示人类活动对扰的河流 生态系统的修复过程。

这里讨论的生态水利工程学的基本原则也是生态水利工程规划设计的基本原则，笔者试归纳为以下五项内容。

1．工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一种综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求，也要兼顾生态系统可持续性的需求。 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。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，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律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济 合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中需要进 行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

2.提高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的空间异质性（spacial heterogeneity）存在正相关 关系。这里所说的“生物群落”是指在特定的空间和特定的生境下，由一定生物种类组成，与环境之间相互影响、相互作用，具有一定结构和特定功能的生物集合 体。一般所说的“生物群落多样性”指生物群落的结构与功能的多样性。实际上，生物群落多样性问题是在物种水平上的生物多样性。

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，就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，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统的某种 程度的退化。

河流生态系统生境的主要特点是：水－陆两相和水－气两相的联系紧密性；上中下游的生境异质性；河流纵向的蜿蜒性；河 流横断面形状的多样性；河床材料的透水性等。水－陆两相和水－气两相的紧密关系，形成了较为开放的生境条件；上中下游的生境异质性，造就了丰富的流域生境 多样化条件；河流纵向的蜿蜒性形成了急流与缓流相间；河流的横断面形状多样性，表现为深潭与浅滩交错；河床材料的透水性为生物提供了栖息所。由于河流形 态异质性形成了在流速、流量、水深、水温、水质、水文脉冲变化、河床材料构成等多种生态因子的异质性，造就了丰富的生境多样性，形成了丰富的河流生物群落 多样性。所以说，提高河流形态异质性是提高生物群落多样性的重要前提之一【4】。

由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造 成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度的退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样 性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其它生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河 流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流地貌历史和现状进行勘查和评估。 包括河流与相关湿地、湖泊的形状与构成、水下地形勘测、水位变化幅度、河流平面弯曲度、河流横断面形状及河床材料、急流与深潭比例、河床的稳定性及淤积及 侵蚀状况等，建立河流地貌数据库。河流生物调查，包括植物、鱼类、鸟类、两栖动物和无脊椎动物等的物种分布地图以及规模和存量，建立生物资源数据库。遥感 技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。

关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因 子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转 化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分 类和评估。需要强调的是，在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地设计。

3．生态系统自设计、自我恢复原则

有关生态系统的自组织功能的讨论始于上世纪60年代，以后有不同学科的众多学者涉足这个领域。以各种不同形式构成的自组织功能，是自然生态系统的重要特征。

生态学用自组织功能来解释物种分布的丰富性现象，也用来说明食物网随时间的发展过程。生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种 的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。在这种情况下，生境就可以支持一个能具有足 够数量并能进行繁殖的种群。自组织功能原理与达尔文的进化论有相似之处，只是研究的尺度不同而已。达尔文的进化论研究是在地球生物圈所有种群的尺度上进行 的，而自组织功能是在生态系统中种群之间发生的。

生态系统的自组织功能对于生态工程学的意义是什么呢？& nbspH.T.Odum认为：“生态工程的本质是对自组织功能实施管理。”（1989）【5】。Mitsch认为：“所谓自组织也就是自设计” （2004)【6】。将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建 筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或 者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人 工与自然力的贡献各占一半【7】。

我国古代传统哲学注重人与自然的和谐相处，老子主张：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。 反映了一种崇尚自然，遵循自然规律的哲学观。在建筑理念方面，提倡“工不曰人而曰天，务全其自然之势”（《管氏地理指蒙》），“虽由人作，宛自天开” （《园冶》），都提倡一种效法自然，依靠自然的思想。国际生态学界一些学者认为，系统生态学的哲学理念应该追溯到公元前11世纪中国的周代。其中“阴阳五 行”、万物竞争共存和相生相克等哲学思想，体现了促进与抑制，成长与腐朽，合成与异化之间的平衡与转化，这些正是现代生态学的哲学基础。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控 制自然界是不可能的，这种一厢情愿的企图最终往往归于失败。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球 上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生 态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

要区分两类扰的河流生态系统。一类是未超过本身生态承载力的生态系统，是可逆的。当去除外界干扰即卸荷以后，有可能靠自然演替实现自我恢复的目标。另 一类是被严重干扰的生态系统，它是不可逆的。在去除干扰即卸荷后，还需要辅助以人工措施创造生境条件，再靠发挥自然修复功能，有可能使生态系统实现某种程 度的修复。这就意味着，运用生态系统自设计、自我恢复原则，并不排除工程师和科学家采用工程措施、生物措施和管理措施的主观能动性。转贴于 4．景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。

所谓“整体性”是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

这里说的“景观”（landscape）是指生态学中的景观尺度。关于生态学的尺度问题，O’Neill，认为：“生态学不可能建立在单一的时空尺度 上，它应该适应所有尺度的调查研究。”（1986）【8】。按照这种观点，尺度和层次成为生态学发展的关键。目前生态学理论把生物圈划分为11个层次， 依次是生物圈、生物群系、景观、生态系统、群落、种群、个体、组织、细胞、基因和分子。景观的尺度如何掌握？景观尺度包括空间尺度和时间尺度。

为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。一条河流的广义水文 系统包括从发源地直到河口的上中下游地带的地下水与地表水系统，流域中由河流串联起来的湖泊、湿地、水塘、沼泽和洪泛区。广义水文系统又与生物系统交织在 一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素 之间的相互关系进行综合、整体研究。如果仅仅考虑河道本身的生态修复问题，显然是把复杂系统简单割裂开了。

其次，必须重视水域生 境的易变性、流动性和随机性的特点，表现为流量、水位和水量的水文周期变化和随机变化，也表现为河流淤积与侵蚀的交替变化造成河势的摆动。这些变化决定了 生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。生态系统的变化范围从生境受到限制时期的高 度临界状态到生境扩张时期的冗余状态。

再者，要考虑生境边界的动态扩展问题。由于动物迁徙和植物的随机扩散，生境边界也随之发生 动态变动。Gosselink(1990)在研究水域生态系统物种管理的尺度问题时认为，对于给定需要修复的物种，考虑的范围应是这个物种的分布区 【9】。举例来说，为便于理解，可以借用“流域”这个概念，比如一个地区野鸭的种群也有一个“鸭域”。所谓“鸭域”的范围应该包括物种个体在恶劣的条件下 迁徙到的任何地方以及支持此物种的生态系统。这个范围的边界，应划定在某特定物种经常利用的一个很大的空间内。如果进一步扩展，还应该包括所谓“临时生 境”，指在自然界对于物种产生胁迫的时期，成为该物种的避难所的地区。如果这个地区有若干种标志性动物，那么物种管理的范围边界将是这些物种“域”的包络 图。另外，还要考虑流域之间的协调问题。考虑到河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能 是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调，

最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过 程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。需要对历史资料进行收集、整理，以掌握长时间尺度的河流变化过程与生态现状的关系。河流生态修复是靠时间作工作 的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15到20年的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

需要说明的是，对于规划、评估、监测这些不同的任务，工作对象的空间尺度可能是不同的。监测工作应该在尽可能大的尺度内进行。比如修复一块湿地以吸引鸟 类，经过一年或者更长的时间均告失败。这就需要考虑是否有质量更好的生境吸引了候鸟而改变了它们的迁徙路线，监测工作可能在大陆的范围内开展。而评估工作 可能在跨流域的尺度上进行。规划工作的尺度可能是流域或河流廊道。所谓“河流廊道”（River corridor）泛指河流及其两岸与 生物栖息地相关的土地，也有定义其范围为河流与对应某一洪水频率的洪泛区。至于河流修复工程项目的实施，一般在关键的重点河段内进行。

5．反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统 有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代 替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求 最终形成一个健康、可持续的河流生态系统【10】【11】。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期 的目标发展，可能出现多种可能性。最顶层的理想状态应是没有外界胁迫的自然生态演进状态。在河流生态修复工程中，恢复到未受人类干扰的河流原始状态往往是 不可能的，可以理解这种原始状态是自然生态演进的极限状态上限。如果没有生态修复工程，在人类活动的胁迫下生态系统的进一步恶化，这种状态则是极限状态的 下限。在这两种极限状态之间，生态修复存在着多种可能性。针对具体一项生态修复工程实施以后，一种理想的可能是：监测到的各生态变量是现有科学水平可能达 到的最优值，表示生态演进的趋势是理想的。另一种差的情况是，监测到的各生态变量是人们可接受的最低值。在这两种极端状态之间，形成了一个包络图。一项生 态修复工程实施后的实际状态都落在这个包络图中间。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。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 的设计方法。是按照“设计－执行（包括管理）－监测－评估－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，监测工作是基础。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。评估的结果不外乎有几种可能：1）生态系统大体按照预定目标演进，不需要设计变更；2）需要局部调整设计，适应新的状况；3）原来制定的目标需要重大调整，相应进行设计。

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。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

Design Principles of Eco-hydraulics Engineering

Abstract :The concept of eco-hydraulic engineering is proposed.

It integrates the technology of hydraulic engineering with ecology.

Based on the analysis of stress of hydraulic engineering on river

ecosystem the requirements for ensuring healthy ecosystem and

sustainable development for river are suggested.These requirements

include the principles in five scopes: engineering safety and

economy， spatial heterogeneity of river morphology， self-design

and self-restoration of ecosystem， landscape scale and integrated

river ecosystems restoration and design methodology process based

on feedback and adjustment.

参考文献

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【3】董哲仁，生态水工学的理论框架[J]，水利学报， 2003年第1期P1-6

【4】董哲仁，河流形态多样性与生物群落多样性[J]，水利学报，2003年第11期，

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【5】Odum， H. T. 1989. Ecological engineering and self-organization[D].

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New York.920pp.

【11】董哲仁河流生态恢复的目标[J].中国水利，2004年第10期，P1-5

【12】董哲仁美国基西米河生态恢复工程的启示，水利水电技术，2004年第9期，

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关键词：生态水利工程；设计原则；安全经济；反馈调整

中图分类号：TV文献标识码： A

水利工程建设是国民经济发展的一项基本内容，对于推动农业、水利水电以及社会经济等方面都具有很大的作用。同时，水利工程属于一种改造自然的工程，其影响了自然河流的多样性、流动性以及连续性，会在一定程度上影响河流生态系统的自然发展状况，在当前自然生态环境恶化加剧的形势下，如何协调水利工程发展需求和自然河流生态环境之间的关系就显得尤为重要。

1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。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个、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、十旱等自然力荷载

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险，这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的定期定点监测和评估。

2 河流形态的空间异质性原则

一个地区具备空间异质性，是指在这个地区的空间中，可以存在着多种不同种类的生物物种，这就意味着该地区的生态环境状况良好，有利于自然生态循环的发展。若该地的空间异质性较差，就会降低生物群落的多样性，使得生物物种减少，生物群落密度变小，这自然就会使生态系统环境恶化。为此，在进行水利工程的设计中，必须要考虑到河流形态的空间异质性。

目前，很多大型水利工程建设都对自然河流的生态系统造成了不同程度的破坏，这不仅会使河流中的生物物种减少，也会引起水质变化，继而造成严重的环境破坏。为了改变这种情况，除了要加强人工种植或养殖来增大生物群落的多样性，还要做好生态水利工程建设的设计工作，尽可能地保持河流的原始面貌，保存其自然空间的异质性，降低人工水利工程对生物群落多样性的不利影响。

3 生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统可持续发展，指的是生态系统自身组织功能的表现形式，即生态系统的自组织。自组织的意思是指某个系统按照相互默契和相互协调的原则，各自尽其自己的责任做好分内之事的同时又能和对方形成协调的有序结构。生态系统自组织的主要机理是指系统中物种的自然选择，即生态系统之内的物种或者某些与该生态系统有一定友好关系的物种，在自然环境下寻找到能够为自己提供相应的能源和资源，并适合自己生存的自然环境。因此，在进行生态水利工程设计时，一定要遵循生态系统的自组织原则，不要试图人为地去对自然环境进行改变甚至是控制，而是要利用生态系统的自组织和自设计的功能，让海洋生态系统或者江河生态系统中的物种对其生存环境进行自然选择，以求实现人与自然和谐共生的最终目的。在设计一项生态水利工程时，都要将这一原则考虑进去，尊重河流和物种的自然属性和自然选择，从而制定和寻找到最佳的生态水利工程设计方案。

4 景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长时期和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和局部范围内进行。小范围的生态修复小但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或河岸植被。

一般来讲，景观尺度由空间尺度与时间尺度两部分构成。在河流生态修复过程中，由于水域生态系统是一个极其复杂的生态循环系统，其并不单单指河流中的生态系统，还包括其周边或其他相关的生态系统，这些水文系统与生物系统相互交织，共同决定了水域生态系统的稳定。因此，在对河流水域生态系统进行修复时，必须要从整体空间考虑，协调进行修复。

5 反馈调整式设计原则

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

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与传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法，是按照“设计―执行(包括管理) ―监测―评估―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，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测，评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及其发展趋势。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。

6结语

本文主要论述分析了在生态水利工程建设的设计中应当遵循的几种设计原则，这些设计原则是从保护河流生态系统环境出发的。不可否认，水利工程建设对于改造自然，提高社会生产水平有着重要意义，但在兼顾社会发展的同时，也必须要注意到水利工程建设对生态环境的影响，以促进人与自然的和谐相处，共同发展。

参考文献

[1] 刘正茂,赵艳波,崔玉玲,王艳玲. 生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线[J]. 水利发展研究. 2007.

篇8

 

关键词：生态　水利工程　设计原则

1水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。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，似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生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在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的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。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。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，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律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就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，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（gis）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3.3生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

3.4景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相

互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

3.5反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。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设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—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，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。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。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

参考文献：

［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［j］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.

［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［j］.水利学报，2003，（1）：1~6.

［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［j］.水利学报，2003，（11）：1~7.

［4］mitsch w.j.，jorgensen s e..ecological engineering and ecosystemrestoration［m］.published by john wiley&sons，inc.，hoboken，newjersey，2004：134~137.

［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［j］.中国水利，2003，（11a）：45~47.

［6］o’neill r.v.，d.l.deangelis，j.b.waide，et al.a hierarchical con－cept of ecosystems［m］.princeton university press，princeton，nj.1986：153.

［7］gosselink j.g.landscape conservation in a forested wetland water－shed［j］.bioscience，1990，40：588~600.

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关键词：生态水利；环境生态；规划设计原则

1概述

生态水利工程是水利工程中的重要分支，主要结合可持续发展理念，研究为满足人们需求，确保生态水域健康，对水利工程技术进行合理运用。不只是采用传统建设理论，还要恢复建设完成的水利工程生态，时刻关注对河流生态性的修复。严格遵循生态水利工程规划设计原则，对生活环境不断改善，进而有力促进经济社会的发展。

2生态水利工程

2.1生态水利工程内涵。水利工程在传统中是由水文、水力及结构力学等多个学科组成比较完整的工程力学体系。不仅对人类行为影响水域的程度提高关注程度，也对人与自然的和谐发展更加重视。有机结合环境工程及生态理论，进而形成具有较强综合性的跨学科领域体系。

2.2生态水利工程分类.在实际中根据水利工程用途，可将生态水利工程分为农田及防洪水利工程两类，如小浪底是农田水利工程，三峡工程是防洪水利工程。

2.3生态水利工程特点。生态水利工程所需建设经费较多，相对于普通水利工程，具有较长工期、较大建设规模及难度等特点，具有不确定的经济和生态效益。生态水利工程与环境具有比较密切的关系，不管是对生态环境、气候及经济社会发展，水利工程对其的影响都很大，其相互作用难免存在不足之处，但在水利工程规划过程中，应充分发挥水利工程的优势，重视其不足之处并尽可能采取有效措施予以消除。其综合性与系统性特点使水域之间产生一定的联系，也具有一定制约，使水利工程与经济发展建立联系。

2.4河流生态系统对水利工程的影响。在社会生产中，水利工程对于社会及经济发展都具有重要推动作用，但在建设过程中不可忽视水利工程破坏生态环境的程度。使河流连续性、多样性及流动性的到一定程度的改变，也改变了水域水深、水温、流速等情况。针对破坏生态环境的水利工程应予以高度重视，在建设中应满足社会经济及生态环境的实际需求，从而确保水域环境的可持续发展。

3生态水利工程规划原则

一是反馈调整式原则。水利工程修复所需时间较长，生态系统成长比较漫长，但针对不同情况，生态系统也需不同的恢复时间，若时间较短恢复河流生态是无法实现的，若时间较长，生态系统结构在进化中将增加复杂性及多样性，在一定程度上使稳定性增加，对外抵抗力也明显提高。通常生态水利工程设计原则应实现对较为成熟的自然界河流生态体系尽可能模拟后，再建设水利生态系统。投入建设的水利工程已实现生态系统的自然演替，但其发展可能不是按照设计计划进行，可能向着可能性较多的方向发展。通常外界对最高层不能胁迫是最理想的演替，但在实际中，若对生态系统的恢复施工中，难以避免受到很多因素的影响。自然界生态系统演替是以不受干扰的状态为上限，若没有修复水利生态工程，系统将不断恶化甚至不能修复，这是生态系统演替过程中的下限。在两个极限之间，生态系统恢复存在的可能性较多。任何生态恢复系统都无法恢复到最佳的自然生态状态，只能尽可能减少所受的危害，使其发展向着良好的生态方向。生态系统与社会系统不管是在时间还是空间上，都存在不断变化性。不仅系统逐渐更替，生态系统状态也会受到人类行为状态的干扰。生态水利工程设计受这种非静态特征的影响，与传统工程设计方法存在明显差别，采用反馈调整式设计原则，遵循设计—执行—监测—评估—调整的流程。监测是基础，在监测工作中水文及生物监测是主体。因此建立的监测系统在确立项目时应完善，将监测贯穿项目施工的整个过程。在阶段性评估中善于应用数据集资料，实现预期评果。评估对象主要是河流生态系统结构或功能，主要采用参照比较法进行评估。该方法应用便捷，具有较高的效率及较广的普及性。二是景观尺度及整体性原则。以长远的发展观点而言，尽竟可能选择具有较大尺度的景观区域开展河流生态修复规划与管理，基于可持续发展理念，若选择较小尺度，短期内在局部分散的范围内进行，不具有较高的效率及较高的成功率。但若在较大尺度的景观上修复生态河流，可明显提高工作效率，实现预期良好的目标。此外，还应严格遵循整体性原则，将生态系统结构功能作为关键，深入了解生态系统中要素之间的关系，有针对性的提出河流生态系统修复方法，对水域和生态环境特点提高重视。对动态扩展的生境边界予以充分考虑，因迁徙的动物和随机扩散的植物将动态影响生境边界的变化。控制好修复河流生态的时间尺度，由于都需要较长时间，更要做好充分准备。三是生态系统自设计与恢复原则。生态系统的典型特点就是自组织功能，生态学采用自组织功能对丰富的物种分布进行解释，可证明对时间变化食物网也不断变化。生态系统可持续性是其自组织功能的主要表现，物种以自组织机理为自然选择，物种与生态系统具有比较和谐的关系，能够接受自然选择考验，对适应其发展的良好环境也能找到。基于此情况，生物环境对具有足够繁殖数量的种群提供相应支持。自组织功能原理类似于达尔文进化论，只是在研究尺度方面存在差别。四是经济性与安全性原则。分析经济效益应掌握风险不断降低，逐渐获得更大效益的原则。因随机性是水域环境生态系统演变的一个主要特点，这在一定程度上对于生态水利工程规划的风险性具有决定性作用，需要在初选生态水利工程方案过程中进行比较研究，注重长远利益，高度重视评估监测水域生态环境。还要将投入的经费不断降低，对生态系统恢复力充分利用，获得较高的经济和生态效益。生态水利工程不只是满足可持续发展要求，还要满足人们具体要求，使生态水利工程达到耐久性、安全性、稳定性，与客观的科学发展规律相符。

4结论

综上所述，作为新兴学科的生态水利工程，其目标是实现社会经济发展与自然环境的平衡。因此在实际施工过程中，严格遵循有关原则，实现人与自然的和谐统一。只有不断吸取先进的技术并提高创新性，才能有利促进生态水利工程建设的发展，为农业发展发挥十分重要的作用。

作者:周林 单位:五常市供水公司

参考文献:

[1]邵蕾，李丽.浅谈生态水利工程的规划设计基本原则[J].民营科技，2013，11.

[2]禹博.论生态水利工程的基本设计原则[J].河南水利与南水北调，2014，10.

[3]杨建叶，王德建，李季.南阳市生态水利建设思考[J].合作经济与科技，2015，8.

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【关键词】水利工程；生态；设计原则

生态水利工程在水利工程中属于一个新分支，主要研究的是水利工程满足社会需求的前提下，还能够对水域的生态系统以及可持续性进行维护的技术方法与原理的工程学。生态水利工程所具有的内涵是指：新建工程在进行传统的水利建设同时还要兼顾生态河流系统的修复任务。对已建成的工程则注重受到严重干扰河流的生态修复工作。生态水利工程同时与环境立法、清洁生产以及传统的治污技术与资源有效管理结合在一起，进而一套系统的河流生态预防保护系统，成为河流生态建设过程中最为重要的手段之一。

一、生态水利工程的概念分析

生态水利工程是一门正处在发展阶段的新学科，以水利工程学科为基础，着重研究在水利工程建设过程中的水资源利用情况，以及在满足人类需求的基础上，促进生态健康发展。生态水利工程主要包括以下几个方面的内容：首先，在进行工程开发的过程中，要将生态系统考虑其中，减少对生态环境造成影响，视水利工程为生态系统的重要组成部分；其次，由于传统的水利工程建设通常会对生态环境造成一定的影响，所以生态水利工程的建设过程中，要尽量避免对环境的破坏；第三，生态水利工程投入运营之后，要根据生态规律控制水资源，防止对原有生态环境的破坏，生态水利工程建设的过程中要在满足实际需求的基础上，全面考虑生态规律；第四，在进行生态水利工程地址的选择时，要将对生态系统的影响程度视为重要因素来考虑，一定选择在对生态环境影响较小的地方，这样便可以减少工程建设过程中，以及水利工程投入使用后对生态环境造成的破坏。

二、生态水利工程的设计原则与方法

（一）工程的安全性与经济性的原则

生态水利工程具有非常强的综合性，在河流、水域的综合治理过程中，不仅要满足社会的需求，还要满足防洪、灌溉、发电、旅游以及航运的需求，并且还要兼顾到生态系统的可持续性需求。生态水利工程，在原理上应当符合水利工程学以及生态学的要求。在工程建设的过程中还要符合工程力学以及水文学的相关规律，进而保证工程设施的稳定、耐久以及安全性。工程设施在设计的过程中应当在设计标准所规定范围之内，要能承受住洪水、干旱、侵蚀、风暴等自然产生的载荷。除此之外，还要依照河流地貌学的原理对河流的纵断面与和断面进行合理的设计。对于泥沙的输移、冲刷、淤积以及河流的侵蚀等特征要进行充分的考虑，对其河势的变化规律进行动态的研究，确保在河流修复的过程中，工程具有良好的耐久性。在建设过程中，还要分析工程经济、合理性，应当遵循小风险、大利益的原则。因为生态演替过程以及所得到的结果事先很难得到把握，造成生态水利工程往往都具有一定的风险。在这样的背景下，就需要在设计规划的过程中进行方案的比选，对于生态系统长期的定点监测与评估要给予足够的重视。

（二）提升河流形态所具有的空间异质性的原则

通过对大量相关的生物群落资料进行的研究，能够清晰的发现，生物群落是否具有多样性同非生物环境所具有的空间异质性之间存在很大的关系。这里所说的生物群落指的是在特定环境、特定空间下，由一定的生物种类所组成，并且同环境之间能够互相作用、互相影响，具有特定功能以及一定结构的生物的集合体。通常所说的生物群落的多样性指的就是群落中功能与结构的多样性。事实上，生物群落的多样性问题指的是物种水平上存在的生物多样性。在一个地区中，空间异质性若是非常高，那么就说明其能够形成许多的小环境，这样就能够为更多的物种提供生存的空间。反之，若是非生物环境非常单调，那么生物群落的多样性就会降低，群落的密度、比例以及性质都会发生相应的改变，渐渐的就会导致生态系统出现某种程度上的退化。

（三）生态系统本身的自我设计与自我恢复的原则

生态工程在设计上可以说是一种指导性设计，也可以称为是辅的设计。通过生态系统说具有的自组织与自设计的功能，能够从自然界中选择适合的生物物种，构成合理结构，进而实现设计。通过对成功的工程案例调查表明，自然与人工所做的贡献分别占据一半。在传统的水利工程建设过程中，主要的目的就是为了对自然的河流与水域进行控制。在对生态水利工程进行设计时，工程的设计人员必须放弃对自然进行控制这一动机，运用新的工程建设理念，善于运用系统本身所具有的设计、组织能力，更深层次的达到人与自然和谐相处的目的。除此之外，任何生态水利工程的建设都应该重视因地质疑，给予每一条河流所具有的美学价值以及自然属性以充分的尊重，进而找到最合理的生态工程建设方案。在自设计理论的适用性方面，有很多具有决定性的因素，其中包括水的流量，水的质量，水文特征，土壤与地貌等生态因子，此外，生物种类、密度以及群落的稳定性等因素也对其起着决定性的作用。

（四）景观尺度以及整体性的原则

在对河流以及水域的生态系统进行修复、规划以及管理的过程中，应当将可持续性、长期、大景观尺度作为实施的基础，而不是在短期、局部、小尺度的范围内来实施。在大景观的尺度上进行河流的修复具有修复效率高的优势，而在小范围内进行生态修复，不仅效率比较低，其成功率也得不到保证。所谓的整体性就是从生态形同所具有的功能以及结构出发，对系统各要素之间交互的作用进行充分的了解与掌握，进而提出一个能够综合的、整体的对河流生态系统进行修复的方法，而不是只在河道的水文系统修复上下功夫，更不是修复某一单一的动物或者植被群体。

（五）反馈调整式的设计原则

对生态水利工程进行的设计，主要还是对成熟完善的河流生态系统结构进行模仿，争取最终能够形成一个可持续、健康的生态系统。在河流的工程项目实施之后，就揭开了自然生态不断演替的一个动态的过程。但是这个过程可能会与预期目标之间存在一定的差异，出现各种各样的可能性。除去自然系统进行的自主演替之外，人类系统对其造成的干扰以及产生的变化也能导致生态系统进行自我调整。生态水利工程在设计上的这种不确定性与传统工程再设计上的确定性存在着很大的不同，其使用的是反馈调整式设计方法。主要是依照设计――执行――监测――评估――调整这样一套流程，并且以一种反复循环方式来运行的。整个流程之中，监测是整个工作的基础。监测的任务主要包括水文监测与生物监测两种。要想达到良好有效的监测目的就需要在工程建设的初始阶段建立起一套完整有效的监测系统，并且进行长期的检测。

总结

生态水利工程建设对于河流、水域治理与修复，生态保护、以及国家的可持续发展策略都就有巨大的促进作用。通过文章的论述能够发现，生态水利工程的设计原则牵涉到以下的四个方面，分别是安全性和经济性的原则，提升河流形态空间异质性的原则，生态系统本身的自设计、自恢复原则、景观尺度以和整体修复原则以及最后的反馈调整式原则。只有完全了解与掌握以上的五种原则，才能更好的进行生态水利工程的建设，进而使其能够发挥更大的效用。

参考文献

[1]余兴明.生态水利工程的设计原则[J].中国水利，2008（1）.

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【关键词】生态水利工程；生态学；设计原则

中图分类号：TV文献标识码： A

水利工程的建设结合生态来进行设计，是社会发展的一个必然趋势。而我国要想很好的发展生态水工学以及生态水工技术，就要做到在借鉴发达国家有利经验的基础上，然后根据我国各地的实际情况，因地制宜的解决生态建设的技术问题[1]。从工程规划的角度上看，在对水流开发利用时，应做到首先要明确河流与其上下游等方面的生物是处于一个共同生存的完整的生态系统中。而在生态水利工程的设计方面，不但要符合水利工程学原理，还要符合生态学原理，要做到充分的体现生态水利工程学的所崇尚的设计理念，即人水和谐。在本次的研究中，就对生态水利工程的设计原则进行探讨。

1.生态水利工程的设计原则

1.1保护和恢复多样化的河流环境

保护和恢复多样化的河流环境是有效维持生物多样化的夜歌重要的前提条件。河流中存在的各种各样的动植物，就形成了多样化的自然生态环境，其中包括河流的三要素，即河流的形状、流水的状态以及土壤状态。目前，由于人类活动的大范围进行，尤其是大规模治河工程的建设，使得自然河流出现渠道化以及河流的非连续化，从而造成了河流的生态环境在不同程度上受到了影响，也使得河流中的动植物种类出现减少，对生态环境系统造成了一定的破坏。而建设生态水利工程就是为了保护和恢复河流环境的多样化，同时也慢慢增加河流中物种的多样性，所以，这就要求在对生态水利工程进行设计时，一定要做到以充分保护和恢复河流原有的动植物的多样性以及所生存的环境为主要目标，避免再次出现河流的渠道化与河流的非连续化，从而为河流中的物种提供适宜的生存环境，促进多样化的提高。

1.2确保工程的安全性与经济性

生态水利工程作为水利工程的一个分支，首先就必须遵循水利工程的设计原则，而水利工程的最基本的设计原则就是保证工程的安全性。在设计的过程中，设计人员应该要深入实际中去，对水质、水流等情况进行充分的考察，同时还要考虑到水对建筑物会造成的侵蚀作用、对泥沙的推积等作用，同时就、还要知道水流的流向。只有这些准备工作完善了，才能保证工程的稳定以及安全，才能充分的发挥工程的作用。同时在保证工程安全的时候，还要对工程的经济性进行有效的分析，做到投资最少，但经济效益和生态效益高的原则。

1.3确保河流生态系统的自我恢复能力

生态系统的自我恢复功能即保证生态系统的可持续性。通过生态系统的自我恢复能力来形成一种合理的生态结构。而与传统的水利工程相比，生态水利工程在坚持传统的水利工程的原则外，还要做到在设计的时候要充分考虑到河流生态系统的自我恢复能力，维持生态系统的可持续性。而在这里，人工建筑物的作用非常的小，而只有当自然因素在经过了长期的生存而形成的生态圈才会具备较好的自我恢复能力，并充分的发挥自身的作用。所以，这就要求，在对生态水利工程进行设计时，应尽量避免过度的人为力量，而要做到将人为力量与自然的因素进行有机的结合[2]，从而充分利用生态系统的设计功能从自然中选择适合的物种。这样既可以很好的取得生态系统实现生态系统的自我恢复功能的效果，而且还可以有效的降低工程建设的成本，从而获得更好的经济效益与生态效益。

1.4确保建立完善的河流生态系统与水利工程设施之间的反馈体制

进行生态水利工程的设计时，要充分的借鉴成熟的河流生态系统，并充分的利用生态学的相关知识以及先进技术，建设一个完整的、可持续发展的河流生态系统，从而达到工程设施内部的因素在不需要人工干预的基础上进行活动的开展，从而有效的保护生态环境不被破坏以及保护河流的水质不被污染。而且由于这种活动的方向并不是单一的，使得生态水利工程的设计必须遵循河流生态系统与水利工程设施之间进行反馈的体制，要求在设计完成后，仍然需要对水体的环境进行长久的额监督，然后根据反馈得来的数据对水利工程进行不断地完善，从而充分的发挥水利工程的作用。

1.5充分确保水域生态系统的完整性

河流创造出来的不仅仅只有单一的河流生态系统，而是在河流的生态系统的基础上与周围了乡村、森林、田地等因素形成了一个较为完整的生态系统。河流在生物生存的环境中扮演了极为重要的作用。而水域生态系统作为河流等水域方面的一个大系统在这个大系统中还包括着生物系统、广义的水文系统以及人造工程设施系统。而广义的水文系统又包括着从发源地到河流的上中下游的地下水与地表水系统。而且广义的水文系统与生物系统结合在一起形成了一个自然的河流生态系统。而人类活动和水利工程设施作为自然环境生存的重要一部分，对水域生态系统产生了较大的影响。在当水域生态系统受到外界的威胁时，就要做到对产生威胁的各种因素以及各因素之间的关系进行综合的研究并进行有效的分析。如果在恢复时只单纯的考虑河道的生态修复，则会造成系统的不完整性。所以，在对生态水利工程进行设计时，要充分考虑水域生态系统的完整性以及生态恢复能力，充分的了解生态系统中各要素方面的相互作用的关系[3]，制定出有利于促进河流生态系统整体的恢复的措施，从而真正的做到保证水域生态系统的完整性。

2.生态水利工程设计时面临的新问题

在对生态水利工程进行设计时，不但要充分考虑到生态的目标，同时还要确保生态水利工程的实用性。所以，在保证生态水利工程设施的经济效益与生态效益两者平衡的基础上，做到生态水利工程的设计原则去不断的适应日益完善的标准以及新的生态水利工程与传统的生态水利工程建设之间存在的需要进行有效的调节的问题，目前，科学技术得到了快速的发展，生态水利工程建设的经验不断丰富，一定可以很好的而解决生态水利工程设计以及建设中存在的问题，最大程度上发挥生态水利工程的作用，达到经济效益、生态效益与环境效益三者的有机统一，实现三方效益的最大化。

3.讨论

生态水利工程设计作为一门新兴的学科，而生态水利工程设计学科的目的主要在于既能促进社会经济的快速发展，又能很好的保护自然环境不被破坏。水利工程的建设结合生态来进行设计，是社会发展的一个必然趋势，但由于在生态水利工程的设计方面的经验还不够丰富，而且在设计的过程中也存在着一些问题，使得生态水利工程的发展进程较为缓慢。但随着发展和谐社会的进程不断前进，人们对人与自然河西而发展的意识逐渐加强，在进行经济发展的同时越来越把生态环境考虑其中，做到逐步实现经济发展与生态环境相协调发展，而这个趋势的增强，为生态水利工程的发展提供了良好的环境，促进生态水利工程朝着更加快速、完善的方向前进。

【参考文献】

[1] 张丽虹.生态水利工程规划设计之我见[J]. 城市建设理论研究（电子版），2012，（14）.

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【关键词】生态水利工程；规划设计；问题；内容；原则

目前我国水利工程对环境存在着较大的不利影响，这些影响主要体现在对局部地区的气温改变、水质改变，导致当地的降水时间，降水地区随之改变，河流中的生物难以适应从而迁移、死亡，农作物存活率低等，针对这些问题在生态水利工程规划设计中，需要从各个方面进行加强，能有效促使生态水利工程的顺利开展。

一、生态水利工程概述

生态水利工程应按照生态学、水利工程学和经济学原理，运用现代科学技术成果、专业技术经验、现代管理手段相互结合，以期获得较高的经济、社会、生态效益的现代工程。生态水利工程将生态保护学与水利工程学相互融合，满足社会、经济发展的同时，尽量减小对生态环境的影响和破坏，符合生态工程的整体、协调、循环、再生原理，符合现代的可持续发展理念，有效提升水利工程带来的综合效益。

二.生态水利工程规划设计中存在的主要问题

1、缺乏相应的规范标准。目前很多新型的生态材料已逐步应用到我们的具体工程中，尤其是河道护岸工程。随着近年来应用经验的积累，部分新材料得到了广泛的推广应用，也取得了一定成效。例如近年应用较多的生态石笼网格、绿化砼的新材料。但这些材料至目前仍无相应的规范标准出台，对于相应的技术指标参数等仅能以厂家提供的参数作为参考，这也妨碍了这些新型生态技术的推广应用。

2、生态水利工程设计人员与生态保护工作者之间未建立良好的合作机制。生态水利工程的规划设计人员在有关工作的进行过程中未能对环境影响评价工作在设计工作中进行考虑或者对该工作考虑不周。在现阶段，许多生态水利工程的建设方案都是在水利工程的可行性方案确定之后才开始对环境影响工作进行评价的。同时，我国未建立一套在生态水利工程的规划设计过程中的对环境进行规范、管理和评价的标准。环境评价部门在对生态水利工程建设的评价过程中主要对施工单位进行考察，对涉及到环境问题的生态相关内容则考虑过少，甚至出现了部分单位隐瞒水利工程建设对生态环境的影响后果的情况，最终导致很多的生态水利工程不能取得良好的生态效益，使得出现了很多的负面影响。究其原因主要在于生态水利工程设计人员与生态保护工作者之间未能建立良好的合作机制，使得生态保护工作的进行晚于生态水利工程规划设计。

3、未能制定一套检验生态水利工程规划设计的检验资料。在生态水利工程的实施过程中因缺乏一套建设生态水利工程规划设计的检验资料，导致在实施水利工程时没有明确的对生态过程的正负两方面进行评价的标准，同时不能根据生态系统的已有数据对将生态水利工程中的理论、技术参数以及方法的进行全面的探索。目前，我国的生态水利工程规划设计工作还有待于进一步的探索和分析，需要从多方面、多角度搜集生态水利工程规划设计中需要的资料，对于该资料的搜集，水文监测站目前还不能满足该需求。此外，现阶段，我国对生态水文站以及生态水利工程规划设计中的充分研究较少，相关报道也不到位，在一定程度上制约了生态水利工程的发展脚步。

三、生态水利规划建设内容

在水利工程建设中加入生态的理念，能够在最大程度上开发和利用水利工作，更好的促进能源、环境、人口以及经济的协调发展和可持续繁荣。

1、要将生态水利这个观念深入人心，特别是进行设计的工程师需要时刻思考二者之间密不可分的关系，充分将其体现在图纸上。

2、在设计时要充分发挥生态理念对于生态系统的良好作用，保证布局设计与环境之间的完美协调，从而实现生态与经济二者共同的可持续发展。

3、要充分保证水利基础设施的可靠性，不影响其正常功能的发挥，要符合水利工程的相关原理，从而实现以较少的投入获得利益的最大化。

四、生态水利工程规划设计原则

1、工程的安全性与经济性的原则。生态水利工程是综合性的工程，其设计必须首先遵循安全性和经济性的原则，从而保证工程的安全性、稳定性和耐久性。而这里的安全性原则指的是工程的设计必须满足工程可以承受洪水、风暴和冰冻等自然力的荷载。按照河流地貌学的相关原理，水利工程的设计必须综合考虑河流泥沙的移动、河水的变化规律、河流侵蚀的特征等等，从而使工程具备耐久性，提高工程设计的合理性和科学性。而生态水利工程设计的经济性原则指的是，由于生态水利工程建设的投资规模通常比较大，设计和建设需要考虑的因素比较多，工程难度比较大，所以需要制定多套设计方案，优中选优，在确保工程质量的前提下，尽可能降低工程的造价，提高施工企业的经济效益。

2、自我设计和自我恢复的原则。生态水利工程的设计，从根本上说是给工程的建设提供指导，或者是辅助工程建设的设计。这就需要依靠生态系统的自我设计和组织功能，形成合力的工程结构，完成工程的是设计与建设。从生态水利工程的成功案例可以看出，传统的水利工程建设注重的是对自然河流的控制，而生态水利工程设计的基本理念认为，必须合理利用生态系统的自我设计和自我组织的功能，实现工程与自然生态系统的和谐。这就要求在工程设计时，要按照因地制宜的原则，尊重每条河流的美学价值，通过对比，选择最优的设计和施工方案。而实现这一目标，就需要考虑河流的水量、地貌和水文特征等条件，考虑周边生态环境中的生物种类、生物生产力和群落的稳定性等，在利用设计理论时，注意区别土种的不同，防止生物的入侵等。

3、重视生态性新材料、新技术的应用并及时进行经验总结。随着生态观念的深入人心，目前生态化的新材料、新工艺研发工作亦在不断开展。很多新材料、新技术已逐步涌上市场，例如近几年来生态护岸材料层出小穷，如生态膜袋、生态石笼、绿化硅、椰效纤维毯、植草砖等等；闸门技术亦不断推陈出新，如近来出现的钢坝闸、自动翻板闸等，由于其结构简单，外观简洁，逐步得到较广。这些新材料、新技术有其一定的优缺点，在设计工程设计中应重视这些新材料、新技术的应用，并在逐步应用中，不断总结这些材料、技术的应用特点及优缺点，已便于以后工程的应用参考，及技术的改进和推广。

4、规划设计输水工程。输水工程的规划设计工作主要包括两个方面的内容：确定设计引水流量和设计排水流量。在引水流量确定过程中，由于缺乏一定资金和技术支持，在灌水模数图的编制过程中会出现困难，所以在计算渠道的引水流量的过程中可以作物需水的最大定额和延续时间进行确定。在排水流量的确定过程中，需要用平均排除法对其排出量进行计算。

结束语

水利工程学的一个有机组成部分便是生态水利工程学，水利工程在满足人类需求的前提下，最大程度上降低其对生态环境的影响，获得水利工程的可持续使用。而要实现这一目标，在设计生态水利工程时，就需要遵循一定的设计原则。

参考文献：

[1]侯莉.生态水利工程规划设计的主要方法[J].中国水运（下半月），2013，10：217-218.

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关键词：生态水利工程；基本原则；规划设计

引言

随着社会的不断发展，人们对于生态环境的关注逐渐提高，因为人们已经深刻意识到生态环境的重要性了。因此，水利工程生态环化已经成为了一个必然的趋势。生态水利工程就是基于这样一个大的环境而出现的新兴学科。因为，是一门新兴学科所以有很多方面的东西还在不断的探索和研制当中。但是我国还没有相关领域的研究，所以只能借鉴国外相关方面的研究经验，再结合我国自身的环境特点，研制出符合我国的生态水利工程技术，为我国人们造福的同时，还能尽最大努力减少对自然境的伤害。下面，将具体分析生态水利工程的重要性和规划设计的基本原则。

1.水利工程对生态环境造成的影响分析

水利工程的出发点是好的，为的是充分利用大自然资源，为人们造福。但是水利工程对于生态环境来说却是一把双刃剑，既有有利的一面，又有有害的一面，有很多时候都是坏处大于益处。下面将具体分析水利工程对于生态环境的利与弊。其中利处：第一点，可以通过对水资源的充分利用来代替其他自然资源，实现资源的转型，例如：水可以代替石油进行发电。第二点，谁可以改变局部环境，例如：在城市中建造一个小型的湖泊，来增加城市的美感，在暑期的时候还可以降低城市温度。第三点：可以增大水资源的利用率，在水资源过胜的时候把水储存起来，在用水的短缺的时候把水放出来。第四点，在一定程度上，可以防止水土流失，降低植被损害率。缺点主要有一下几点：第一点，大型水利工程往往会造成上游水平面上升，会淹没一些名胜古迹，造成历史文化流逝。第二点，下游水质容易发生改变，造成浮游生物的大量繁殖对水下生物产生致命影响。第三点，有一些鱼类是需要回到上游产卵的，因此，一些水利工程会阻碍这些鱼类的回游，造成物种的繁殖困难，最终灭绝。最后一点，大型的水利工程，容易引起当地地形的改变，极容易发生自然危害。

2.水利工程生态化的重要性

上面的文章中已经简短的介绍了水利工程生态化的重要性，但是没有具体分析。下面我们先来看看水利工程生态化对于这个时代的重要性。近些年来，我国经济发展十分迅速，随着而来的人类对于水资源的需求也不断的增大。为了满足现代人们的需求，我国开始在很多河流上大兴水利工程，满足人们日益增长的对供水、防洪、灌溉、发电、航运、渔业及旅游等方面的需求。同时，水利工程还能够促进当地经济的发展，推动社会的进步。对于自然环境的作用也不容小看，可以提高当地的防洪抗旱干能力，通过对水资源的调节，可以实现对水资源的最大利用，充分发挥河流的作用，为人们造福。由此可见水利工程生态化的重要性。

3.基于生态的水利工程设计的基本原则分析

基于生态的水利工程是一种综合性开发的工程，这种水利工程既要满足人们对于防洪、抗灾、灌溉等方面的需求，还要符合大自然可持续发展的规定，尽最大可能不伤害自然环境。因此，基于生态的水利工程在进行施工时就要遵守一些设计基本原则，下面我们来看看基于的生态水利工程都需要遵守哪些设计原则。

3.1基于生态水利工程的安全性和经济性原则

安全是所有工程的最基本的原则，只有一个安全的工程才能达到为人们服务的目标，而经济性则是施工单位一直在追求的终极目标。从名字上我们就可以看出，基于生态的水利工程的建设，必须满足生态学原理和工程力学原理，但是由于该项目的建设基础是在水，所以也要满足水文学原理。只有在设计和施工的时候，同时满足这些原理，才能最大程度的保证工程的安全性和经济性。具体应该考虑的方面包括：河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河流流势变化规律，保证河流修复工程的稳定性。对基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生态环境的自我恢复原则

生态系统是脆弱的也是坚强的，为什么这么说呢，因为生态环境十分脆弱，一旦遭受到破坏很难恢复，所以是脆弱的。但是，由于生态环境已经经过了历史的洗礼，在遭受破坏的时候已经能够自我修复了，所以是坚强的。正因为这种坚强性，这种自我恢复能力，所以，我们在施工时只要不造成过大的破坏，就不会对当地的自然环境长生难以挽回的破坏，只要我们保证植被的种群足够发展，就可以让生态环境重生。同时，我们也可以引进一些适应改变后的自然环境的外来物种来弥补我们对当地自然环境的破坏，但是一定要十分小心，要明确物种之间的那种相互制衡的关系，切勿引进来一种霸王物种，导致更可怕的后果。

3.3基于生态的水利工程景观尺度及整体性原则

水利工程的施工地点多是河流旁，而河流这种河流生态系统是一个复杂的系统，因此基于生态的水利施工的时候需要一个大规模的景观尺度设计原则，这个原则也建立在一个长远的、有利于整个河流生态系统发展的基础上，即，景观尺度整体性原则。所谓的整体性就是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。同时我们也要清楚，河流生态系统的修复是一个长时间的事情，它的修复时间尺度很长，我们要做好充分额度准备，长时间来对待和处理这件事情，并不能急功近利，一蹴而就。同时，还要查阅当地的生态环境资料，最后形成一个最适合当地生态系统的景观整体性原则，从而让建筑与环境相互融合，构造出另一番独具特色的美景。

3.4反馈调整性原则

什么是反馈调整原则呢？指的就是，在工程施工结束后，要长期对当地的生态系进行监测，看看当地的生态系统是否恢复和恢复的情况怎么样。为什么要这么做呢？因为所有生态系统的演变都是经过了历史的洗礼，一旦遭到破坏，是很难修复的，就算能够修复，也不是一朝一夕的事情，而且，在修复的工程中很容易因为天气环境的变化，造成环境修复失败的后果。所以，反馈调整性原则是一个十分重要的原则，它是生态系统是否修复成功的最后一步，也是最长久的一步。它会时刻的关注生态环境的一些细微的变化，以便可以及时的发现问题，然后采取补救措施，从而降低水利工程对于生态环境的影响。

4.结语：基于生态的水利工程这项技术的出现，可以说是对于环境保护的一个福音，也是对人们的造福。但是，再好的技术如果没有规范也很难发挥其自身的价值，所以基于生态的水利工程的规划设计基本原则是生态水利工程的领路人，没有规则的约束，就没有工程的顺利施工，也就达不到造福人类，造福自然环境的效果。希望相关水利部门，能够给予基于生态水利工程的规划设计基本原则足够的重视，让这些规则能够真正的发挥作用。

参考文献：

[1]蒋振华.我国现阶段生态水利工程学的发展[J].中国科学工程，2009（ 03） ： 25-26.

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关键词：生态；水利工程；规划设计

中图分类号：TV文献标识码： A 文章编号：

引言

生态水利工程对社会的进步和环境的可持续发展都有着非常重要的作用，与常规的水利工程不同，它将人类利益与生态环境紧密联系，需要我们高度重视，本文通过对水利工程的现状分析及水利工程对河流生态系统的影响提出生态水利工程的重要性，并阐述了如何进行生态水利工程的规划设计和施工问题。

1、当前生态水利工程设计工作面临的困难

1.1 当前的生态水利工程设计缺乏基于不同区域的评价标准和设计方法

生态水利工程对于工程的服务目标具有明显的地域性区别，因为对于不同地区的生态环境来说它们都具有自己的特点，所以生态水利工程每个地区也应该具有不同的特点，必须因地制宜的进行设计和规划。对于我国的生态水利工程建设来说也有了一些大体的方法和设计标准，但是对于不同地区的工程来说就没有具体的设计指标和参考模式。因此，对于我国现阶段的生态水利工程的设计和建设来说还具有很大的问题，最主要的就是缺乏针对于不同地区生态环境特点的把握以及因地制宜的不同设计方案，这也是下一步工作中应该主要解决的问题。

1.2 生态水利工程设计工作的目标和标准的确定比较难

对于生态水利工程来说其建设的目标和任务与原有单一的水利工程建设来说有所不同，它更加注意维护和保证生态环境的健康和发展，主要任务和目标就是实现人类和生态系统的和谐相处。所以基于这种特殊的任务，生态水利工程建设的第一步就是确定好设计的目标和建设标准，对于工程要达到的标准都要有一个具体的量化。目前我国的生态保护工作的目标还都处于定向描述的阶段，没有明确的目标和标准，也没有具体量化的一些要求，所以这也就给工程的予期目标和标准的建设以及工程的建设质量都带来了一定的困难。

1.3 生态水利工程设计缺少生态水文测验资料

生态水文的测验资料是生态水利工程设计的关键和重要参考内容。如果不能从水文测验站的观测资料去分析水文过程对生态过程的正负影响机理，就很难基于生态系统的自组织规律寻求生态水利工程的设计理论、方法与技术参数。当前，我国水文测验工作相对落后，水文测验站还不能适应当前生态水利工程设计对资料的需求。有关生态水文站方面的设计与布局在我国还未正式开展，国内也少有报道，不过我国已经提高了对这方面工作的重视程度，经过一段时间的努力也会有一定的发展的。

1.4 生态水利工程设计技术人才匮乏、高水平的设计不易

实现生态水利工程是水利工程和生态学的有机结合，需要生态水利工程的设计人员不仅具备水利工程设计的知识和经验，还要具备生态保护和生态恢复学的理论和知识。以往的人才培养目标和方向，使两者分属于不同的学科与专业，具有两方面综合知识和设计能力技术人才匮乏，加之生态水利工程的实践活动的经验缺乏，可以参考与借鉴的设计项目有限，难以保证生态水利工程的设计水平和质量。

2、生态水利工程设计的基本原则

2.1 确保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。设计过程中，设计人员应深入实际，充分考察水体的水质、水流等基本情况，进而充分考虑水对建筑物的侵蚀作用、对泥沙的堆积和搬运作用，同时还应全面把握河道走势的自然规律等。只有保证了工程的稳定性、持久性以及设施的安全，才能确保建筑物持久地发挥其功能。在保证了工程安全性的同时，我们还应对工程的经济性进行合理分析，力求实现资金投入最少、经济小于和生态效益最大化的基本原则。

2.2 保证水体内部环境的多样性

相关调查显示，一个地区的非生物环境的多样性能够影响其生活群落的多样性。也就是说，如果一个地区的自然环境种类多样，当地的生物种类也会日渐丰富，食物链的组成也将更复杂，这样生态系统对外界变化的适应能力和抵抗能力越强。如果我们兴建的水利工程致使该流域内的水体内部环境日趋单一化，那么，就会导致水生生物种类多样性的减少、食物链结构逐渐简化、生态系统日趋单一化，造成水体对外界变化的适应能力和抵抗能力降低，自然净化能力逐渐下降，并逐步丧失其基本功能。所以，在水利工程设计过程中，设计人员需要对河流的近期及远期的水文情况进行深入了解，掌握生物种类与生态环境间的关系，进而对设计草案组建数学模型，对其可行性、可操作性进行论证，从而保证水利设施的兴建能够拥有足够的丰富多样的环境，进而将对自然环境的影响降到最低。

2.3 确保河流生态系统的自我修复功能

与传统水利工程相比，生态水利工程除了要保证传统水利工程的基本原则外，还需要在设计的时候，充分考虑保护生态系统的自我修复功能，也就是要维持生态系统的可持续性。而在这一方面，人工建筑物所起的作用则十分有限，只有自然因素经过长期的自然选择后所形成的生态圈才具备良好的自我修复功能，发挥其作用。所以，在生态水利工程设计时，应尽量避免绝对化的人为力量，应充分将人为力量与自然的影响进行有机结合，从而利用生态系统的自设计功能和自组织功能，从大自然中选择合适的物种，形成良好的合力结构。这样，不仅仅可以取得生态系统保护及恢复方面的成效，还能降低工程的建设成本，降低工程造价，获取更高的经济效益和生态效益。

2.4 确保河流生态系统的整体性

在传统的水利工程建设过程中，水体常被人为地划分成不同功能且相对封闭的小区域，影响了水体之间的相互联系，极大地降低了水体内不同小环境之间的能量交换及物质交换速度，从而人为地破坏来河流生态形同的稳定性和整体性。生态水利工程在设计时，应充分掌握施工流域内生态系统各要素之间的相互关系及作用方式，尽最大限度地保持并恢复水体的原始状态，确保河流的生态系统的整体性不受到外力的破坏，而不能仅仅是在工程结束后，单纯地对河道水文系统进行修复或是只对河岸的植被进行修复。

2.5 确保建立完善的河流生态系统和水利设施之间的反馈机制

生态水利工程设计以成熟的河流生态系统为主要参照物，并充分利用生态学可的相关理论和环境工程的先进技术，力求打造一个健康的、可持续发展的河流生态系统，从而保证工程设施内部的各自然要素可以在不需要人工干预的环境自发地进行活动，维持生态环境的稳定和河流水体的质量。通常这种自发活动的方向不是单向的，这种不确定性使得生态水利工程的设计应遵循一种“反馈调整”的设计方法，也就是说，在设计方案执行之后，仍旧需要对水体的环境进行长期的监督和评价，并根据反馈的信息对水利工程项目进行不断的调整与完善。

结束语

生态水利工程是一门将生态学和工程学很好的结合在一起的一门学科，也是将人与自然和谐相处的思想很好的运用于实际的学科。该学科最主要的特点就是顺应了人类和时展的需要，我国虽然说在这方面技术起步的比较慢，不过目前也越来越重视该学科的发展，尤其是对于在生态水利工程设计原则方面存在的问题，也在运用大量的人力物力去研究，借鉴了许多国外的先进经验和技术方法，也初步形成了一些设计原则，虽说还不太完善，不过在将来的不断研究和发展中，最终会取得比较大的进步和提高。

参考文献

[1]邵蕾，李丽.浅谈生态水利工程的规划设计基本原则[J].民营科技.2011.