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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.
关键词：
生态水利工程设计；水体原生态；水体系统自我修复
由于我国地域较为辽阔，水系的分布也呈现出多元化的特征，不同地域、不同水域形态对于水利工程的建设也呈现出不同的要求，导致我国难以制定出较为明确和统一的生态水利工程设计准则。针对现阶段我国生态水利工程在设计方面所要面对的经济型、安全性、生态环境多样性以及生态系统的运营性等特征，水利工程的相关设计和施工操作人员可以从下文所述几个角度来把握其具体的操作原则。
1安全性与经济性原则
作为水利工程的重要分支，生态水利工程应该遵循水利工程最为基本的设计原则，因为只有这样才能保障其作为一项工程在技术上所必需秉承的安全性，从而实现其在最终运行和使用过程中，维护所有使用者的基本安全。水利工程设计师在设计过程中要充分考虑到水流、水体的水质等情况，深入实际去研究和考察水体对于泥沙的堆积和搬运作用、对建筑物的侵蚀作用，准确把握和考虑河道走势等自然定律。对于生态水利工程而言，只有充分把握建设基础的安全性、稳定性、持久性，才能确保其后期发挥自身应有的功能，从而实现以最少的资金投入、获取最多的经济效益和生态效益，完成对于经济性原则的秉承。
2水体内部多样性原则
据有关调查数据显示，一个地区的生物多样性和群落多样性受制于其非生物多样性，也就是说一个地区如果能够实现自然环境的多样化，那么其生物种类也会呈现出多样而丰富的特点，由此构成的生物链也会更加复杂，生态竞争会更为激烈，而这也必然会导致由生物所主要构成的生态系统，能够强有力的适应和地域来自自然界的变化和非常规条件下所引发的自然灾害的侵袭。这样的道理沿用在对生态水利工程的设计上，就意味着如果水利工程所涉及到的水体以及由水体所主导构成的内部环境较为单一，那么围绕其所产生的生物种类在多样性上就会存在一定的缺陷，长此以往将对于生态系统所拥有和保持的基本功能也会逐渐丧失。因此相关设计人员在构建生态水利工程的过程中，要充分考虑到水体附近以及周边区域内的生态环境与水文情况，充分了解与之相关的生物种类及基本生存情况，保障水利工程的新建能够拥有足够丰富的环境条件，将对自然生态的影响降到最低。
3实现河流生态系统自我修复原则
生态水利工程与传统水利工程相比，其除了要维持和保障有关技术方面的基本原则外，还要充分考虑和实现河流系统的生态自我修复功能，也就是要维持生态系统的可持续性发展。因此，设计人员要充分考虑到将人文的力量与自然生态进行有机结合，充分利用和把握生态系统自身所具有的组织和设计功能，实现从大自然环境当中选择适合的物种，组成良好而完备的合力结构。
4水体原生态和生态要素关联性原则
传统水利工程在设计的早期阶段，水利工程往往会将水体依据其不同的功能划分为若干区域，这就间接导致了水体之间生成严重的障碍性存在、无法流通，于是水体之间的不同物质难以得到有效的转换，其与周边自然环境所合力构成的生态系统也会在一定程度上遭到破坏。鉴于此，水利工程的设计人员在进行生态规划时，要充分考虑到生态系统当中各个要素之间的关联性，尽可能保障水体其原有的状态，避免因外界因素的干扰而影响到生态系统的统一性和完整性，从而实现生态水利系统的可持续性发展与运作。生态水利工程作为水利工程的重要分支，其不仅对于中国水利事业的发展拥有重要的作用，同时是构建水体文化、实现生态平衡的重要步骤与手段之一。鉴于此，国家相关水利部门在兴建生态水利工程时应充分把握经济型和安全性、水体内部多样性、实现河流生态系统自我修复以及水体原生态和生态要素关联性4大原则，从而实现生态效益和经济效益的和谐共生，提升我国水利工程建设的质量以及设计水平。
作者：郭勇 单位：沈阳市市政工程设计研究院
中图分类号： TV 文献标识码： A
1、关于生态水利工程的概念
水利工程能够提供给经济和社会发展进步的强大动力，但在其产生良好的经济和社会效益的同时，也会对河流等的自然生态系统造成一定方面、程度的破坏和干扰。水利工程会改变自然湖泊以及河流的渠道的现状，将天然的渠道走势改成规则的直线或者折线，使河道出现规则的几何横断（“几何横断”是否不太通顺？）。生态水利工程是现代化水利建设的新成果和理念，综合了工程力学以及水文学的学科，是一项对于传统水利工程的重大改革。生态水利工程是吸收了关于生态学理论基础的，利用工程力学以及水文学的融合理念，从而不断改进的水利工程建设。生态水利工程就是要用现代化以及科学化的理念和原理指导水利工程的建设，促进生态环境与经济建设的良性互动，在对传统水利工程进行改造时考虑了对自然生态环境修复的目的。对已经修建的对自然生态环境造成严重破坏的工程就行整治，新修建的水利工程则必须是具备科学、经济、环保的现代化发展理念的基础建设。
2、生态水利工程对于河流的影响分析
在人们生产生活中水利工程发挥了巨大的作用，早期的水利工程能够起到灌溉、防洪和发电等作用，极大的促进了社会生产的向前发展。但随着人们环保意识的增强，水利工程对于河流生态系统的所产生的影响被越来越多的人所关注。水利工程这种人类行为改变了河流本身的多样性、连续性以及持续性等特点，河流中的水深、水温以及河流的流速等一些自然的规律随之也发生了很大的变化。这些改变对河流生态系统产生了很大的影响，人们必须关注这种不利的影响。未来水利工程的兴建必须将生态效益和经济效益进行均衡考虑，要使得水利工程可以满足人类需求的同时还要满足河流自身生态系统的健康以及可持续的发展。
3、生态水利工程所面临的问题分析
生态水利工程的设计和建设不仅仅要对生态目标进行衡量和确定，同时还要和水利工程建设的目标进行匹配。生态水利工程建设要面对和传统水利工程设计的理念上的冲突和协调，也要适应不断晚上（没看懂）的生态水利工程建设的相关标准等多种问题，但随着社会经济的不断向前发展和人们环保意识、生态意识的逐步提升，这些问题都可以很好的得到解决，从而可以最大限度的发挥出生态水利工程的环境效益、生态效益以及经济效益。
4、生态水利工程建设的基本原则分析
4.1、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的过程之中，必须要坚持安全性和经济性的原则，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，才可以充分的实现其基本功能的发挥；也要确保工程在生学领域的科学性，确保工程的律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，对干河流特征、淤泥等问题（河流特征不算问题）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。
4.2、生态系统自组织恶化自我恢复的能力
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区别的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，自我选择是适合的生物物种，进而形成一个完整的河流生态系统。
4.3、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，生存空间异质性越低，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, 这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的过程之中，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就会变得单一化，进而形成河流生态系统的退化。所以，在生态水利工程的设计的过程之中，务必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恢复。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，这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、流速、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，在此基础之上来充分的实现河流生态系统的自我修复功能。
4.4、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来实现的，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讨程中，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的时候，往往就会从这两个角度体现，所以需要对尺度的要素进行一个综合的研究，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以及恢复，才可以有效地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。
4.5、反馈调整式设计原则
生态系统的成长需要一个漫长的讨程，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一个更高的提升，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，想在短时间之内来实现是不可能的。
总之，水利工程在社会生产中发挥着重要的作用，但这时也会对生态环境造成了一定的影响，尤其是对与河流生态来说，对与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。所以说，在现代水利工程建设的工作之中，务必要对社会发展需求与生态健康之间的关系进行一个科学的衡量，在建设生态水利工程的要求之下，坚持必要的设计原则，才可以促进生态水利工程建设的科学性。
参考文献
[1]吕良健.生态水利工程的基本设计原则[J].江西建材,2012,05:130-131.
[2]王瑛昊,陈雷.分析生态水利工程的基本设计原则[J].民营科技,2012,11:296.
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
在以往的水利工程学中，人们多侧重于自身的需求，对生态方面有所忽视，进而导致很多生态问题出现。人们在对这些生态问题反思与改进后，推出了生态水利工程。生态水利工程以可持续发展为理念，通过多种技术手段，改变以往粗放式的建筑方式，将水利工程和生态工程有效地融合在一起，实现人类社会与生态环境的共同发展。
1.水利工程的优势与不足之处
水利工程对于人类社会的发展具有重要意义，其优势重要体现在如下方面：一是水利工程能够大幅度提高水资源的利用率；二是在水利工程下，很多人工湖泊出现，对城市夏季高温有显著的调节作用；三是水利工程能够储备一定量的水资源，实现水资源的调用，满足人类社会的生产与生活需要；四是水利工程能够有效地减少水土流失的现象。
尽管水利工程给人类社会的发展作出了巨大贡献，但其也产生了诸多不利影响，主要表现为：一是水利工程给上游的生态环境带来一定影响，在建设的过程中，上游水面会升高很多，原本为陆地的部分可能会成为水库或湿地，陆地上的景观也会淹没；二是水利工程给下游的生态环境也带来严重的影响，下游很有可能出现浮游生物恶性繁殖的状况；三是水利工程会给自然生物带来严重的影响，影响其正常的繁衍。比方说，很多鱼类都在上游产卵，在水利工程的影响下，其无法到上游产卵，严重时会出现物种灭绝的后果；四是水利工程会给周边地貌带来很大影响，地质稳定性被破坏，使得自然灾害频发。除了这些以外，水利工程还会带来深层次的影响，如水文形势等。兴建的水坝改变河流的流速、水深等，水体自净能力有所下降，水体密度、水体温度都发生变化。倘若水坝位于上游，那么河道内径流量就会增加很多，径流的速度会降低，使得水体流体变化，甚至导致地壳运动更为活跃，引发洪水与地震等严重灾害。
2.生态水利工程的基本设计原则
（1）整体性原则
在对河流生态进行修复规划的时候，倘若只是在小范围内进行短时间修复，那么生态效率将难以提高，修复效果也大打折扣。所以，在设计生态水利工程的过程中，应从大景观的角度出发，只有这样，生态效率才能够被恢复，修复效果才比较理想。从整体的角度来看，这是依托于生态系统的结构与功能，在各种要素相互作用的基础上，制定出的河流生态系统修复的方案。该方案具有极强的综合性，并不简单的植被修复。生态学领域下的景观尺度涵盖时间与空间两方面。在河流修复的过程中需要采用大尺度景观，这是由于：一是水域生态系统是由多个子系统构建而成的，其包括生物系统与人造工程设施系统。这些系统和生物系统有机融合在一起，共同组建了整个生态系统。如果水域系统被破坏，单纯从河道而进行生态修复是难以达到修复效果的，相关人员必须靠综合各种因素之间的作用关系而制定出可靠的修复方案。二是在进行生态系统修复的过程中，必须考虑水域生态环境的多种特性，如随机性、流动性与可变性等，因为这些特性直接对生物种群产生影响。三是在设计的过程中要考虑河流生态系统的开放性。河流生态系统本身会与周边生态系统进行物质交换，所以仅对河流进行生态修复是难以达到修复效果的。四是河流生态修复需要一定的时间，并非一蹴而就的。相关资料显示，要重建或修复一个湿地，所耗费的时间大约为15年到20年。所以，相关部门与工作人员应做好充足的准备，对所修复的河流进行长时间的监测与管理。综上所述，在进行生态水利工程设计的过程中，必须立足于整体，做好长期性的规划，综合考虑各种因素，制定出大尺度的景观方案。
（2）充分利用生态系统自我修复的原则
和以往的水利工程相比，生态水利工程在考虑水利工程的相关原则外，还要充分考虑生态系统本身的自我修复能力，最大限度地促进生态系统的可持续发展。要想实现这一点，单纯地依赖人工建筑物是不可能的。事实上，任何一个生态圈的出现都是经过了漫长的自然考验的，是各方面因素相互作用的最终结果，其往往具有极强的修复能力。因此，在设计生态水利工程的过程中应充分利用生态系统自我修复的功能，否则单纯依靠人为力量，很有可能会适得其反，导致生态环境的进一步恶化。最有效的路径是，将人为力量和大自然有效地结合在一起，充分利用生态系统的组织功能，由大自然的选择恰当的物种。在这一方式下，一方面生态系统的修复效果显著提升，另一方面能够节约大量的成本，兼顾经济效益与生态效益，实现双赢。
（3）保护水体环境多样性的原则
对于生活群落来说，非生物环境会对其产生多种影响。也就是说，某一地区，倘若其自然环境具有多样性，那么其生物也会具有多样性。通常，这种多样性强的生态系统具有很强的适应性，可以应对一系列的外部变化。如果水利工程导致水体内部环境趋于单一化，那么其自身m应能力将会大幅度下降，难以抵御外界的变化。这样一来，生态系统的功能也会逐步丧失。所以，在设计水利工程的过程中，相关设计人员应充分了解水域情况和周边生态环境，推出合理的设计方案，并从多方面对设计方案进行反复论证。只有这样，生态水利工程才会修复与改良生态系统，造福人类。
3.结束语
在当前社会下，人们的环保意识不断提高，生态水利工程开始出现。和以往的水利工程不同，生态水利工程从水域的生态环境出发，充分考虑多种因素，有效地利用生态系统的自我修复功能，实现经济效益与生态效益的双赢。在设计生态水利工程的过程中，设计人员应立足于整体，构建大尺度景观，充分利用生态系统自身的功能，在确保生态系统多样化的前提下，推出合理的生态水利工程设计方案。
引言： 为努力实现生态环境保护和水利工程建设协调发展，我们需建设生态水利工程。当前我国的生态水利工程建设是基于原有技术基础之上，采用引进新兴的高科技环保技术和方案来完成对生态环境的保护。
1.在生态水利建设当中应该遵循的原则
1.1加强对水利工程所在地的河流生态系统的保护原则
生态水利工程是一项系统性、整体性的工程，在水利工程建设中既要科学化、合理化又要广泛涉及到各方面，需应对防洪、浇灌、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。建设生态水利工程既要把水利工程学原理与生态学原理相结合。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的的相关规定，以此来确保工程质量确保其顺利进展。工程设施必须符合相关设计标准，能够承受一系列自然灾害造成的影响。按照河流地貌学原理进行动态地探究河势变化规律，保证河流工程建设的质量，降低修复工程的次数几乎不同河流都有自己各自的生态环境特点，在进行河流生态环境保护的时候要具体问题具体分析，依据不同的生态环境特点采用不同的治理保护措施，从而更合理的确保河流生态环境质量。
1.2保护水体系统的完整性
水体系统由地表水和地下水构成，我们在对水体保护时要综合考虑多方面的因素，从而实现对水体的整体保护。
1.3要加强对水利工程周边生物物种的保护
在水利工程建设当中要符合生物多样性原则，为在水利工程建设中保护生物多样性，在工程开始建设之前要对当地环境和生物多样性进行调查。
1.4提高河流形态的空间异质性原则
为发展经济，我们不得不进行经济建设。由于不合理的工程建设，对河流带来不少污染，使河流生态环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。进行生态水利工程建设的目标是通过采取相关治理措施来保护生物的多样性，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，使其符合自然发展规律，最大限度的保护生物群落。
1.5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，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。
生态水利工程建设是基于传统的水利工程设计的基础上，通过应用现代科学技术，采用新的工程理念。使工程建设发展和生态环境保护相统一。
河流生态修复规划和管理是在大规模、周期性长和可持续性的基础上进行，这样才能确保河流生态修复的高效率。整体性是指从生态系统的结构构造和性能出发，使生态系统各个要素交互结合，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法。
水域生态系统是一个大系统，当水域生态系统受到胁迫时，需要对各种造成因素进行综合性、整体性探究。其次，还要重视生物种群的基本生存条件。再者，由于河流生态系统和四周生态系统能随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动需要和周围流域的生态修复活动协调发展。最后，由于河流生态修复周期性长，需掌握好河流生态修复的时间尺度。河流生态修复是靠时间做工作的。对于河流生态修复项目要有长期预备，同时进行长期的监测和管理。
2.生态水利工程的作用和价值
2.1加强生态工水利工程建设可以对河床岸坡进行更加有力的保护
为确保生物多样性和生态和谐，我们需进行生态水利工程建设。在生态工程建设中采用更加生态环保的技术手段，对河床的岸坡进行更加合理的保护。此外还有加强材料的质量检验，确保河床稳固，从而避免由河床岸坡的局部透水造成河流堤岸的溃堤。所以采用生态水利工程可以对河流坡岸有更好的保护。
2.2生态水利工程建设可以保护河流生态环境的多样性
在生态水利工程建设的当中，需要事先对周边环境进行调查，然后根据调查的结果对水利工程的建设过程进行有效的技术改进。
2.3生态水利工程建设可以节约土地资源
因为事先对水利工程进行了综合性有效性的评估，所以采用生态水利工程建设可以缩小水利工程的面积覆盖范围，提高土地的有效利用率。而且减少水利工程的占地面积可以减少水利工程对生态环境的影响，从而实现对生态水利工程建设的目的。
3.水利工程对河流生态系统的影响
在享受水利工程对经济和社会带来巨大功能的同时，也要看到水利工程对河流生态系统造成的一些影响。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性能等，造成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。未来的水利工程应使社会经济需求和生态系统健康协调发展，使水利工程在满足人类社会需求的同时，确保水域生态系统的健康和可持续性。
4.对生态水利工程的经济合理性分析
应确保风险最小和效益最大化发展原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，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。精质量高要求的完善做工
我们对生态水利工程建筑的材料质地和主体设计构造及工程外型设计有着高要求，以此来尽可能满足人们对生活环境品质的追求。
节能工程是重点，为贯彻落实可持续发展观，绿色生产，低耗能生产、提高资源的回收利用等节能方针，人们一直努力着。不仅在生活中要贯穿低碳节能理念，在生态水利工程建设中同样更应注意节能环保。合理利用材料资源，回收利用，这样不仅可以节约建筑成本更重要的是减少了资源的浪费和对生态环境的破害。最大限度的做好生态水利工程建设。
总结
一、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。
二、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。
三、生态水利工程的规划设计原则
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。
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、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。
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。
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］MitschW.J.，JorgensenSE.EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.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’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.
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.
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.
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[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.
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关键词：生态理念；水利工程；设计原则
中图分类号：TV文献标识码： A
一、生态水利工程简介
传统的水利工程主要包括结构力学、水力学及水文学等专业内容，而生态水利工程则工程力学的基础上对人与自然的和谐相处更加关注，研究重点更加侧重于人类行为对水域产生的影响。可以说生态水利工程实现了环境工程学与生态学的有机结合，是一个专业性、综合性较强的跨领域体系。由此可见，与传统水利工程相比，生态水利工程体现出如下特征：
首先，资金密集。生态水利工程建设与普通水利工程相比，体现出建设周期长、技术难度高、工程规模大的特点，因此建设过程中需要大量的资金支持。其次，水利工程的经济效益与生态效益体现出较大的不确定性。再次，生态水利工程与环境有着密切的关系。生态水利工程的建设会直接影响到自然的生态环境、气候以及人类的经济社会，并且这些影响是互相作用的过程；尽管这个过程中利弊共存，但仍然遵循水利工程规划设计的原则将有利的一面积极发挥出来，消除存在的弊端。最后，生态水利工程体现出综合性、系统性的特征，从而影响到水域及水域之间的制约性与联系性。
二、生态水利工程规划设计原则
分析生态水利工程的特征可知，要实现工程的生态效益、社会效益、经济效益，就必须遵循以下几个设计原则：
（一）安全性与经济性原则
生态水利工程是一项综合的系统工程，需要对相关水系进行综合治理，而这个过程中不仅要满足人类的社会需求，比如防洪、灌溉、供水、发电、航运等，还要实现生态系统的可持续发展。满足水文学与工程力学的要求，基于特定的设计标准进行设计，有效承受洪水、风暴等自然荷载；根据河流地貌学原理设计河流的纵断面与横断面，并充分考虑河流特征，包括河流泥沙输移、淤积、河流侵蚀、冲刷等，对河势的变化规律进行动态分析，以保证工程的安全性、稳定性与持久性。此外，还要遵循控制风险、实现工程经济效益最大化的原则，对其经济合理性进行全面分析。实际工程建设过程中，生态演替的过程及结果始终处于动态变化的状态，这种不确定性因素导致生态水利工程的风险升高。因此规划设计过程中要在多个设计方案中进行优选，对生态系统进行动态的、持续的定点监测及评估。
（二）河流形态的空间异质原则
某个区域生态环境空间异质性越高，证明其小生态环境就越多样化，则允许更多的物种共存储反之，非生物环境越单调，也会直接影响到生物群落的多样化，从而影响到生物群落的性质、密度、比例等一系列指标，最终导致生态系统的退化。人类活动对自然河流的渠道变化、河流的非连续化等均会产生直接的影响，尤其是大规模的治河工程，会导致河流生态环境趋于单一化，河流的生态系统也会发生不同程度的退化，生态水利工程所具备的生态功能即是提高生物群落的多样性。不过实际的工程规划需要注意一点，即并非靠人工种植岸边植被、在河流区域引入鱼类、鸟类或其它生物物种就能实现生态多样化的效果，而是要提高河流形态的异质性，保证其与自然河流的地貌学原理相符，为生物群落的多样化发展创造更好的条件。
（三）遵循生态系统自我恢复的原则
在传统水利工程规划设计中，主要是通过控制自然河流来实现工程的经济目标，而生态水利工程的规划设计必须树立全新的工程理念，摒弃对自然界加以改造、控制的做法，不得采用人力及技术控制自然界；而是要将生态系统自组织、自设计的能力充分利用起来，真正实现人与自然的和谐相处。需要注意一点，即“世界上不存在两条相同的河流”，每条河流都有自己鲜明的生态特征，因此生态水利工程要在因地制宜的基础上进行规划设计，将每条河流的自然属性、美学价值等突显出来，提高生态工程规划设计方案的适用性、合理性。
（四）反馈调整式设计原则
基于生物发展的宏观角度而言，其过程呈现出逐步螺旋渐进式的特点，相应的，河流修复时间也是一个渐进的、长期的过程。地球上自然界的生态系统发展、进化经历了数百万年的时间，而发展进化的过程十分复杂，生物群落也十分多样，并且发展过程中系统的有序性及内部的稳定性均呈现出一定的变化，在不断变化的过程中提高自身对发展环境条件的免疫力。即使基于较短的时间尺度而言，一种形态的生态系统演变为另外一种形态系统同样需要数年时间，故在生态水利工程中无法在短时间内看到河流恢复的效果。生态水利工程的规划设计主要是参照成熟的河流生态系统结构，其主要目的是形成一个可持续发展的河流生态系统；而这个自然生态演替的过程是从水利工程项目开始执行之日起开始，而整个过程则体现出不可预见性。很难通过河流生态修复工程使河流恢复到未受人类干扰前的原始状态，因此河流的原始状态从某种程度上讲是自然生态演进的极限状态上限；人类的生态修复工程仅是防止生态系统的进一步恶化而进入生态系统演进的极限状态下限。在极限状态的上限与下限之间则存在多种可能性。在具体实施一项生态修复工程后，理想的状态是监测各生态变量已达到现有科学水平所能实现的最优值，反之则各生态变量仅达到人类可接受的最低值。
三、结语
总之，生态水利是实现人类文明进步及经济社会可持续发展的重要手段，在水利工程建设过程中要充分考虑其生态环境影响，充分认识到生态水利的重要意义，在规划设计过程中遵循安全性与经济性原则、河流形态异质原则、反馈调整式原则及自我恢复原则，以保证生态水利工程的经济效益与社会效益。
参考文献：
[1] 董哲仁.生态水工学的理论框架[J].水利学报,2013,(1):1 -6.
中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：
1 生态水利工程
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。
2 生态水利工程设计所面临的问题
2.1 缺乏基于不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准。生态水利工程对服务目标具有特定性和地域性。由于生态系统存在地理区域的差异，因此决定了具体的生态水利工程也具有因地制宜的特征。当前，对生态水利工程的功能有一些理论评价指标和评价方法。但对于一个具体的生态水利工程实践缺少可操作性的评价方法与标准。这与当前水利工程对生态影响的科学研究工作开展得较少和相应科研成果积累较少有关。水利工程由于涉及工程力学的稳定性与安全性，因此国家对水利工程结构建筑物执行了一系列的强制性标准，但缺少足够的技术标准来规范工程的生态服务目标。
2.2 生态水利工程设计的目标和标准难以确定。生态水利工程的基本任务之一是维护和保证生态系统的健康，以实现人类和生态系统的和谐。为了完成这样的任务，在生态水利工程设计的实践中，必须事先确定明确的设计目标和维护生态健康的标准，提出生态水利工程要达到的定量化的指标，但是，目前生态保护和恢复的目标大多还是定性描述，缺乏定性的目标和标准，无法设定量化的目标和标准，因此导致设计的目标和标准仍旧模糊不清或不明确，也无法判断工程能否实现设计的预期目的。
2.3 生态水利工程设计缺少生态水文测验资料。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。目前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。
2.4 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。
3 生态水利工程的基本设计原则
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。
3.2 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，也便是说某些与生态系统友好的物种，可以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，生态工程设计与过去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，建筑物最后可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不一样，生态工程设计是一种“指导性”的设计，大概说是帮设计。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。
