生态水利工程与水资源保护分析

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摘要：经济建设与发展速度的加快在很大程度上以生态环境的退化为代价，人类日益面临水资源枯竭、环境恶化等问题。为了实现社会经济的可持续发展，必须对生态环境修复给予足够的重视，通过生态水利工程的实施在改变流域生态环境的同时，尽可能降低对生态环境的破坏，加强生态理念在生态水利工程实施后中的应用。对生态水利工程实施原则与措施进行了探讨，所提出的生物群落多样性、生态系统自我修复等原则对生态水利综合治理工程建设及水生物多样性的恢复、水资源保护等具有重大的指导意义。

关键词：生态水利工程；水资源保护；生物多样性；生态系统

1概述

我国虽拥有长江与黄河两大世界上最大的水系，但水资源区域分配不均衡，大部分地区水资源匮乏。新中国成立后，国家通过加强水利建设基本建成大江大河干流防洪减灾体系，城市防洪标准不断提高，同时，通过水库等蓄水工程及跨区域引调水工程的修建使水资源时空分布不均的问题初步得以解决。当前国内农田有效灌溉面积占耕地面积的55%左右，高效农业灌溉体系基本建成，通过对重点区域实行封育保护，使生态系统恶化得到有效遏制。然而，成绩的背后仍存在许多问题，人们片面追求水利工程所带来的短期经济效益，而忽略其对河流生态可能造成的破坏，例如河流原始形态改变的过程中改道和裁弯取直等工程措施的应用，加剧了河流渠道化，河水流速加快，对河岸冲刷严重，使过去急流、缓流、弯道相间的河流型态不复存在，流域生物群落的生存环境也遭到严重破坏，流域生态系统严重失衡；边渠和堰坝工程等混凝土堤防结构使河流原始形态不复存在，河道周围河床的国度开挖与填高既破坏了河床，又使鸟类、两栖动物和水生物失去了适宜的生存环境，大自然服务人类的功能严重弱化。

2生态水利工程相关理论

2.1生态水利工程的概念。许多专家从不同角度对生态水利工程进行了不同的界定，虽然说法各不相同，但是对生态水利工程内涵的认识基本一致，即进行部分河流流域生态环境建设过程中，必须采用科学的工程管理方式，科学调配和管理区域水资源，达到水资源合理利用之目的。生态水利工程的建设必须始终秉承自然的理念，水资源的开发必须尽可能保持河流的原始形状，对流域周边区域实施退耕还林，保持原始地貌，尊重流域原有地形，因势利导，充分利用区域内水利型式，并依托流域实际恰当采取防洪措施。2.2生态系统的服务功能。生态水利工程的兴建出于维护生态系统多样性的目的，不同类型的生态系统具有不同的服务功能。通过改造流域河流形态与生态，扩大区域灌溉面积，促进作物生长，提升区域农业发展水平；结合流域特色，在生态水利工程建设的同时发展林业和渔业，促进农业生产者收入的提升；生态水利工程为流域发展航运事业创造有利条件，码头修建在平缓的岸边，带动区域经济发展的同时提高水资源利用程度。总之，生态水利工程具有显著的生态环境效益和经济效益。2.3生态水利工程的实施原则与措施。2.3.1生物群落多样性。生物群落的多样性也可以解释为生物物种的空间异质性[1]，生物群落多样性或物种空间异质性越高，则意味着能够同时形成多个数量很多的小环境，为更多、更丰富的物种同时提供适宜的生存空间；相反，较低的生物群落多样性或物种空间异质性意味着生物生存环境较为单调，且容易受到破坏，群落的密度、比例和性质更容易受到影响，生态系统更容易出现某种程度的退化。各类水利工程的建设引起自然河流渠道化和非连续化，河流生物群落所的栖息环境遭到破坏，栖息地面积逐渐减小，河流生态自我修复功能也大大减弱。由此可见，生态水利工程的建设必须以恢复河流生态、保持生态平衡和生物群落的多样性为前提，在工程实施前进行环境影响和生物物种动态的监测，通常进行生态变量最优值和最低值的监测，并基于监测结果的反差，绘制生态水利工程实施及影响的包络图[2]，并通过包含设计、执行、监测、评估与调整等环节循环往复的反馈调整设计，不断优化工程设计方案，最终得到对生态环境影响最小的最优化方案。上述反馈调整设计过程必须建立在准确而量化评估工程方案对周围生态环境可能影响的基础上，以水生态系统生物群落多样性为依据进行总体方案设计与不断调整，最大程度降低水利工程对生态环境的不利影响。与此同时，通过引入人工植被和本地物种加强生态环境的修复，不断提高河流型式的异构性，依据河流生态地貌学原理为维护生物群落多样性提供可能。发达国家的大坝建设常常采用修建鱼梯、鱼道等工程措施有效解决鱼类洄游问题，或者根据流域和生物物种的实际情况，人工繁殖洄游鱼类，以大大降低工程建设对流域陆生生物、水生生物生存环境的永久性破坏及对局部气候、土壤盐碱化等的不利影响。2.3.2生态系统的自我修复能力。中国古代哲学十分崇尚天人合一、人与自然的和谐相处，正如老子所言：人法地，地法天，天法道，道法自然。生态水利工程设计时必须重视生态系统自我修复能力的发挥，借助生态系统所存在的组织功能和修复功能，加强生态水利工程的辅助性设计，实现自然力与人力的充分结合。当然这种结合必须建立在对流域水文水质、土壤地貌、植被类型、生物物种等生态属性充分了解的基础上，深入挖掘类似生态属性下生态水利工程实施的成功与失败案例，积极探索最为适宜的工程措施与生物措施可能结合的模式，保有并增强生态系统的修复能力，因地制宜，充分利用生态系统修复及发展的客观规律，实现人类生产生活与自然环境的和谐共赢。进行流域生态系统修复的过程中，必须遵循持续、长期、宏观、整体及大景观等原则，而非在短期、局部、微观和小尺度范围内实施，提高修复效率和成功率。所谓的持续、长期、宏观、整体及大景观原则，是指基于流域生态系统所具有的功能的结构，对构成系统的诸多要素及其之间的相互作用关系进行充分掌握，进而进行整个流域生态系统综合性的、整体的修复，而不是仅在河道水文系统、单一的植被群落、局域水生物系统等微观角度做文章[2]。

3生态水利综合治理工程建设

传统的水利工程只注重对流域的治理，而不顾流域生态系统环境的破坏现状，更是忽略了流域自身所具有的自我修复与调节能力。而与之相对应的生态水利工程则注重工程措施与流域生态修复的有机结合，实现进行科学的分析与设计、监测与评估，在充分了解微观生态系统特征的基础上，提出了更加科学、合理的改造计划。3.1防洪工程规划。防洪工程的规划必须综合考虑防灾减损、经济效益及生态效益，在确保行洪安全的基础上，进行流域改造与生态环境保护之间的权衡，经济效益与生态效益的比较，进而选择对流域生态破坏程度最小的工程方案。3.2堤线去人工化。堤线与堤型的充分结合才能确保河流型态的多样化和生物物种的层次化，在生态水利工程实施过程中，必须始终坚持环境保护与工程的经济性，充分维护流域自身的净化能力。因此，在堤线选型和布置过程中必须尽可能保持其江河湖泊的初始自然型态，尽量不破坏其蜿蜒曲折且分散的原始状态，从而防止破坏生物物种的多样性和整个生态系统的恶化[3]。在堤型的确定方面，尽可能从生态水利工程自身的稳定性与安全性出发，并考虑生态系统修复之要求，尽可能就地取材，保证堤线、堤岸和堤型的丰富程度，符合大众审美习惯的基础上尽可能去除人工痕迹，保持堤线堤防结构的本土化与原生态。3.3河岸防护。生态水利工程实施后将直接影响和改变水陆连接区域的河岸防护型式，水陆连接区域往往是水生物栖息和繁衍的基础地带，也是水生物与两栖生物觅食、避难、迁徙、生活的重要场所，生态水利工程的建设必须基于水生物栖息地保护和生态系统维护的基础，加强自然景观与人文景观协调设计，以保护生态景观与生物物种多样性为原则，避免硬质不透水材料等的使用，为物种的生存繁衍和生态环境多样性的保存提供条件。河岸景观设计能够成为生态水利工程建设与流域生态环境保护的点睛之笔，以原有自然河岸为基础，进行水生、湿生和中生性河岸植物的搭配种植，加强园林绿化和生态绿化手法的结合运用，加强河岸绿化格局的层次性与景观性。

4结论

生态水利工程的建设与河流水体生态系统的良性运行密切相关，更是水生态系统修复和水资源保护的基础性措施，传统水利工程仅以改造和控制流域为目的，并不注重因势利导，虽在一定程度上满足了人们开发利用水资源以及防洪防涝等方面的需求，但扰乱和破坏了水生物物种原本的生存环境，引起了生态系统的恶化和水资源更为严重的匮乏。为此人们开始重新思考传统水利工程所具有的弊端，工程水文学与生态水文学理论充分结合，探索水生物多样性保护、流域生态环境恢复的行之有效的治理措施，为生态水利工程的实施与水资源的保护提供可行之策。

参考文献：

［1］马佶琴.水利工程设计中生态理念应用的探讨［J］.农业科技与信息，2018（17）：87-88.

［2］郎建生.生态水利在河道治理工程中的应用［J］.珠江水运，2018（17）：60-61.

［3］孙晓霞，张跃飞.浅析生态水利在河道治理工程中的应用［J］.工程建设与设计，2018（14）：144-145.

作者:李元龙 单位:山西省平遥中学校