浅谈河流生态与水利工程设计

[摘要]分析了河流生态的特点和水利工程对河流环境的影响, 对如何实现绿色工程的建设提出了建议。

[关键词] 河流; 河流生态系统; 生物群落; 合理规划

[中图分类号] TV52 [文献标识码] B　 [文章编号] 1003- 1510(2011) 02- 0042- 02

River ecology and design of hydraulic project

GUO Meng-fa

Abstract: Based on analysis of the characteristics of river ecology and the influence of hydraulic project s on rivers, suggestions w ere put forward for construct ion of green project .

Key words: River; river ecological system; biological community; proper planning

1 河流生态系统的特点简述

(1) 生物群落的形态取决于生态环境, 生物群落与生态环境之间具有统一的特性, 两者不可分割,所以我们要保护河流的生态环境就要将其与生物群落放在一起考虑。

(2) 生态系统与生物群落之间一旦形成一个稳定的结构, 其内部的各个要素之间是不可以脱离其他元素而独立存在的, 因此我们要对生态系统进行保护就要对其中的每一个环节进行保护。

(3) 在漫长的进化道路上生态系统也在不断地完善自身, 其中水体通过自我修复来保持水体洁净, 因此淡水生态系统具有相对稳定性, 但是这种自我修复能力需要较长的时间。

2 水利工程对河流生态的利弊

为了保护生态系统, 抵御洪涝灾害对人们生产生活的破坏, 人们兴建了各种水利工程。水利工程不仅给人们的生活带来方便, 也节约了资源, 减少了不可再生资源的利用, 改善了河流周边地区的生产生活环境, 同时水利工程也对周边水域造成了一定的隐性影响, 总的来说有如下两点: 首先是水利工程改变了河流本来的形态, 流向, 造成原本在水域周边生存的生物被迫迁徙, 改变了生物种群的多样性, 渐渐使得周边的自然环境发生改变, 以致于本来平衡的自然环境遭到破坏, 最终将危及生活在周边的人们; 其次, 水库大坝这样的水利工程虽然方便了人们的生活, 但是降低了原本河流形态的多样性, 使得急流、缓流、弯道及浅滩等自然格局消逝, 向着人们需要的形态发展, 随之而来的是水域功能的降低, 特别是原有的生物群落多样性遭到强制性改变。

正因为水利工程有利有弊, 我们在兴建水利工程时就需要考虑多方面因素, 既不减小工程本来的作用, 又要把保护河流生态环境放在重要位置上。

3 建造与生态环境和谐发展的水利工程

在兴建水利工程之前, 认真的调查水域周边地区的环境因素, 并根据调查结果制定合理的设计方案, 严格遵循科学发展观原则, 从长远角度出发, 对各种方案进行科学选比, 以流域尺度为基准, 筛选出安全合理的设计方案, 并对河流环境影响进行长远评价, 项目纳入可开发行列之前就将生态环境保护列入开发目标之中。根据当地实际情况把河流分等级, 找出哪些是可以开发的流域段, 哪些是重点保护的对象不能开发, 哪些项目在正确的规划后, 进行科学开发。正确的规划使得工程原本能够带来的经济效益, 生态效益, 社会效益都得到提升。环境的规划评价工作应该交付专业的有资质的机构进行, 并广泛征求群众见解, 了解当地群众对工程的看法, 接受社会的监督。

以科学技术为支撑的工程, 才能真正做到协调生产生活需要与生态环境保护之间的关系, 联合多种学科, 从多角度对工程进行评价, 也利于及时了解工程中的技术难题, 并解决问题, 这样也可以了解环境承载能力, 利用水体自身具有的修复能力。在水库附近进行环境监控, 时时把握水库生态系统退化的恢复及富营养化问题。总之, 通过技术开发与更新来防止和减轻工程对水域附近地区的环境影响。

要坚持预防为先, 保护为先的原则, 不能先污染再治理, 防止环境被人为的破坏, 对出现严重环境问题的地区, 采取节水, 防污, 调水等方法解决, 并短期内不在该地域内再兴建工程, 等待其恢复平衡状态。

4 生态水利工程设计所需的原则

(1) 要坚持恢复性原则。在传统的水利工程设计中, 往往是以控制自然为目的进行开发工作, 但是在现代水利工程设计中应摒弃控制自然的动机,合理利用生态系统的自组织, 自设计的特性, 根据每一条河流的不同特点, 进行不同的工程设计, 尊重每一条河流的自然属性和美学价值。在实际的设计过程中, 要考虑到水量, 水质, 土壤, 地貌, 水文等性质生态因素, 也要同时要考虑生物的多种因素, 如种类, 密度, 生物生产力, 群落稳定性等。要充分利用当地资源, 生物特性来进行工程设计, 避免造成生物入侵。还要使工程对自然的造成的破坏在自然的承受限度内, 这就是说务必要遵循恢复性原则。

(2) 要坚持整体性原则。应该从大景观尺度上考虑可持续性发展问题, 而不是在某一时间点上考虑, 当从某时间点上考虑时不但会使工程对生态影响加深, 而且在以后对生态系统进行修复的时候也会加大工作难度, 河流生态系统是一个由多种因素共同作用的有机体, 广义的水文系统与生物紧密联系在一起, 水利工程设施作为环境的一部分, 对水域的影响不能只简单考虑河道本身的生态问题, 要选择适当的时间, 在一定的时间尺度内, 进行河流生态系统的修复和维护工作, 对某地域的河流进行历史性的调查, 以了解河流变化过程与生态现状。例如我们需要了解湿地的重建或修复需要15 到20 年时间。诸如此类的科学结论我们是有必要知道的,因此要对所需设计工程领域进行整体性的衡量。

(3) 坚持河流形态的空间异质性原则, 由于河流的异质性使河流形成了流速, 流量, 水温, 水质等变化, 人类活动引起河道属性的变化, 使河流生境在不同程度上单一化, 引起河流生态系统的退化。水利工程的恢复工作不仅是在河流流域内直接种植植物或者放养动物, 而是尽可能的提高河流形态的异质性, 改善关键的环境因素, 使其符合自然河流的地貌学原理, 为生物多样性发展创造条件。

5 结语

我国的环境保护形势并不容乐观, 环境问题与我国的经济发展密切相关, 尤其是生态环境的破坏更是直接影响到经济发展。在这种局势下, 我们须摒弃以前的以经济增长为目标的工程建设, 大力推广保护环境工程, 其中生态水利必将成为我国开发研究的主要项目, 必将把水利工程建设推向一个新的高度。

[作者简介] 郭梦法(1962-) , 男, 河北沧州人, 沧州水利勘测设计院高级工程师, 主要从事水利工程管理工作。