程亮
摘要：传统水利工程设计为更好地控制水流而普遍忽视了水生态系统的保护，致使出现水污染、生态失衡、水资源紧张等生态问题，因而，在现代河道治理中引入生态设计理念，对于保障河流的生命力和流域环境的可持续发展是十分必要的。
关键词：生态设计；现代河道治理；应用
水利工程中的生态设计，是在传统水利工程设计的基础上，吸收、融合生态学的理论,注重维持河水与两岸地下水之间的自然循环,尊重物种多样性,恢复沿河动植物的生长栖息环境,使整个水利工程有个生机勃勃的生态系统。设计中,采用生态护坡、湿地公园以及在河道断面设计上为沉水植物、直立水生植物、湿生植物和水边植物留出生长空间等具体应用方式。
1河道治理生态设计的重大意义
1.1生态环境和社会可持续发展的需要。生态环境是人类生存发展的基础自然资源，是社会经济可持续发展的保障和基础，现代河流流域出现的系列生态问题，要求河道水利设计必须要将生态环境效益与经济效益结合起来。
1.2生态系统良性循环的需要。水是河道治理的关键，也是河道生态系统的控制性因素之一，传统设计往往只重视水发电、抗旱等经济作用，而忽略了其生态价值。
1.3治理生态环境恶化的紧迫要求。生态环境恶化是当代人类面临的重大的全球性问题之一，我国传统的水利工程理论中片面强调满足人类社会发展的愿望，致使我国环境持续恶化，严重制约了经济社会发展。
2传统河道治理水利设计存在的问题
2.1忽略了河流形态的多样化。在我国江南河网密度高的地区,裁弯取直设计把河流自然状态的弯曲形状改变成直线,使自然河流中主流、浅滩和急流相间格局改变。这导致浅滩中湿地消失,而喜欢在急流中游行的鱼类减少甚至绝迹。在横断面上,改造过的河床常用输水性能好又便于施工的梯形断面,使得水流流速均一化。另外,河道疏浚工程,主要关注清除淤积工程量,往往忽视原有河道断面的生态合理性,也使得河道断面出现均一化倾向。需要强调的是,河流形态的多样化是生物物种多样化的前提。河流形态均一化,在某种程度上往往对生物多样性造成影响。
2.2忽略了河流湖泊与岸上生态系统的有机联系。河流整治工程着眼于河道本身,忽视了河流周围的生物群落的存在,更忽视了整治后原有生物群落的恢复。
2.3忽略了整治后原有生物群落的恢复。渠道或改造过的河道断面、沿河迎水坡面采用硬质材料,如混凝土、浆砌块石等,使得植物难以生长,进而又影响到鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息,而这些动物又是鸟类的食物,于是食物链就此中断。
2.4忽略了浅滩和湿地的作用。人们为了争取土地,沿河两岸堤防间距缩窄,使得河流失去浅滩和湿地。浅滩具有曝气作用,使水净化,又增加氧气供给,为无脊椎动物生存提供方便。浅滩又为鱼类产卵提供栖息地。
2.5城市沿河建筑道路和停车场,采用了大量沥青或混凝土的硬质不透水路面,不但植物无法生长,也隔断了补给地下水的通道。
2.6在城市水域整治中,重视景观建设是经济发展的某种标志。于是往往将水域置于诸如楼台亭阁的人工环境之中,以使人们赏心悦目,但是忽略了水流的自然生态系统的需要,也使河流失去了自身的美学价值,失去了在自然环境中生机勃勃的河流的生命。
3生态水利设计的具体操作应用
3.1应当遵循的基本原则
3.1.1人与自然相协调。这是从传统水利向现代水利转变的根本所在，是人们认识上的回归。河道在大自然的演变中慢慢形成,是大自然的造化,人类随后选择在此休养生息,在经历漫长的适应自然环境之后,人类实现了膨胀发展,不断按自己的需要对环境进行改造、再改造。直至现在,人们真正认识到人与自然的协调互动关系,主动与自然相适应,以抑制和改善河道自然环境的恶化趋势求得人类的可持续发展。
3.1.2开发利用与保护相协调。水作为一种有限的、不可或缺的资源,兼有自然和社会的属性。不少人认为中国的水是丰富的,那是没有从资源的角度、从发展的角度来认识问题。人类的开发利用还没有止境,但不少地方己经收到来自自然的警报一一水源水质恶化、咸潮上溯加剧、赤潮频现,等等。保护措施不当和措手不及就会出现“看着水没水吃”的尴尬局面。
3.2因地制宜设计策略
生态水利在工程建设中没有固定的方法,不同地区适应不同的生态水利方法和材料工艺。其中利用植物技术护滩固堤就是平原地区切实可行的生态水利方法之一。此项水利工程技术措施主要是在防洪堤围外迎水面的滩地按一定规格方式种植水松、水杉等水生或半水生植物,在河道纵横面形成防护带,通过其发达的根系、树干对水力冲刷和波浪吹袭起消减、缓冲作用,从而保护堤围安全。实践证明,此方法不单对河道固滩护岸、防浪护堤作用效果明显,同时,通过选择合适的树种进行规模种植经营还有可观的经济收益,更重要的是防护林及其系统对维护良好水生态环境、调节局部小气候和营造怡人景观等生态环境方面起着不可低估的作用。但是,江河堤围滩种植适生防浪树在一定程度上缩窄了原有泄洪断面,对河道行洪的影响颇值得关注,应视不同的水文条件和不同的河道形态进行具体分析。河床长期适应水沙变化的结果造就了不同形式的河槽断面,不同的地质地形和水文条件形成不同的断面。对于不同的水文条件,其洪水特征、河道形态特征不同。带有滩地的复式河槽,洪水期形成的漫滩水流有其特殊的规律性。
4结论
河道治理的生态设计是建立在“健康的河流应该是一个健全的生态系统的骨干动脉”这样一个理念的基础上,要求在满足人对水的开发利用的需求的同时,还要兼顾水体本身存在于一个健全生态系统之中的需求,需要权衡满足人的需求的经济效益与环境效益之间的轻重关系。
参考文献：
1.孙宗风,生态水利的理论与实践,水利水电技术,2003(4)
2.孙宗凤,聂建平,生态水利的哲学思考及其研究框架,水利发展研究,2003
生态水利是可持续发展水利的范畴,是其最高目标。现代水利、可持续发展水利是新时期、新形势对水利提出的必然要求。生态水利是现代水利、可持续发展水利的范畴,是在水利中如何贯彻落实可持续发展和现代发展理念,如何不断创新管理的问题,是今后水利建设的方向。生态水利的提出和蓬勃发展是人们认识上和行为上的回归。研究和建设生态水利并不是人类对水或自然界的单向照顾,人类也会在一
个健全的水生态系统中受益无穷。
作者：程亮，男，山东农业大学勘察设计研究院工程师。
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