生態水利工程與水資源保護分析

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摘要：經濟建設與發展速度的加快在很大程度上以生態環境的退化為代價，人類日益面臨水資源枯竭、環境惡化等問題。為了實現社會經濟的可持續發展，必須對生態環境修復給予足夠的重視，通過生態水利工程的實施在改變流域生態環境的同時，盡可能降低對生態環境的破壞，加強生態理念在生態水利工程實施后中的應用。對生態水利工程實施原則與措施進行了探討，所提出的生物群落多樣性、生態系統自我修復等原則對生態水利綜合治理工程建設及水生物多樣性的恢復、水資源保護等具有重大的指導意義。

關鍵詞：生態水利工程；水資源保護；生物多樣性；生態系統

1概述

我國雖擁有長江與黃河兩大世界上最大的水系，但水資源區域分配不均衡，大部分地區水資源匱乏。新中國成立后，國家通過加強水利建設基本建成大江大河干流防洪減災體系，城市防洪標準不斷提高，同時，通過水庫等蓄水工程及跨區域引調水工程的修建使水資源時空分布不均的問題初步得以解決。當前國內農田有效灌溉面積占耕地面積的55%左右，高效農業灌溉體系基本建成，通過對重點區域實行封育保護，使生態系統惡化得到有效遏制。然而，成績的背后仍存在許多問題，人們片面追求水利工程所帶來的短期經濟效益，而忽略其對河流生態可能造成的破壞，例如河流原始形態改變的過程中改道和裁彎取直等工程措施的應用，加劇了河流渠道化，河水流速加快，對河岸沖刷嚴重，使過去急流、緩流、彎道相間的河流型態不復存在，流域生物群落的生存環境也遭到嚴重破壞，流域生態系統嚴重失衡；邊渠和堰壩工程等混凝土堤防結構使河流原始形態不復存在，河道周圍河床的國度開挖與填高既破壞了河床，又使鳥類、兩棲動物和水生物失去了適宜的生存環境，大自然服務人類的功能嚴重弱化。

2生態水利工程相關理論

2.1生態水利工程的概念。許多專家從不同角度對生態水利工程進行了不同的界定，雖然說法各不相同，但是對生態水利工程內涵的認識基本一致，即進行部分河流流域生態環境建設過程中，必須采用科學的工程管理方式，科學調配和管理區域水資源，達到水資源合理利用之目的。生態水利工程的建設必須始終秉承自然的理念，水資源的開發必須盡可能保持河流的原始形狀，對流域周邊區域實施退耕還林，保持原始地貌，尊重流域原有地形，因勢利導，充分利用區域內水利型式，并依托流域實際恰當采取防洪措施。2.2生態系統的服務功能。生態水利工程的興建出于維護生態系統多樣性的目的，不同類型的生態系統具有不同的服務功能。通過改造流域河流形態與生態，擴大區域灌溉面積，促進作物生長，提升區域農業發展水平；結合流域特色，在生態水利工程建設的同時發展林業和漁業，促進農業生產者收入的提升；生態水利工程為流域發展航運事業創造有利條件，碼頭修建在平緩的岸邊，帶動區域經濟發展的同時提高水資源利用程度。總之，生態水利工程具有顯著的生態環境效益和經濟效益。2.3生態水利工程的實施原則與措施。2.3.1生物群落多樣性。生物群落的多樣性也可以解釋為生物物種的空間異質性[1]，生物群落多樣性或物種空間異質性越高，則意味著能夠同時形成多個數量很多的小環境，為更多、更豐富的物種同時提供適宜的生存空間；相反，較低的生物群落多樣性或物種空間異質性意味著生物生存環境較為單調，且容易受到破壞，群落的密度、比例和性質更容易受到影響，生態系統更容易出現某種程度的退化。各類水利工程的建設引起自然河流渠道化和非連續化，河流生物群落所的棲息環境遭到破壞，棲息地面積逐漸減小，河流生態自我修復功能也大大減弱。由此可見，生態水利工程的建設必須以恢復河流生態、保持生態平衡和生物群落的多樣性為前提，在工程實施前進行環境影響和生物物種動態的監測，通常進行生態變量最優值和最低值的監測，并基于監測結果的反差，繪制生態水利工程實施及影響的包絡圖[2]，并通過包含設計、執行、監測、評估與調整等環節循環往復的反饋調整設計，不斷優化工程設計方案，最終得到對生態環境影響最小的最優化方案。上述反饋調整設計過程必須建立在準確而量化評估工程方案對周圍生態環境可能影響的基礎上，以水生態系統生物群落多樣性為依據進行總體方案設計與不斷調整，最大程度降低水利工程對生態環境的不利影響。與此同時，通過引入人工植被和本地物種加強生態環境的修復，不斷提高河流型式的異構性，依據河流生態地貌學原理為維護生物群落多樣性提供可能。發達國家的大壩建設常常采用修建魚梯、魚道等工程措施有效解決魚類洄游問題，或者根據流域和生物物種的實際情況，人工繁殖洄游魚類，以大大降低工程建設對流域陸生生物、水生生物生存環境的永久性破壞及對局部氣候、土壤鹽堿化等的不利影響。2.3.2生態系統的自我修復能力。中國古代哲學十分崇尚天人合一、人與自然的和諧相處，正如老子所言：人法地，地法天，天法道，道法自然。生態水利工程設計時必須重視生態系統自我修復能力的發揮，借助生態系統所存在的組織功能和修復功能，加強生態水利工程的輔助性設計，實現自然力與人力的充分結合。當然這種結合必須建立在對流域水文水質、土壤地貌、植被類型、生物物種等生態屬性充分了解的基礎上，深入挖掘類似生態屬性下生態水利工程實施的成功與失敗案例，積極探索最為適宜的工程措施與生物措施可能結合的模式，保有并增強生態系統的修復能力，因地制宜，充分利用生態系統修復及發展的客觀規律，實現人類生產生活與自然環境的和諧共贏。進行流域生態系統修復的過程中，必須遵循持續、長期、宏觀、整體及大景觀等原則，而非在短期、局部、微觀和小尺度范圍內實施，提高修復效率和成功率。所謂的持續、長期、宏觀、整體及大景觀原則，是指基于流域生態系統所具有的功能的結構，對構成系統的諸多要素及其之間的相互作用關系進行充分掌握，進而進行整個流域生態系統綜合性的、整體的修復，而不是僅在河道水文系統、單一的植被群落、局域水生物系統等微觀角度做文章[2]。

3生態水利綜合治理工程建設

傳統的水利工程只注重對流域的治理，而不顧流域生態系統環境的破壞現狀，更是忽略了流域自身所具有的自我修復與調節能力。而與之相對應的生態水利工程則注重工程措施與流域生態修復的有機結合，實現進行科學的分析與設計、監測與評估，在充分了解微觀生態系統特征的基礎上，提出了更加科學、合理的改造計劃。3.1防洪工程規劃。防洪工程的規劃必須綜合考慮防災減損、經濟效益及生態效益，在確保行洪安全的基礎上，進行流域改造與生態環境保護之間的權衡，經濟效益與生態效益的比較，進而選擇對流域生態破壞程度最小的工程方案。3.2堤線去人工化。堤線與堤型的充分結合才能確保河流型態的多樣化和生物物種的層次化，在生態水利工程實施過程中，必須始終堅持環境保護與工程的經濟性，充分維護流域自身的凈化能力。因此，在堤線選型和布置過程中必須盡可能保持其江河湖泊的初始自然型態，盡量不破壞其蜿蜒曲折且分散的原始狀態，從而防止破壞生物物種的多樣性和整個生態系統的惡化[3]。在堤型的確定方面，盡可能從生態水利工程自身的穩定性與安全性出發，并考慮生態系統修復之要求，盡可能就地取材，保證堤線、堤岸和堤型的豐富程度，符合大眾審美習慣的基礎上盡可能去除人工痕跡，保持堤線堤防結構的本土化與原生態。3.3河岸防護。生態水利工程實施后將直接影響和改變水陸連接區域的河岸防護型式，水陸連接區域往往是水生物棲息和繁衍的基礎地帶，也是水生物與兩棲生物覓食、避難、遷徙、生活的重要場所，生態水利工程的建設必須基于水生物棲息地保護和生態系統維護的基礎，加強自然景觀與人文景觀協調設計，以保護生態景觀與生物物種多樣性為原則，避免硬質不透水材料等的使用，為物種的生存繁衍和生態環境多樣性的保存提供條件。河岸景觀設計能夠成為生態水利工程建設與流域生態環境保護的點睛之筆，以原有自然河岸為基礎，進行水生、濕生和中生性河岸植物的搭配種植，加強園林綠化和生態綠化手法的結合運用，加強河岸綠化格局的層次性與景觀性。

4結論

生態水利工程的建設與河流水體生態系統的良性運行密切相關，更是水生態系統修復和水資源保護的基礎性措施，傳統水利工程僅以改造和控制流域為目的，并不注重因勢利導，雖在一定程度上滿足了人們開發利用水資源以及防洪防澇等方面的需求，但擾亂和破壞了水生物物種原本的生存環境，引起了生態系統的惡化和水資源更為嚴重的匱乏。為此人們開始重新思考傳統水利工程所具有的弊端，工程水文學與生態水文學理論充分結合，探索水生物多樣性保護、流域生態環境恢復的行之有效的治理措施，為生態水利工程的實施與水資源的保護提供可行之策。

參考文獻：

［1］馬佶琴.水利工程設計中生態理念應用的探討［J］.農業科技與信息，2018（17）：87-88.

［2］郎建生.生態水利在河道治理工程中的應用［J］.珠江水運，2018（17）：60-61.

［3］孫曉霞，張躍飛.淺析生態水利在河道治理工程中的應用［J］.工程建設與設計，2018（14）：144-145.

作者:李元龍 單位:山西省平遙中學校