浅谈生态水利工程设计与应用

在几百万年长期进化过程中，自然河流与周Χ的生物种群交织在一起，形成了复杂、有序、动态稳定的河流生态系统，依据其自身规律良性运行。人类历史与自然河流历史相比要短暂得多。但是这几千年人类为了自身的安全与发展，对于河流进行了大量的人工改造。特别是近一百多年来利用现代工程技术手段，对河流进行了大规模的开发利用，兴建了大量工程设施，改变了河流的地ò学特征，河流一百多年的人工改造超过了数万年的自然演进，对河流生态系统的胁迫效应致使河流生态系统不同程度的退化。因此近年来越来越多专家开始关注生态水利工程设计的研究方面。 
　　1 生态水利工程设计原则 
　　1.1 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·线。 
　　1.2 提高河流形态的空间异质性原则 
　　人类在进行大规模的水利工程建设的时候，都会对周边生态环境造成某种程度上的胁迫性，使得周边生态环境出现不同程度的退化。生态水利工程建设的目的在于将工程对生态的胁迫性降到最低，具体手段并不是依靠简单的种植护坡植物，又或者是引进生物物种就可以解决的，需要采取有效措施提高河流周边环境的异质性，为周边生态物种多样性的恢复构建基础。 
　　1.3 生态系统自设计、自我恢复原则 
　　以往的水利工程最重要的一个特点是采取自然河流的控制措施而进行生态水利工程设计时需要设计工作人员抛弃以往的控制权，树立自设计理念。因为经长期的实践证明，任何想依靠人力、科技控制自然的行为最后都是以失败而告终。因此在进行设计工作的时候，需要结合自然生态系统的自我设计、自我组织的原则，结合周边生态环境而设计，尊重自然环境，达到工程与生态和谐共处。 
　　1.4 反馈式原则 
　　自然生态系统是经过长时间发展而来的，并且这个发展过程仍在持续进行。因此一旦河流周边生态发生了改变，即使利用再先进的科技都不可能在短时间之内修复。所以在进行生态水利工程设计的时候，需要寻找到最接近工程周边生态系统的结构，尽可能地构建起一个可持续健康的生态系统。 
　　2 生态水利工程设计具体应用 
　　（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λ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ò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Χ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