生态水利工程的发展及其现状研究

生态水利工程的发展及其现状研究

摘要：水利工程在保障社会安全、促进经济发展方面发挥巨大作用的同时，也造成了河流生态系统的退化和破坏。运用生态工程的理论和方法，设计和建设既满足人类社会开发利用水资源的需求，又兼顾水生态系统健康与可持续利用的水利工程，生态水利工程应运而生。回顾生态水利工程的发展历程，分析其基本理念、内涵和研究内容，探讨生态水利工程的热点问题和主要研究任务，以进一步完善蓬勃发展的生态水利工程。

关键词：生态；水利；生态水利；工程；现状

水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其天然分布状况，不完全符合人类的需求，随着生产发展和社会进步，人类开始主动地控制和调配自然界的地表水和地下水，为除害兴利而修建水利工程，以便控制水流，防治洪涝灾害，并进行水量调节，满足人民生活和生产对水资源的需要。

1 传统水利工程引发的环境问题

近30年来，水利工程的生态影响问题受到广泛的关注，其主要原因是传统水利工程引发了一系列的生态和环境问题：

（1）自然河流的连续性遭到破坏。河流上建设的大坝

切断了河流廊道的横向联系，造成自然河流的非连续化。大坝将河流拦腰斩断，改变了河流的自然状态，阻断了鱼类的洄游路线，淹没了河流原始地貌，引水式电站还造成坝后脱水段，河流的生境被严重地破坏；堤防和防洪工程的建设将河流与其密切相关的漫滩、泡沼、湿地的横向和纵向联系切断，导致它们形态和功能的改变。自然河流纵向和纵向连续性的改变和破坏，导致河流生态环境的改变和恶化，引起河流生态系统的退化。

水利工程的建设还迫使大量受影响地区的居民迁移，如果处理不当，不仅引发社会为题，也增加了迁入地区的生态保护的压力，出现新的环境问题。

（2）跨流域调水，给生态系统造成重大损害，甚至产生灾难性的后果。由于跨流域调水打破了河流水系的自然格局，可能出现超量调水、超量用水的情况，对调水河流水文情势和水生态环境带来改变；同时长距离输水的人工河流沿途土壤盐渍化、沼泽化问题，也可能出现，以及受水区引发水生态问题，在以往的跨流域调水工程中均不同程度地得到一些失败的教训。

2 生态水利工程的基本理念、内涵和研究内容

水利工程引发的生态问题，迫使人们对传统水利工程的规划设计和运行管理进行反思，促进了水利工程和生态工程的结合，从而提出了生态水利工程的概念。

2.1 生态水利工程的基本理念

2.1.1 尊重自然的理念

自然河流形成的河流地貌和形态是河流长期发展与演

化的结果，也是河流与周边环境相互作用，逐渐形成的平衡状态。河流地貌与河流形态的外在稳定，保证了河流生态系统的平衡与稳定。因此，生态水利工程秉承尊重自然的理念，在规划设计和建设中尽量保持河流地貌和形态的自然状态，2O世纪80年代世界上一些发达国家进行的河流回归自然的改造，以及“亲近自然河流”的提法、“多自然河川计划”，就是基于这样的理念，拆除以前在河床上人工铺设的硬质材料，在保证防洪的前提下，修建生态河堤，恢复河岸边植物群落与河畔林，重塑河流生态环境，使受损的河流生态得以修复。

2.1.2 人类与生态共享水资源的理念

水不仅是人类生产生活不可或缺的自然资源，也是维护生态系统健康、保障生态平衡必不可少的生态要素。水是生物生存的重要条件，是生物体的主要组成部分。人类和动植物的依存关系不言而喻，要维持人类的生存，就要维护好地球上生物的生存，立与生物共享水资源、与生态共享水资源的理念，在满足人类用水需求的同时，也要保证维护生态健康用水量。

2.1.3 可持续发展的理念

1987年题为《我们共同的未来》的研究报告中提出了“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展”的可持续发展概念，是人类在总结自身发展历程之后，提出的新的发展模式，就足在保持自然资源的质量和可提供的服务前提下，保护和加强环境系统的生产和更新能力，使人口、资源、环境协调发展。水资源是人类生存环境最重要的基本要素，水资源的开发和利用必须遵从可持续发展的理念，其内涵包括保护水资源的承载能力，优化水资源配置和强化水资源管理。即水资源的开发不能超过水资源自身的承载能力，就是指水资源总量不因时间的推移而减少、水质和水环境保持良好状态情况下的水资源开发；有限的水资源在工农业生产用水、生活用水和生态用水之间实现最佳分配，使水资源本身、生产结构布局以及社会经济发展战略之间的互动和协调，最终达到一种大体上的平衡；建立一套高效科学的水资源管理模式，为水资源的可持续利用提供体制上的保障。

2.1.4 依靠自然恢复能力的理念

生态工程所涉及的生态系统和自然界自我设计与自我

完善的概念主要是指生态系统的自我调节与反馈机制，也就是使生态系统具有适应各种环境变化，并进行自我修复的能力，以此保’汪生态系统功能发生最低程度的变化。生态水利工程从本质上讲是一种生态工程，和传统的水利设计相比，

生态水利工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅助性设计，设计师必须放弃控制自然的动机，要依靠生态系统自设计、自组织功能，辅以适当的人工干预，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。

2.2 生态水利工程的内涵及其研究内容

生态水利是把人和水体置于整个生态系统中，研究人和自然对水利的共同需求，从生态的角度出发进行水利工程建设，建立良性循环和可持续利用的水利体系，从而达到可持续发展以及人与自然和谐的目的。生态水利工程的研究内容主要包括：

（1）水循环与生态系统：利用水文学和生态学的原理研究流域生态系统；分析水文情势变化与生态系统演变之问的内在规律；确定水环境条件变化对生态系统的影响；模拟水资源与生态系统各要素之间的相关关系。

（2）生态水利规划与设计：研究流域生态系统对人类干扰的最大承载力，结合生态环境建设，提出符合生态安全的水利建设规划与设计方案。生态水利规划涉及水资源、环境、生态和水利等多个学科，在规划过程中，强调运用各学科的综合知识，实现水资源的持久利用。

（3）水利工程的生态效应：在研究水资源开发、利用、保护、管理、经营和生态环境之间的相互关系基础上，提出水利工程建设产生的累积生态学效应的评估和预测方法、指