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中圖分類號：G712 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2012）17-007-02
我國的水利工程專業、水利水電工程建筑專業以及農業灌排技術專業中，一般都設有“工程水文及水利水電規劃”或稱“工程水文及水利計算”課。水利水電工程技術人員所接受的主要是傳統的“工程水文及水利水電規劃”的思想方法。改革開放以來，代表性文獻有華東水利學院(現為河海大學)、西北農學院(現為西北農業大學)、武漢水利電力學院(現為武漢大學)合編的《水文及水利水電規劃》，都科技大學(現為四川大學)、華東水利學院、武漢水利電力學院合編的《工程水文及水利計算，長江流域規劃辦公室水文處主編的《水利工程實用水文水利計算》，蔣金珠主編的《工程水文及水利計算》。朱歧武、拜存有主編的《水文與水利水電規劃》這些文獻為水利水電工程的規劃、設計、施工、管理運用提供有關暴雨、洪水、徑流、泥沙等方面的分析計算，為合理開發水資源、治理河流、確定水利水電工程的開發方式、規模和效益。以及擬定水利水電工程的合理管理運用方式等提供依據。隨著工程水利向資源水利轉變，傳統水利向現代水利、可持續發展水利的轉變，傳統的“工程水文及水利水電規劃”的某些內容亦越來越不適應可持續發展水利的要求。為使水利工程專業、水利水電工程建筑專業以及農業灌排技術專業中的“工程水文及水利水電規劃”的內容適應現代水利、可持續發展水利的要求，筆者對傳統“工程水文及水利水電規劃”與可持續發展水利適應性進行了分析研究。
一、可持續發展水利內涵概述
汪恕誠部長曾指出，恢復和建設良好的生態系統，以水資源的可持續利用支持經濟社會的可持續發展，是現代水利、可持續發展水利工作的基礎性目標。具體而言：就是要實現環境水利、資源水利和信息水利，通過工程措施和非工程措施實現水多能控、水少能引、水臟能調，為社會經濟發展提供主要的防洪安全保障、水資源供給保障和水資源保護。為了滿足經濟社會發展需要，不斷提高水資源的利用效率，以水資源的可持續利用保證經濟社會的可持續發展是可持續發展水利的本質特征。具體包括四個方面：一是實現水資源的可持續利用；二是建立節水型社會；三是恢復和建設良好的生態系統；四是實現水資源的優化配置。水資源的可持續利用與傳統水利對水資源“竭澤而漁”的開發利用方式完全不同，它是循著生態經濟學的原理，實現生態水利的公平和高效發展,實現當代人與后代人、上游與下游、河道內與河道外、相鄰區域(或流域)等水資源開發利用的公平。水資源的可持續利用是在人口、資源、環境和經濟協調發展戰略下進行的，是在保護生態環境的同時促進經濟的發展和繁榮。建立節水型社會是一項涉及社會各層面的綜合性系統工程。以循環經濟理念推動節水型社會建設和區域經濟可持續發展是節水型社會建設的新路子，而循環經濟是運用生態學規律把經濟活動組成為一個“資源開發—產品生產—資源再生利用”的反饋式流程，實現低開采、低排放、高利用,以最大限度地提高資源利用效率，提升經濟運行的質量和效益。
恢復和建設良好的生態系統，實現人與自然的和諧，實現經濟社會和資源環境的協調發展是現代水利的基本目標。實現水資源的優化配置，也就是要實現資源、經濟、社會和生態環境的協調發展，這是建設現代水利的根本途徑。由此可見，可持續發展水利的本質特征是高等院校水利專業教學的理論指導，是現代水利水電規劃的思想方法，也是“工程水文及水利水電規劃”內容的參照系。
二、傳統“工程水文及水利水電規劃”內容與可持續發展
水利之要求差距剖析前文所提及的代表性文獻，不論內容還是形式基本是一致的，幾十年不變，只是本?？苾热莸亩嗌儆兴煌?，顯然與可持續發展水利對“工程水文及水利水電規劃”內容的要求不相適應，主要表現在以下四個方
1、強調河流的水文功能，忽略河流的生態功能水文循環(水分循環)是認識水資源可恢復性、有限性和時空分布不均勻性等的基礎知識，“工程水文及水利水電規劃”一般都在開篇對其做重點介紹。河流是水文循環過程中液態水在陸地表面流動的重要通道。大氣降水在陸地上所形成的地表徑流，沿地表低洼處匯集成河流。降水入滲形成的地下水一部分也復歸河流。同時，對河流的分段、河長、河系、縱橫比降以及河流的集水區域———流域等都有詳細的介紹，但是忽略了河流是形成和支持地球上許多生態系統的重要因素這一內容。河流在輸送淡水和泥沙的同時，也運送由于雨水沖刷而帶入河中的各種生物質和礦物鹽類，為河流內以至流域內和近海地區的生物提供營養物，為分子輸送種子，排走和分解廢棄物等，使河流成為多種生態系統生存和演化的基本保證條件。
2、強調人類活動對“量”的影響和“還原”，忽略對生態環境的影響和修復“工程水文及水利水電規劃”文獻中，都有對人類活動影響使徑流資料不一致而進行“還原量”計算的內容，但從不涉及由于水利水電工程的建設對生態環境的負面影響問題，更沒有對生態環境如何修復的內容。一方面，水利水電工程可以促進或帶動經濟社會發展，有利于解決“人口——資源——環境惡化”問題，消除因貧困求生存而導致生態環境破壞的根本原因。另一方面，對生態環境也有負面影響，比如河流上建水庫、電站，特別是梯級較多時，河流形態會發生顯著變化，會出現生物多樣性退化以及加劇水體污染等問題。
3、水利規劃不考慮生態環境用水需要在開發利用水資源時，需要對河川徑流進行水利規劃，以確定水利水電工程的興利規模。河川年徑流的分析計算在“工程水文及水利水電規劃”中一般作為一章內容介紹，其目的是提供長期年、月徑流量系列以及設計代表年的年、月徑流量，用于確定水利水電工程的興利規模，即為滿足工業、農業、城鄉生活、發電、航運、養殖等用水部門的用水需要所需的工程規模。但是，一個區域(或流域)的水資源合理開發利用，不僅要考慮本區域( 或本流域)用水部門的用水要求，還必須考慮本區域(或本流域)以及臨區域(或流域、或上、下游)的生態環境用水所要求的工程規模，本文稱為“生態環境庫容”。從現代水利、可持續發展水利的本質特征來分析，后者更為重要，可這恰恰是傳統“工程水文及水利水電規劃”所缺少的。
4、水庫調度圖的局限性和片面性“工程水文及水利水電規劃”中，一般都含有水庫調度的內容。水庫調度可分為興利調度、防洪調度和水庫群的聯合調度。水庫的興利調度是依據徑流資料以及用水( 用電)部門的用水(用電)要求，按照經濟效益最大(比如發電量最大，灌溉面積最大,供水保證率最高) 的所謂“最優準則”預先編制一組水庫蓄水的指示線組成水庫興利調度圖。防洪調度是依據工程地點的設計洪水資料經過防洪水利計算確定水庫的一系列防洪特征水位，其目的是確保水庫大壩安全和處理防洪與興利的矛盾。水庫群的聯合調度其目的是使庫群獲得較大的綜合經濟效益。由此可知，水庫調度圖不論是在水庫的規劃設計階段還是在其管理運用階段，都沒有考慮“生態環境庫容”，也沒有考慮水庫的放水如何使下游河道還原為天然狀態，維護下游河流生態的天然屬性，更沒有考慮“減污調度”、“調沙調度”。顯然，傳統水庫調度圖具有很大的局限性和片面性，與可持續發展水利的要求極不適應。
參考文獻
[1] 華東水利學院,西北農學院,武漢水利電力學院.水文及水利水電規劃[M].北京:水利出版社,1981.
2社會經濟發展
水利水電工程建設給當地的社會經濟發展注入了活力，也帶來了諸多不穩定因素，合理解決工程建設征地移民補償安置中存在的問題，使移民搬得出，穩得住，能致富，是考驗移民安置工作的客觀要求。移民群眾在移民工作中付出了許多，對水利水電開發促進地方經濟發展和脫貧致富寄予厚望。地方政府是移民安置“工作主體、責任主體、實施主體”，移民工作的成效與各級地方政府的全力支持、積極投入和有效組織密不可分。地方各級政府在妥善安置移民，解決搬遷、維穩問題，解決庫區移民群眾發展致富和經濟社會發展等方面，面臨諸多壓力。雖然水利水電開發對庫區和安置區經濟社會發展的具有促進作用，但有時并不十分明顯，由于期望與現實之間的差距，影響了移民群眾的積極性，容易直接導致移民安置進展不順、效果不理想的被動局面。促進地方經濟社會發展和移民群眾脫貧致富應明確作為水利水電開發重要任務之一，需要進一步落實相關政策及細化配套措施，強調政府職責，明確企業的社會責任，合理地分工協作，才能充分調動各級政府及移民群眾積極性，發揮水利水電開發對社會經濟發展的促進作用。
1水利工程對河流生態系統的影響
在社會生產過程中水利工程對經濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面，似應強調水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統的健康和可持續性。
2生態水利工程
從學科發展角度看，現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學，水利工程規劃設計主要對象是水文系統，往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法，促進水利工程學與生態學的交叉融合，用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論，形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是：對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產（生態產業）及環境立法和資源管理一起，成為河流生態建設的主要手段之一。
3生態水利工程的規劃設計原則
3.1工程安全性和經濟性原則
生態水利工程是一項綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發電、航運等需求，也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的耐久性。
對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握，生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，充分利用河流生態系統自我恢復規律，是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。
3.2提高河流形態的空間異質性原則
一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。
在確定河流生態修復目標以后，就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估，建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統（GIS）是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上，確定環境因子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括：調查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中，識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。
3.3生態系統自設計、自我恢復原則
生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。
將自組織原理應用于生態水利工程時，生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同，生態工程設計是一種“指導性”的設計，或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。
傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富，實現人與自然的和諧。需要強調的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態工程方案。
自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
景觀則是指生態學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃？首先，水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起，形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。再者，河流生態系統是一個開放的系統，與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環，一條河流的生態修復活動不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后，河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備，同時進行長期的監測和管理。
3.5反饋調整式設計原則
生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。
生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后，就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展，可能出現多種可能性。
意識到生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外，人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行（包括管理）—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中，監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比較。
在反饋調整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。
參考文獻：
［1］董哲仁.水利工程對生態系統的脅迫［J］.水利水電技術，2003，（7）：1~5.
［2］董哲仁.生態水工學的理論框架［J］.水利學報，2003，（1）：1~6.
［3］董哲仁.河流形態多樣性與生物群落多樣性［J］.水利學報，2003，（11）：1~7.
［4］MitschW.J.，JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.PublishedbyJohnWiley&Sons，Inc.，Hoboken，NewJersey，2004：134~137.
［5］董哲仁.荷蘭圍墾區生態重建的啟示［J］.中國水利，2003，（11A）：45~47.
［6］O’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.
2農田水利灌溉工程規劃設計準則
由于受到河流徑流量以及農作物類別持續變化等因素的影響,農田水利灌溉亦伴隨季節的改變而改變,存在著不確定因素,平均每年的水量和耗水量均具有一定的不同。所以,農田水利灌溉工程切不可完全根據傳統經驗而工作,而是應該擁有科學、合理的設計規劃準則,最終保證規劃設計工作具有科學性、合理性。通常情況下,農田水利灌溉規劃設計都是水利設施、區域水源情況,以及農業發展條件等因素為基礎,并在全面考量之后方可確定。一旦在初期出現涉及標準偏高的情況,那么保障農田水利的程度就要高一些,并且設計標準將會直接關系到工程的規模狀況。從當前形勢來看,農業水利部門,多從灌溉設計保證率以及抗抗旱天數2各方面來制定準則。
2.1灌溉設計保證率
這一問題主要指的是在長時間使用條件下,水利灌溉工程用水應該充分達到年數和總年數的比值,這一比值也就是農田水利灌溉設計保證率。通常情況下,農田水利灌溉工程要按照區域內部的作物種植情況以及實際水文條件進行擬定。
2.2抗旱天數
這主要是指以小水庫、塘壩等灌溉設施供水情況為基礎,在降水偏少好雨水連綿等狀況下,能夠符合農作物耗水所需天數為準則。比如,在灌溉設施當中,水源能夠保證80d連續無雨的用水量,此水泥他規劃設計的標準即為80d,上述抗旱天數的確定主要是利用規定時間內區域農作物需水時間為準則。此外,在農田水利灌溉規劃設計過程中,還應充分按照區域的實際情況作出全面、具體的分析和研究。
3農田水利灌溉工程規劃設計
3.1針對規劃設計的建設規模進行預測研究
當規劃設計工作開始之前,先應該針對農田水利建設規模實施預測研究,這一工作我們通?？梢詮囊韵聨追矫孢M行:首先,區域經濟和社會發展對水泥灌溉面積的要求,全面考量農田水利在區域內部農業生產中的具置,以實現農民的創收和保障糧食安全為基礎,并在發展規劃區域農業的前提下,研究區域農業經濟對水利建設的實際需求,在此基礎上確定出農田水利工程規劃設計的具體規模大小。其次,研究可供灌溉使用水資源對灌溉規模的潛力,并以水源視角來論證農田水利灌溉規模的發展潛能,然后再以區域為單位來負荷水資源的實際承載力。按照水源規劃確定的總耗水量利用狀況以及控制準則等,深入分析、研究農業生產對于水源的具體需求量,從而保證農田水利灌溉工程水資源供求實現平衡的根本目標。再次,針對地區土地資源對農田水利灌溉的規模潛能進行分析、研究,重點是按照區域土地資源對灌溉面積的素質和潛能實施研究。最后,針對農田水利灌溉規模的發展進行規模的預測,利用分析、研究農田水利省水改進以及水源供求關系,確定出農田水利灌溉規模以及實際灌溉面積。
3.2關于農田水利灌溉工程規劃設計的重要內容
(1)設計取水方法。取水方法是農田水利灌溉規劃設計過程中的關鍵構成要素,其設計方向應當按照不同區域灌溉水源進行確定。通常情況下,灌溉水源具體分成2類,其中一種是提水取水,而另一種則是自流取水,農田水利灌溉工程規劃設計取水方法一般是對以上兩種水源來完成設計。自留取水主要是以河流水為主的灌溉方法,同時它也包括兩種方式,首先是有壩取水,此種取水方式通常是在地下水位處于很低的情況,其水量雖然充沛,然而卻不能自行流入到農田當中,為保證正常灌溉,一般都在河道上來修筑節制閘或者堤壩,在此基礎上才能將水源引入到農田當中;其次是無壩取水,此種取水方式的設計還可分成建閘以及不建閘,為避免由于沒建閘而無法控制洪期的水量以及農田被淹、渠道被沖走等問題,最好在設計過程中實施建閘設計,從而確保水流的穩定性,降低水流對引水口的侵蝕。
(2)灌溉工程規劃設計的基本原則。①安全性原則。安全性是所有工程中都應遵守的要求,在農田水利灌溉工程中,需要盡量防止出現深挖方、高填方和險段位置的施工。還應避免在沿河位置設置此工程,以防山洪將其沖垮、沖毀。②綜合利用原則。灌溉工程需要集中落差,同時結合水利加工,開展多種經營,全面且合理的利用水資源以及水資源。與此同時,相關工作人員還應重點考慮結合河水與井水的灌溉,構建起地表水和地下水綜合利用的水利灌溉系統。最終,保證農田水利灌溉工程得以正常投入使用。
1水利工程對河流生態系統的影響
在社會生產過程中水利工程對經濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面，似應強調水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統的健康和可持續性。
2生態水利工程
從學科發展角度看，現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學，水利工程規劃設計主要對象是水文系統，往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學理論及方法，促進水利工程學與生態學的交叉融合，用以改進和完善水利工程的規劃及設計理論，形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。生態水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學。生態水利工程的內涵是：對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態修復。生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產（生態產業）及環境立法和資源管理一起，成為河流生態建設的主要手段之一。
3生態水利工程的規劃設計原則
3.1工程安全性和經濟性原則
生態水利工程是一項綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發電、航運等需求，也要兼顧生態系統的可持續性。生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的耐久性。
對于生態水利工程的經濟合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握，生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中進行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，充分利用河流生態系統自我恢復規律，是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。
3.2提高河流形態的空間異質性原則
一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統某種程度的退化。由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。
在確定河流生態修復目標以后，就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估，建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。遙感技術和地理信息系統（GIS）是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上，確定環境因子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉化、水文周期變化等。研究的內容包括：調查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分類和評估。在眾多的環境因子中，識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。
3.3生態系統自設計、自我恢復原則
生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。
將自組織原理應用于生態水利工程時，生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同，生態工程設計是一種“指導性”的設計，或者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。
傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富，實現人與自然的和諧。需要強調的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生態工程方案。
自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。整體性是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
景觀則是指生態學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃？首先，水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。廣義水文系統又與生物系統交織在一起，形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。再者，河流生態系統是一個開放的系統，與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環，一條河流的生態修復活動不可能是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調。最后，河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備，同時進行長期的監測和管理。
3.5反饋調整式設計原則
生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統有序性及內部穩定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。
生態水利工程規劃設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求最終形成一個健康、可持續的河流生態系統。在河流工程項目執行以后，就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期的目標發展，可能出現多種可能性。
意識到生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統的演替以外，人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式的設計方法。是按照“設計—執行（包括管理）—監測—評估—調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中，監測工作是基礎。監測工作包括生物監測和水文觀測。評估的內容是河流生態系統的結構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比較。
在反饋調整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。
參考文獻：
［1］董哲仁.水利工程對生態系統的脅迫［J］.水利水電技術，2003，（7）：1~5.
［2］董哲仁.生態水工學的理論框架［J］.水利學報，2003，（1）：1~6.
［3］董哲仁.河流形態多樣性與生物群落多樣性［J］.水利學報，2003，（11）：1~7.
［4］MitschW.J.，JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.PublishedbyJohnWiley&Sons，Inc.，Hoboken，NewJersey，2004：134~137.
［5］董哲仁.荷蘭圍墾區生態重建的啟示［J］.中國水利，2003，（11A）：45~47.
［6］O’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.
Abstract: Water conservancy workers need to establish environmental awareness, fully aware of environmental issues in water conservancy construction, help engineering Water Resources Water to achieve the unity of the economic, social and environmental benefits.Key words: hydraulic; environmental issues; ecological
中圖分類號：F407.9 文獻標識碼：A文章編號：2095-2104（2012）02-
目前我國豐富的水資源正以前所未有的速度被破壞和浪費，嚴重破壞了生態環境。要認識到水資源開發利用的最佳目標應是經濟效益、社會效益和環境效益三者的統一。人與自然的和諧相處，則是開發利用水資源的根本原則。
一、水利工程與生態平衡（一）興修水利工程會打破原有的生態平衡
人類在地球上修建的水利工程無外乎兩大類，即蓄水庫和跨流域調水工程。它們的實質都是為解決水資源的時、空分布不平衡問題。在我國，對生態影響最大的莫過于蓄水庫。從表面看，它們都是為了解決水資源不足或充分利用水資源，但如果深入探究，卻發現其中對社會、環境的潛在影響是巨大和復雜的。簡言之，其影響包含直接的或間接的、短期的或長期的、誘發的或積累的、一次的或兩次的等等因素。所有這些影響，都會打破原有的生態平衡。然而，應該看到，包括生態平衡在內的自然平衡本來就是動態的，人類正是通過不斷地打破那種不利于人類健康發展的平衡，才能發展到今天。自然界的生態平衡既是動態的，同時又是隨時存在著。問題在于人類怎樣以一種最優的方式去分辨出那些不利人類生存發展的生態平衡，打破之，并更加自覺地重建一種新的平衡，即人工生態平衡。
（二）修建水利工程要注意保護生態平衡
保護生態平衡應是兩個內容的總和：一是對那些良性的生態平衡應盡最大努力限制人類對其的消極影響，使其按自己固有的規律發展；另一個是對那些惡性的生態平衡施以人類的改造活動，扼制其繼續發展的勢頭，使之良性發展。有了保護生態平衡的認識，進行合理的開發規劃，是使興建與環保協調發展的必要手段。然而要真正達到這一共識，人類還要走相當長的一段路程。因為環保問題歷來不是一個簡單的問題，具有直接性和間接性、短期性和長期性、誘發性和積累性以及連帶性等特點。因此，在世界范圍內大力進行環境保護教育，使規劃工作納入法律軌道亦是十分必要的。（三）生態保護要作為水利工程規劃、設計和施工重要的組成部分。在興修水利工程的前后，只有對保護生態平衡的認識甚至是重視是遠遠不夠的，重要的是要落實到具體的行動中，即要將環保思想貫穿于工程的規劃設計及施工組織管理的每一環節。我們必須清醒地認識到，水利工程的修建，對生態平衡的良性循環有著巨大的副作用，這就要求我們必須通過合理、科學的規劃設計和管理將其減小到最低限度。除了有一個良好的政治經濟條件外，更重要的是要依靠科學技術的革命?？茖W技術是協調人與自然關系的主要工具。由于生物圈的動態平衡是人類及其生命系統穩定性產生的前提，現代自然科學的發展所深刻揭示的自然規律，則是人類認識生物圈動態平衡機制的基礎，而現代技術又為調節生物圈動態平衡提供了必要的手段。這種調節，必須考慮人的活動對自然界發生作用的性質和界限，必須把對自然界的保護和再生產納入社會有機體內并作為其重要的組成部分。對于不良的生態平衡，興修水利工程本身就是對其進行良性改造，使之朝著有利于人類的健康方向發展。關鍵是我們在工程的施工過程中，怎樣盡最大努力去減小人類對其的不良影響。這就給工程的建設者們提出了以下任務：1、規劃設計的前期，要切實搞好工程所在地的水文資料的收集及地質條件的勘測。如蓄水庫，重點是水文資料和地質構造，充分考慮大壩的防洪能力、穩定性以及避免地震的誘發。2、規劃中還應設計一定的工程構造，以滿足大壩流域內水生物的生活習性，減少庫區淹沒范圍。如長江內的珍奇動物“中華鱘”，有著在上游產卵的習性，三峽大壩的修建，正好隔斷了該魚類去上游繁衍的路途，如果不采取一定的措施，勢必會造成“中華鱘”這一珍奇動物的滅絕。三峽大壩的設計就充分考慮了對“中華鱘”。3、施工階段的任務：第一，在施工承包合同的簽訂時，承包商對施工現場污染物的擴散和施工人員的勞動保護所應負的責任，應寫進合同書內，要有環保措施，對各種污染物排放要限制在標準以內。第二，施工前要在施工現場建立必要的環保監測機構，進行水質、大氣、噪聲的本底測定，便于和施工階段不同時期監測結果進行對比。第三，施工人員進入工地后，還要建立衛生防疫機構，以避免施工期數萬工人集中在一起，引起流行病的傳播和擴散。這方面的教訓，在我國時期的興修水利中是十分深刻的。4、施工后期的任務。特別要對施工階段破壞的植被規劃及時恢復，制訂工區的全面綠化規劃，以保護已經形成的生態平衡。在工區范圍內的生物圈內，研究生物資源的利用、保護和生產的合理的方式，控制規劃人群自身的發展，保持生物種群的恰當比例。
二、水利工程生態規劃設計的要求
水利工程，改造山河、興利除害、綜合開發、合理利用、積極保護、科學管理水資源，使之更好的服從人們的意志，更好地為人類造福，這不僅改變了自然界中天然水流的形態，也改變了周圍的自然環境和社會環境。在生態經濟環境水利階段，人們普遍關注環境與生態問題，普遍重視資源開發與環境保護、生態保護的協調發展。在這樣的前提下，強調水利工程建筑物的環境功能和美學價值，己成為我們在水利工程設計方面的新趨勢。
以改善水域環境和生態系統為主要目標的“城市環境水利工程”建設，成為水利現代化建設的重要內容。按照現代城市的功能，對流經市區的河流歸納起來有兩類要求：（一）對河中水流的要求是：水質清潔、生物多樣性、生機盎然和優美的水面規劃。（二）對濱河帶的要求是：能反映本地獨特歷史、文化、風俗的濱河規劃；能提供一充滿鮮花、有人工景點、公園化的休閑、娛樂、體育活動空間；能營造一充滿文化、藝術、科學氣氛，具有現代氣息、人水關系協調、引人勝、便于人水親近的濱河帶。人們提出這些要求是社會進步的體現，也是社會經濟發展的必然。水利建設者應當適應這種趨勢，滿足社會的要求。在水利工程的規劃、設計、施工等方面進行調整和完善，注入更多的人文、藝術、科學和現代氣息，注重工程的環境效益和美學效益。
三、水利工程景觀規劃策略（一）沿河綠地
濱水環境的總體構思應盡可能擴大沿河綠地，形成較為連續性綠化帶，用綠色來勾畫古城的輪廓，延續城市文脈。同時，以良好的綠色空間，優化環境規劃質量，體現現代化城市的新形象。（二）閘壩結合，擴展沿河水面。
