生态水利工程与河流生态系统保护探讨

　　本文主要针对我国目前水利建设及生态环境的现状、生态水利工程的综合治理原则和措施以及河道生态综合治理工程建设等方面进行简要分析，仅供参考。

　　一、我国目前水利建设及与生态系统关系现状

　　我国整体上是属于水资源缺乏的国家，但是却拥有世界上最大的两条河长江和黄河，这造成我国局部区域水资源丰富，而其他地方水资源匮乏的局面，自从新中国成立以来，我国就一直重视水利建设，经过数十年的发展，大体上形成了以下的局面，其一是大江大河的干流基本上建立了防洪减灾体系，重要城市的防洪标准达到了百年甚至两百年一遇的等级。其二是水资源的配置也渐趋合理，通过兴建水库等蓄水工程，并采用跨流域甚至跨区域的引调水工程，解决了水资源空间分布不均的问题。其三是我国的农田灌溉体系也基本建立，目前全国的农田有效灌溉面积由新中国成立之前的2.4亿亩上升到2012年9.26亿亩，占据我国总耕地面积的52.3%。其四是对于水土资源的保护得到了提升，对重点区域实施了封育保护，也加强了生态脆弱河流的治理，部分地区生态环境的恶化趋势得到了初步的遏制。

　　但是，水利事业大建设大发展的过程中，也产生了许多问题。在现代水利工程建设过程中，人们注重的往往是水利工程建设能够带来多少的经济效益，而很少考虑水利工程建设给河流生态系统带来的不利影响。目前传统河道治理工程对生态系统的常见影响主要有以下三个方面：一是过多地人为改变河流原始形态，采用了许多不必要的改道和裁弯取直工程措施，使河流渠道化。尤其是裁弯取直工程，它使得河流的流水速度加快，对岸边及河底造成严重的冲刷，彻底地颠覆了河流原有的急流、缓流、弯道相间的格局，对河流水域中生物群落的生存环境造成了严重的破坏，进而使整个河流生态系统失衡。二是过多的设置边渠、堰坝工程，大量的采用混凝土堤防结构，破坏了河流的原始形态，造成了大量生活在河岸和浅滩的鸟类、两栖动物失去了适宜的生存环境。三是由于在水利工程建设中过度地对河道周边的河床进行开挖和填高，对河床造成了严重的破坏，使得原本聚居在岩石缝、砂砾或者黏土中的水生生物失去了生存环境。

　　河流生态系统中的任何一个组成环节遭到破坏，其负面影响将是全局性的。水利工程过度地扰动和破坏河流生态系统，将会大大地降低大自然服务人类生存发展的功能。当河流生态系统的破坏程度达到一定临界值时，大自然将丧失服务人类的功能，并对人类的生存发展造成极大威胁。

　　二、生态水利工程的综合治理原则和措施

　　1、保持生物群落的多样性原则及措施

　　随着人类活动的持续开展和基础设施的不断完善，尤其是近现代以来大量的大型水利建设工程的陆续上马，使不少自然河流渠道化和非连续化的现象屡见不鲜，同时，河流适合生物群落生存的栖息地面积逐渐减小，河流生态系统遭到极大程度的破坏，使得以河流为栖息地的鱼类、动物和鸟类等各类物种被迫离开家园，寻找其他栖息地。因此，在进行生态水利工程建设时，必须以维护生物群落多样性为重要前提，尽量避免对生物多样性造成破坏。兴建水利工程过程中必须明确和达成共识的一点是，任何类型的水利工程措施的采用和实施，都不能违背了保护和改善生态环境的建设原则。保护生物群落多样性目前常采用的措施是：在实施生态水利工程前对受工程所影响的环境和生物群落动态进行监测，通常可以通过监测其生态变量的最优值和监测生态变量的最低值两种方法实现事前的生态系统监测;在得出这两个生态变量值的基础上，在这两种反差值间，形成一个关于生态修复工程的实施后包络图;然后，对生态水利工程实行反馈调整式的设计方法，该方法主要通过设计、执行、监测、评估、调整这五个环节不断反复循环的过程，使设计方案不断调整优化并最终形成对生态系统影响最小的最优方案，以确保原有生态系统不被破坏。这种反馈调整式的生态水利工程设计是建立在监测基础上通过对工程方案和周边环境之间的影响变量进行评估，继而定量评估水利工程建设对环境和生态群落的影响程度，最后在上述基础上进行调整的总体方案设计。这样的水利工程设计方法能从根源上尽可能地减少水利工程对附近生态环境的破坏。除此之外，还可以通过人工植被种植、鱼、鸟类和其他本地物种的引入等方法修复水利工程建设对生态环境造成的影响。生态水利工程设计和实施中应把握的重点应该是提高异构性河流的形式，尽可能使它符合自然河流地貌学的原理，为保护生物群落多样性的提供条件。

　　2、最大化发挥生态系统的自我修复能力

　　古老的中国传统哲学，注重人与自然的和谐，一直到当代，大家依然秉承着老子提倡的：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。因为，这反映了崇尚自然，遵循自然法则的哲学的建筑理念，任何事物之间都是相互作用、相互牵制的，这也体现了当代社会和谐共存的发展理念。

　　在进行生态水利工程的设计过程中，要充分发挥生态系统的自我修复能力。这指的是要在原有的生态系统中自然存在的组织功能以及自我修复功能的基础上进行辅助性的加工设计，以达到人力与自然力相互和谐在生态水利工程设计过程中，应充分了解流域的水质、土壤、地貌、水文特征和植被种类、生物种类及其密度等生态属性，通过对相似自然属性地区及本地其他成功案例和反面案例进行挖掘和比较，从而采取最符合当地自然属性和特色的工程措施和物种选取及培育措施，避免对原有生态系统造成伤害，从而最大化地保有生态系统的自我修复能力。建造生态水利工程是为了更好地适应环境的变化，而不是改造环境，所以在进行水利工程建设时，应当放下用人类的力量去改造大自然”的观念。相反的，人类应因地制宜，顺应自然的原始属性和规律，引导其在不危害人类生命和财产安全的框架内发挥出自身的蓬勃力量来为人类社会服务，实现人类与自然环境的和谐共赢。

　　三、河道生态综合治理工程建设

　　传统的治河工程只限于对河流本身的治理，而忽略了河流与周围生态系统环境的关系，忽视了河流自身调节系统和自我组织能力。与之对应的是，目前更受推崇的河道生态综合治理工程则考虑了河流与周围生态系统的结合，在建设前充分地对方案进行分析和规划。在进行常规的监测及评估外，还要对相关范围内的生态系统进行调查研究，了解它们之间的依存关系，只有明确了这些关系才能针对其特点提出更合理的建设改造计划。1、防洪工程规划原则。防洪工程的规划应从防灾减灾、经济效益和生态效益三方面进行综合考虑，在保证行洪安全的前提下，权衡土地开发利用需求和生态环境保护两者之间的关系，进行工程方案经济效益和生态效益评估和比较，从而选择出双赢的可持续发展方案。

　　2、堤线的去人工化和堤型多样化。堤线和堤型的完美结合是河流形态多样化及生物物种多样化的必备条件，河流形态在一定程度上影响和抉择生物物种的形成。因此，在堤线布置中应该最大限度地保留江流湖泊原有的自然形态，保留其曲折分散的状态，尽量不破坏其特点，避免造成对生物物种和整个生态系统的破坏。堤型选择上，应在满足工程稳定等安全条件的同时，充分考虑生态系统的保护和修复需求，最大可能地运用当地材料，选用符合当地审美习惯的多样性堤型结构。

　　3、河岸防护。河道治理工程对生态系统的最大冲击点是水陆交接地带的河岸防护结构。水陆交界地带是水生物繁殖的重要地带，是动物觅食、繁衍后代、避难的重要场所，也是陆地生物与水生物之间的迁移地带，是至关重要的区域。因此，在河岸防护工程中应该着重以人与自然可持续发展的生态建设为基点，结合自然景观与人文景观相协调的景观设计模式，在满足工程安全稳定的前提下，最大化地保护生态景观和生物物种的多样性。在河岸防护和堤防结构中，应最大限度避免使用硬质不透水材料，而更多地使用渗透性强的多孔混凝土结构和自然材质的柔性结构，为生物生长、繁衍提供条件。

　　4、河岸绿化和景观设施。河道两岸的绿化及景观设施是关系到沿河居民生存环境的大事，因此，如在河道绿化建设中充分体现生态性与景观性，往往是河道生态综合治理工程的点睛之笔。

　　应在原有自然河岸的基础上进行改造，可更多地使用园林绿化和生态绿化的手法，如水生、湿生，中生性河岸带植物种类的大量应用和互相搭配，使河道两岸绿化布局显得层次分明，色彩丰富。在绿化品种的配置上，也应更趋本地化和多样化。

　　结束语

　　河流生态系统也就是河流水体的生态系统，是属于水生态系统中的一种，也是陆地与海洋联系的重要纽带，其在生物圈物质循环中起着至关重要的作用。传统水利工程目的只是改造并控制河流，从而满足人们利用水资源及防洪防涝等多方面的需求。可持续发展这一词语的出现，让人们开始思考传统水利工程的弊端，同时开始寻找能更好地处理好人类与河流生态系统关系的新型河道治理工程形式。

　　作者：张然然 来源：信息周刊 2014年52期