生态工程基本原理优选九篇

引言：易发表网凭借丰富的文秘实践，为您精心挑选了九篇生态工程基本原理范例。如需获取更多原创内容，可随时联系我们的客服老师。

第1篇

一、教学目标

1、简述生态工程的概念；

2、简述生态工程的基本原理。

3、举例说出生态工程建设的实例。

二、教学重点难点

教学重点

1、简述生态工程的原理，举例说出各原理的内容；

2、尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。

教学难点

尝试运用生态工程原理，分析生态环境问题及解决对策。

三、教学过程

1、创设生动情境，激活学生学习动机。

教师：讲新课前给同学展示长江流域的洪水照片资料，随着经济建设的快速发展，环境问题也日渐突出。请大家结合生活实际，简要分析洪水给人们的生活带来哪些灾害。

学生：房屋倒塌，土地被淹，造成巨大的经济损伤问题……

教师：刚才大家发言很踊跃，体会很真切，这些是环境破坏的结果，那除了这些环境问题，同学们还能想到哪些环境问题呢？

学生：雾霾、地震、酸雨、冰雪融化……

教师：环境问题很严峻而且有是全球性的，可见，爱护环境，人人有责，那么，如何保护环境呢？

2、引入生态工程的概念

师：1989年联合国会议提出了“可持续发展”的内涵：经济发展不仅要满足当代人的需求，还要不危害后代人的发展能力。旨在解决环境与经济发展协调问题的一门新学科——生态工程应运而生。请同学们阅读课本p105右下角的一段文字，思考“生态工程的操作对象？生态工程的目的？原理？特点？”同学们以小组为单位，进行自主学习和讨论

学生：生态工程的概念：人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通系统设计、调控和技术组装，对已被破坏的生态环境进行修复、重建，对造成环境污染和破坏的传统生产方式进行改善，并提高生态系统的生产力，从而达到自然环境与经济和谐发展的目的。

教师：为什么我们要进行生态工程建设呢？通过下面一个例子我们来了解一下生态工程相比传统经济模式有哪些优点。分析这两幅图的不同点，哪个生态系统的能量能够更多地被人类所利用?

为什么?

学生：图b比图a多了生产者的成分，能量得到充分利用。

教师：图b所示生态系统中流向分解者的能量还有一部分以生活能源的形式被人类再度利用，因此，该生态系统实现了能量的多级、充分利用，提高了能量的利用率。可见，生态农业使废物资源化，提高能量转化效率，减少环境污染。与传统的工程相比，生态工程是一类少消耗、多效益、可持续的工程体系。

3、生态工程的基本原理

教师：为了达到少消耗、多效益、可持续的目的，生态工程建设过程中势需要遵循一定的基本原理

请大家阅读课本p109页，思考我们的祖先如何长时间维持土壤肥力，引出物质循环再生原理。

学生：我们的祖先通过积极种植能够固氮的豆科植物，以及收集一切可能的有机物质，包括人畜粪便、枯枝落叶、残羹剩饭、河泥、炕土、老墙土以及农产品加工过程中的废弃物等，采用堆肥和沤肥等多种方式，把它们转变为有机肥料，施用到农田中，改善了土壤结构；培育了土壤微生物；实现了土壤养分加氮、磷、钾及微量元素的循环使用。

教师：“无废弃物农业“是我国古代传统农业的辉煌成就之一，也是生态工程最早和最生动的一种模式。所以生态工程建设过程中要遵循的第一个原理是物质循环再生原理

教师：我们学了物质循环再生的原理，你知道物质循环的主渠道是什么吗？如果食物链过于单一，很可能会使渠道不畅。请大家看p110的资料4，思考下面的问题。为什么樟子松林的松毛虫会肆虐，几十亿株杨树会毁于一旦？而珊瑚礁区却能够在养分稀少的深海中，保持着很高的生物多样性？

师生共同总结：物种越丰富，生态系统的自我调节能力越强，生态系统的抵抗力稳定性越强。因此，我们生态工程建设的第二个原理——物种多样性原理。

教师：同学们说得很对，我们在进行生态工程建设时应该遵循物种多样性原理，但是如何选择物种，是不是随意的增加新物种呢？这时候我们还需要考虑生物与环境的协调与平衡。另外，我们能不能为了保护环境，而不顾及农民的收入呢？那我们如何合理地设计生态系统才能全面解决这些问题呢？展示图片资料，请同学们小组合作分析：西北地区

“灰色长城”例子以及如果在西北地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？

学生：两个例子说明生态工程建设过程中要因地制宜，考虑环境的承载力。

教师：也就是说生态工程建设过程中要遵循生物与环境的协调与平衡原理。其实，进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更重要的是，要考虑到经济和社会等系统的影响力。另外，社会习惯、法律制度等也都对生态工程建设有着重要影响。请同学们阅读课本P112的一段文字，加深理解生态与经济的关系，只有把生态与经济结合起来，才能从根本上达到造林与护林的目的。可见，自然-社会-经济是一个复合系统，所以生态工程建设过程中还要遵循整体性原理，只有应用整体性原理,才能统一协调当前与长远、局部与整体、开发与环境建设之间的关系，保障生态系统平衡和稳定。同学们阅读课本P112最后两段话，思考生态工程建设过程中还需要遵循什么原理，以计算机网络结构示意图为例，还能举出别的例子吗？小组讨论。

学生：系统学和工程学原理中的系统结构决定功能原理，通过改善和优化系统结构，从而达到功能改善的效果，我国南方的桑基鱼塘也运用了这个原理，达到了高效的利用资源的目的。

教师：生态工程建设过程中在遵循系统学和工程学原理时还要考虑系统整体性原理，比如珊瑚礁形成的高效营养体系，得益于系统各组分之间要有适当的比例关系，只有这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通，并且实现总体功能大于各部分之和的效果，即“1+1>2”。同学们还能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗？

学生：豆科作物和固氮菌的共生，固氮菌为豆科作物提供氮素，而豆科作物为其提供能量和其他营养，当把它们分开时，两者的生长都要受到损害。

教师：所以为了维护环境，生态工程建设过程中要遵循以上五大原理。

4、小结：1.生态工程的概念？

2.生态工程的优点？

3.生态工程遵循的原理

1）.物质循环再生原理

2）.生物多样性原理

3）整体性原理

4）生物与环境的协调与平衡原理

5）系统学和工程学原理

① 系统结构决定功能原理

②系统整体性原理

5、板书设计

1.生态工程的概念

2.生态工程的优点

3.生态工程遵循的原理

第2篇

关键词：生态；水利工程；设计；原则

中图分类号：TV：文献标识码：A：文章编号：1673-9671-(2012)022-0192-01

随着生态文明建设步伐的不断加快，水利工程的设计和施工也越来越朝向生态化的方向发展，生态水利工程已经成为一个既定的概念映入人们的脑海，如何实现生态水利工程的设计是人们关注的重点。

1生态水利工程概述

为了使读者能够对生态水利工程有一个全面的认识，以下将分别从生态水利工程的分类、生态水利工程的功能以及生态水利工程的特点两个方面来对生态水利工程做概要说明。

1）生态水利工程的分类。为了消除水患以及开发水资源而修的水利工程需要修建水闸，堤坝等不同水工建筑物，来有效的实现其目标，其中生态水利工程可以进行如下分类：①按期服务的防洪水利工程，比如长江三峡工程等；②农田水利工程，比如小浪底工程等。

2）生态水利工程的功能。①生态水利工程可以提高河道的蓄水能力，满足人们的日常生活用水及农田用水。随着社会的发展以及人口的剧增，人们对于水资源的需求与日俱增，所以说个地方政府在河流都建立起各种水利工程控制，调节水量以及开发和利用水资源，从而可以提高河道的蓄水能力，满足人们的日常生活用水及农田用水；②生态水利工程具有非常显著的经济效益。除这两项最基本的功能外，水利工程还可以在汛期进行防洪，发电、发展航运，旅游以及养殖渔业等需求，显然经济效益会十分的显著；③生态水利工程具有很好的防洪排涝的功效。水是人类在生活和生产中必不可缺的珍贵资源。但其人类真正能利用的水却只占地球总水量中很小的一部分，并不能完全符合人类的需求，水的存在直接就推动了巨大的经济、社会双效益。对于生态而言，也同样具备了积极地作用，通过对水量的调节合理支配水资源，可以使河流长期的处在一个平稳的状态，有效防止旱汛不均问题所造成的断流或者是洪灾，而且可以使污水再蓄水库中有一个沉淀的过程，就干旱与半干旱为例，可以此地区生态环境得到良好的改善，使其充分地发挥了本身的调节功能，从而促进了经济和社会不断发展。只有在修建了水利工程的前提下，才能控制水流的平稳状态，防止旱涝灾害的发生，并通过对水量的分配和调节来满足人民生产生活的需要。

3）生态水利工程的特点。水是人类日常生活中不可缺少的珍贵资源，但其存在的并不能符合人类对它的需求，所以我们要想更好地节约水，利用水，就要修建生态水利工程。设计在修建生态水利工程是尤为重要的因素。其中生态水利工程的特点如下：①有很强大的综合性和系统性，统一流域及地区所组成了单项水利工程，它们相互联系，相互制约，既紧密又相互矛盾。水利工程与其他也与国民经济紧密相关，详细的综合分析才可以获得最佳方案；②建设水利工程，对环境也有影响，水利工程不仅对经济社会发生影响，而且也影响着江河湖泊以及生态环境，气候等。这种影响有利也有弊。设计规划时一定评估出利弊关系，使其消除弊端，充分发挥水利工程本身的积极作用；③建设水利工程的任务难度大，很难掌握自然条件下对施工建设的影响，其建筑比一般的建筑物更为复杂；④水利工程的效益具有不确定性，每一年的水文状况都不会完全相同，所以利害每年也不相同。因此，制定合理的水利工程机制，就必须统筹兼顾以减少不利影响，实现经济社会环境效益；⑤一般水利工程都是规模很大，难度大，因此所需要的资金也比较多，另外工期也长，所以工程施工时一定要充分考工程的实际环境和需求。

2生态水利工程设计和修建中的注意事项

结合大量的生态水利工程的实践，笔者总结认为，生态水利工程在设计和修建中需要做好如下几个方面的注意事项。

1）修建的水利工程可以同时为多种目标服务的水利工程，而且在建设生态水利工程时一定要遵循生态学的原理，以及生态平衡的相关要求和相应的自然规律。

2）生态水利工程的修建要从保护生态的角度出发进行水利工程建设，必须要满足可持续发展以及良性循环的水利体系，从而达到人与自然能够和谐相处。

3）考虑到水利与生态系统之间的紧密联系。生态水利工程的建设可以使生态系统发生变化的关系。因此，在进行生态水利工程建设的过程，要对水资源进行合理利用和开发，在提高水资源利用效率的前提条件下，要采取有效举措来充分保证生态系统的稳定和生态系统自身的良性发，这同时也在要求，在进行生态水利工程修建时必须把人与水体当作为一个整体去考虑问题，同时也要兼顾到人与自然共同的需求。

4）合理的做好生态水利工程设计、规划、施工以及相应的工程运作机制控制工作。在有效完成以上工作的基础上，达到改善和优化生态系统的目的，同时使相关的自然资源可以得到持续和反复的利用，真正实现人类社会的可持续发展。

3生态水利工程设计的基本原则

生态水利工程的设计最显著的一个原则就是在设计时一定要凸显其生态性，这是生态水利工程的本质体现，除此之外，生态水利工程的设计还需要遵循协调性，系统性和安全性的原则，以下将分别给予详细的说明。

1）生态水利工程设计的基本原则之协调性原则。所谓的协调性原则，就是要确保水利工程要与周边环境协调统一，我们不要着急的去建设，而是要与周围环境实现和谐统一，只依靠人的力量是不可能控制自然的。与世界上没有两个相同的指纹一样，世界上是没有完全相同的两条河，每一条河都有自己独特的一面，所以我们在建设生态水利工程的时候，要具体问题具体分析，充分考虑周围环境因素，更好地控制水的时间与空间的分布，防止灾害发生，也为工农业及人们日常生活的正常需求提供了保障，如果违背了自然界的规律，那么灾难就会来临。

2）生态水利工程设计的基本原则之系统性原则。在设计整个生态水利工程的过程中，必须系统性的设计好，在设计时要充分考虑到自，然环境的易变性，不确定性，水域生态系统是在时间与空间不断收缩或不断发展的动态系统，河流生态系统属于一个开放的系统，随时都与周围生态系统进行物质循环以及能量传递。一条河流是不能孤立存在的，它在生态修复中必须与相邻的流域相互协调，必须从全局出发，综合的，系统的进行讨论，才能得到最佳方案。

3）生态水利工程设计的基本原则之安全性原则。在建设生态水利工程的时候，必须要从根本出发，考虑多方面因素，其中安全因素是非常重要的一环，生态水利工程作为一项综合性工程，有航运、防洪、发电以及抗旱等相关的功能需求，因此，在进行生态水利工程的设计时，必须要符合工程学的相关原理，同时还要符合工程力学以及水文学的相关规律，有效确保生态水利工程的各项安全。

人们对生态文明的追求，促使水利工程也不得不向生态化的设计方向发展，然而由于水利工程作为一项综合性的工程，其所要满足的功能需求比较多，而且涉及的面也比较广，所以在进行生态水利工程的设计时一定要严格遵循各项设计原则，这是有效发挥生态水利工程各种功能的重要前提。

参考文献

[1]张爱玲.浅析生态水利工程的设计原则[J].沿海企业与科技,2008,10.

第3篇

关键词：生态 水利 工程 设计 原则

水利工程对经济与社会发展的巨大作用勿庸置疑。但是也必须看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的干扰【1】。水利工程对于河流生态系统的胁 迫主要表现在两方面：一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形态直线化，即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流。包括河道横断面几何 规则化，即把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断面。还包括河床和边坡材料的硬质化，即渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。二 是指自然河流的非连续化。筑坝是顺水流方向的河流非连续化，流动的河流生态系统变成了相对静止的人工湖，流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变 化。库区内原来的森林、草地或农田统统淹没水底。陆生动物被迫迁徙。水库形成后也改变了原来河流营养盐输移转化的规律。由于水库截留河流的营养物质，气温 较高时，促使藻类在水体表层大量繁殖，产生水华现象。藻类蔓延遮盖住大植物的生长使之萎缩，而死亡的藻类沉入水底，在那里腐烂的同时还消耗氧气。溶解氧含 量低的水体会使水生生物“窒息而死”。由于水库的水深高于河流，在深水处阳光微弱，光合作用也弱，导致水库的生态系统比河流的生物生产量低，相对要脆弱， 自我恢复能力弱。河流泥沙在水库淤积，而坝下清水下泄又加剧了对河道的冲蚀，这些变化都大幅度改变了生境。由于靠水库进行人工径流调节，改变了自然河流年 内丰枯的水文周期规律，即改变了原来随水文周期变化形成脉冲式河流走廊生态系统的基本状况。最后，众所周知，不设鱼道的大坝对于洄游鱼类是致命的屏障。另 一类非连续化是由于河流两岸建设的防洪堤造成的侧向水流的非连续性。堤防妨碍了汛期主流与岔流之间的沟通，阻止了水流的横向扩展。堤防把干流与滩地和洪泛 区隔离，使岸边地带和洪泛区的栖息地发生改变。原来可能扩散到滩地和洪泛区的水、泥沙和营养物质，被限制在堤防以内的河道内，植被面积明显减少。鱼类无法 进入滩地产卵和觅食，也失去了避难所。鱼类、无脊椎动物等会减少，导致滩区和洪泛区的生态功能退化。

概况地讲，被改造过的河流生 态系统是由三个子系统组成。即：由动物、植物和微生物组成的生命系统，这是生态系统的主体。广义的水文系统，包括地表和地下水体、土地、气候系统等。再有 就是工程设施系统，这是人类改造河流的结果。后面两个子系统组成生境，是生命支持系统。由于水利工程系统改变了河流形态，水库调度运行又改变了原有的水文 规律，造成河流生态系统的生境变化，其结果可能造成河流生态系统生物群落多样性的下降，使生态系统退化。

对于水利工程对河流生态系统的胁迫，应该采取正视而不是回避的态度。传统意义上的水利工程学作为一门重要的工程学科，以建设水工建筑物为手段，目的是改造和控制河流，以满足人们 防洪和水资源利用等多种需求。现代科学发展使我们认识到，传统意义上的水利工程学在力图满足人的需求时，却在不同程度上忽视了河流生态系统本身的需求。而 河流生态系统的功能退化，也会给人们的长远利益带来损害。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人 类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象 是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学的理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水 利工程的规划及设计理论，形成水利工程学的新的学科分支－生态水利工程学（Eco-Hydraulic Engineering）。生态 水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学【2】 【3】。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严 重干扰河流重点进行生态修复。

生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）以及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建 设的主要手段之一。图1表示了生态水利工程在河流生态建设中的地位。图中右侧表示人类活动对自然河流生态系统的干扰过程，左侧表示人类活动对扰的河流 生态系统的修复过程。

这里讨论的生态水利工程学的基本原则也是生态水利工程规划设计的基本原则，笔者试归纳为以下五项内容。

1．工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一种综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求，也要兼顾生态系统可持续性的需求。 生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久 性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考 虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济 合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中需要进 行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

2.提高河流形态的空间异质性原则

有关生物群落研究的大量资料表明，生物群落多样性与非生物环境的空间异质性（spacial heterogeneity）存在正相关 关系。这里所说的“生物群落”是指在特定的空间和特定的生境下，由一定生物种类组成，与环境之间相互影响、相互作用，具有一定结构和特定功能的生物集合 体。一般所说的“生物群落多样性”指生物群落的结构与功能的多样性。实际上，生物群落多样性问题是在物种水平上的生物多样性。

非生物环境的空间异质性与生物群落多样性的关系反映了非生命系统与生命系统之间的依存和耦合关系。一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生 境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统的某种 程度的退化。

河流生态系统生境的主要特点是：水－陆两相和水－气两相的联系紧密性；上中下游的生境异质性；河流纵向的蜿蜒性；河 流横断面形状的多样性；河床材料的透水性等。水－陆两相和水－气两相的紧密关系，形成了较为开放的生境条件；上中下游的生境异质性，造就了丰富的流域生境 多样化条件；河流纵向的蜿蜒性形成了急流与缓流相间；河流的横断面形状多样性，表现为深潭与浅滩交错；河床材料的透水性为生物提供了栖息所。由于河流形 态异质性形成了在流速、流量、水深、水温、水质、水文脉冲变化、河床材料构成等多种生态因子的异质性，造就了丰富的生境多样性，形成了丰富的河流生物群落 多样性。所以说，提高河流形态异质性是提高生物群落多样性的重要前提之一【4】。

由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造 成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度的退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样 性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其它生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河 流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流地貌历史和现状进行勘查和评估。 包括河流与相关湿地、湖泊的形状与构成、水下地形勘测、水位变化幅度、河流平面弯曲度、河流横断面形状及河床材料、急流与深潭比例、河床的稳定性及淤积及 侵蚀状况等，建立河流地貌数据库。河流生物调查，包括植物、鱼类、鸟类、两栖动物和无脊椎动物等的物种分布地图以及规模和存量，建立生物资源数据库。遥感 技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。

关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因 子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转 化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分 类和评估。需要强调的是，在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地设计。

3．生态系统自设计、自我恢复原则

有关生态系统的自组织功能的讨论始于上世纪60年代，以后有不同学科的众多学者涉足这个领域。以各种不同形式构成的自组织功能，是自然生态系统的重要特征。

生态学用自组织功能来解释物种分布的丰富性现象，也用来说明食物网随时间的发展过程。生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种 的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。在这种情况下，生境就可以支持一个能具有足 够数量并能进行繁殖的种群。自组织功能原理与达尔文的进化论有相似之处，只是研究的尺度不同而已。达尔文的进化论研究是在地球生物圈所有种群的尺度上进行 的，而自组织功能是在生态系统中种群之间发生的。

生态系统的自组织功能对于生态工程学的意义是什么呢？& nbspH.T.Odum认为：“生态工程的本质是对自组织功能实施管理。”（1989）【5】。Mitsch认为：“所谓自组织也就是自设计” （2004)【6】。将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建 筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或 者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人 工与自然力的贡献各占一半【7】。

我国古代传统哲学注重人与自然的和谐相处，老子主张：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。 反映了一种崇尚自然，遵循自然规律的哲学观。在建筑理念方面，提倡“工不曰人而曰天，务全其自然之势”（《管氏地理指蒙》），“虽由人作，宛自天开” （《园冶》），都提倡一种效法自然，依靠自然的思想。国际生态学界一些学者认为，系统生态学的哲学理念应该追溯到公元前11世纪中国的周代。其中“阴阳五 行”、万物竞争共存和相生相克等哲学思想，体现了促进与抑制，成长与腐朽，合成与异化之间的平衡与转化，这些正是现代生态学的哲学基础。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控 制自然界是不可能的，这种一厢情愿的企图最终往往归于失败。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球 上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生 态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

要区分两类扰的河流生态系统。一类是未超过本身生态承载力的生态系统，是可逆的。当去除外界干扰即卸荷以后，有可能靠自然演替实现自我恢复的目标。另 一类是被严重干扰的生态系统，它是不可逆的。在去除干扰即卸荷后，还需要辅助以人工措施创造生境条件，再靠发挥自然修复功能，有可能使生态系统实现某种程 度的修复。这就意味着，运用生态系统自设计、自我恢复原则，并不排除工程师和科学家采用工程措施、生物措施和管理措施的主观能动性。转贴于 4．景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。

所谓“整体性”是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

这里说的“景观”（landscape）是指生态学中的景观尺度。关于生态学的尺度问题，O’Neill，认为：“生态学不可能建立在单一的时空尺度 上，它应该适应所有尺度的调查研究。”（1986）【8】。按照这种观点，尺度和层次成为生态学发展的关键。目前生态学理论把生物圈划分为11个层次， 依次是生物圈、生物群系、景观、生态系统、群落、种群、个体、组织、细胞、基因和分子。景观的尺度如何掌握？景观尺度包括空间尺度和时间尺度。

为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。一条河流的广义水文 系统包括从发源地直到河口的上中下游地带的地下水与地表水系统，流域中由河流串联起来的湖泊、湿地、水塘、沼泽和洪泛区。广义水文系统又与生物系统交织在 一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素 之间的相互关系进行综合、整体研究。如果仅仅考虑河道本身的生态修复问题，显然是把复杂系统简单割裂开了。

其次，必须重视水域生 境的易变性、流动性和随机性的特点，表现为流量、水位和水量的水文周期变化和随机变化，也表现为河流淤积与侵蚀的交替变化造成河势的摆动。这些变化决定了 生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。生态系统的变化范围从生境受到限制时期的高 度临界状态到生境扩张时期的冗余状态。

再者，要考虑生境边界的动态扩展问题。由于动物迁徙和植物的随机扩散，生境边界也随之发生 动态变动。Gosselink(1990)在研究水域生态系统物种管理的尺度问题时认为，对于给定需要修复的物种，考虑的范围应是这个物种的分布区 【9】。举例来说，为便于理解，可以借用“流域”这个概念，比如一个地区野鸭的种群也有一个“鸭域”。所谓“鸭域”的范围应该包括物种个体在恶劣的条件下 迁徙到的任何地方以及支持此物种的生态系统。这个范围的边界，应划定在某特定物种经常利用的一个很大的空间内。如果进一步扩展，还应该包括所谓“临时生 境”，指在自然界对于物种产生胁迫的时期，成为该物种的避难所的地区。如果这个地区有若干种标志性动物，那么物种管理的范围边界将是这些物种“域”的包络 图。另外，还要考虑流域之间的协调问题。考虑到河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能 是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调，

最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过 程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。需要对历史资料进行收集、整理，以掌握长时间尺度的河流变化过程与生态现状的关系。河流生态修复是靠时间作工作 的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15到20年的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

需要说明的是，对于规划、评估、监测这些不同的任务，工作对象的空间尺度可能是不同的。监测工作应该在尽可能大的尺度内进行。比如修复一块湿地以吸引鸟 类，经过一年或者更长的时间均告失败。这就需要考虑是否有质量更好的生境吸引了候鸟而改变了它们的迁徙路线，监测工作可能在大陆的范围内开展。而评估工作 可能在跨流域的尺度上进行。规划工作的尺度可能是流域或河流廊道。所谓“河流廊道”（River corridor）泛指河流及其两岸与 生物栖息地相关的土地，也有定义其范围为河流与对应某一洪水频率的洪泛区。至于河流修复工程项目的实施，一般在关键的重点河段内进行。

5．反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统 有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代 替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求 最终形成一个健康、可持续的河流生态系统【10】【11】。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期 的目标发展，可能出现多种可能性。最顶层的理想状态应是没有外界胁迫的自然生态演进状态。在河流生态修复工程中，恢复到未受人类干扰的河流原始状态往往是 不可能的，可以理解这种原始状态是自然生态演进的极限状态上限。如果没有生态修复工程，在人类活动的胁迫下生态系统的进一步恶化，这种状态则是极限状态的 下限。在这两种极限状态之间，生态修复存在着多种可能性。针对具体一项生态修复工程实施以后，一种理想的可能是：监测到的各生态变量是现有科学水平可能达 到的最优值，表示生态演进的趋势是理想的。另一种差的情况是，监测到的各生态变量是人们可接受的最低值。在这两种极端状态之间，形成了一个包络图。一项生 态修复工程实施后的实际状态都落在这个包络图中间。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了 自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式 的设计方法。是按照“设计－执行（包括管理）－监测－评估－调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物 监测和水文观测。这就需要在项目初期建立完善的监测系统，进行长期观测。依靠完整的历史资料和监测数据，进行阶段性的评估。评估的内容是河流生态系统的结 构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比 较。评估的结果不外乎有几种可能：1）生态系统大体按照预定目标演进，不需要设计变更；2）需要局部调整设计，适应新的状况；3）原来制定的目标需要重大调整，相应进行设计。

在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

Design Principles of Eco-hydraulics Engineering

Abstract :The concept of eco-hydraulic engineering is proposed.

It integrates the technology of hydraulic engineering with ecology.

Based on the analysis of stress of hydraulic engineering on river

ecosystem the requirements for ensuring healthy ecosystem and

sustainable development for river are suggested.These requirements

include the principles in five scopes: engineering safety and

economy， spatial heterogeneity of river morphology， self-design

and self-restoration of ecosystem， landscape scale and integrated

river ecosystems restoration and design methodology process based

on feedback and adjustment.

参考文献

【1】董哲仁，水利工程对生态系统的胁迫[J]，水利水电技术，2003年7期，

P1-5

【2】 ASCE River Restoration Subcommittee& nbspon Urban Stream Restoration，

Urban stream Restoration[J]，Journal of Hydraulic Engineering ASCE，

July 2003， pp 491-493

【3】董哲仁，生态水工学的理论框架[J]，水利学报， 2003年第1期P1-6

【4】董哲仁，河流形态多样性与生物群落多样性[J]，水利学报，2003年第11期，

P1-7

【5】Odum， H. T. 1989. Ecological engineering and self-organization[D].

Pages 79-101. In: W. J. Mitsch and S. E. Jorgensen， eds.， Ecological

Engineering: An Introduction to Ecotechnology. Wiley， New York.

【6】 Mitsch W. J.& Jorgensen S E.， Ecological Engineering and Ecosystem

Restoration[M]. PP 134-137， Published by John Wiley& Sons， Inc.，

Hoboken， New Jersey， 2004

【7】董哲仁，荷兰围垦区生态重建的启示[J].中国水利，2003年11A期，P45-47

【8】O’Neill， R.V.， D.L.DeAngelis， J.B. Waide， and T.F.H.Allen. 1986.

A Hierarchical Concept of Ecosystems[M]. Princeton University Press，

Princeton， NJ.153pp

【9】Gosselink，J.G.， 1990， Landscape Conservation in a forested Wetland

Watershed[J]. Bioscience 40:588-600

【10】 Mitsch， W.J. and J.G.Gosselink. 2000. Wetland[M]， 3rd ed. Wiley，

New York.920pp.

【11】董哲仁河流生态恢复的目标[J].中国水利，2004年第10期，P1-5

【12】董哲仁美国基西米河生态恢复工程的启示，水利水电技术，2004年第9期，

第4篇

关键词：生态水利工程；区别；设计原则

中图分类号：TV21 文献标识码：A 文章编号：1001-828X（2014）08-00-01

近年来我国各地区的水利工程发展较快，取得了不少成绩，但是水利工程的建设导致了许多流域水资源分配的不均一，产生了许多生态环境问题，例如过量引用河流水资源或修建水库导致下游缺水甚至断流、水体自净能力下降等问题。水利工程引发的生态环境问题危害河流区域经济社会的可持续发展，人们开始全面的、深入的认识水利工程给人类和生态所带来的影响。生态水利工程是基于生态设计的水利工程，可以有效的减少水利工程对生态环境的影响，文章就生态水利工程设计方面的相关问题进行阐述。

一、生态水利工程与水利工程的区别

水利工程是指人类通过工程措施对水资源的再分配，水利工程的主要目的是防洪、提供水源、防治作物旱涝渍灾害等，这些作用都体现了水利工程的社会性、经济性和资源性。生态水利工程的重点在于服务生态，是现代水利工程的重要标志。生态水利工程应有明确的生态服务目标和功能，在设计阶段，将水利工程所在流域的生态系统健康作为设计的核心内容。在生态水利工程的选址、布局、施工过程等方面充分考虑经济性以及其对环境的友好性，防止在生态水利工程建设过程中产生巨大的经济成本和环境成本，实现生态保护与社会经济的双赢。

二、生态水利工程存在的问题

1.缺乏对不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准

由于不同的生态系统存在地理的差异性，这就决定了生态水利工程具有因地制宜的特征。目前，针对生态水利工程的功能有一些理论评价方法和评价指标，但对一个具体的生态水利工程缺少可操作标准和评价方法，这与当前我国研究水利工程对生态环境影响的科学研究和相应科研成果较少有关。由于水利工程涉及工程力学的安全性与稳定性，因此我国对水利工程的结构建筑物实行了一系列的强制性标准，但是缺乏足够的技术标准规范生态服务的目标。

2.生态水利工程与原有水利工程设施难以协调运行

在一个流域内，一些新建的生态水利工程可能是在原水利工程设施上进行改造和优化设计的，如扎龙湿地补水工程、洪河国家自然保护区水资源恢复工程以及白洋淀湿地供水工程等生态水利工程，这些均是在原水利工程设施的基础上对其进行科学地配置，对区域的来水量进行重新分配或者对水的去向重新调整。生态水利工程的介入必然会影响原水利工程设施的服务对象和功能，甚至会给原水利工程的正常运行带来一定的风险。由于生态水利工程与原水利工程最为显著的差异是服务目标和功能，因此在设计和开发生态水利工程的同时，需要对原水利工程的服务目标和功能进行适当的调整，如何实现生态水利工程与原水利工程的协运行，是生态水利工程设计者应考虑的问题。

三、生态水利工程设计的原则

1.工程安全性和经济性原则

生态水利工程的设计不仅要满足人类对水资源的需求，也要保持生态系统的可持续性；生态水利工程的设计不仅要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的设施要符合工程力学和水文学的规律，以保证工程设施的安全性和稳定性；生态水利工程设施的设计不仅要充分考虑到其对洪水、冰冻、干旱等自然力荷载，也要充分考虑对河流泥沙输移、淤积以及河流侵蚀、冲刷的抵抗力，保证生态水利工程的耐久性。设计时应遵循风险最小和效益最大的基本原则，充分利用流域生态系统的自我恢复规律，争取以最小的投入获得最大产出。

2.提高河流形态的空间异质性原则

一个流域的生境空间异质性越高，意味着可以创造出更多的多样性的小生境，可以允许更多的物种共存。生态水利工程的目的是提高和恢复生物群落的多样性，我们不仅要依靠人工直接引进鱼类等其他生物物种或者种植岸边植被，生态水利工程也应该尽可能提高河流形态的异质性，为生物群落多样性的自我恢复创造条件。确定河流生态修复目标后，应该加强对河流进行生物调查、地貌历史以及现状进行评估和勘查，建立生物资源数据库和河流地貌数据库，然后从中识别出那些对生态系统的结构和功能具有重要意义的生物因子或环境因子，在此基础上对河流地貌和生物栖息地进行设计。

3.生态系统自设计和自我恢复原则

河流生态系统的自组织功能主要表现为河流生态系统的可持续性，生态水利工程与传统水利工程的很大的区别在于是否应用自组织原理。生态水利工程设计是一种辅设计或者说是一种指导性的设计，它是依靠河流生态系统自组织、自设计的功能，由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。每一项生态水利工程必须做到因地制宜，充分利用每一条河流的自然属性和价值，设计最佳的生态工程方案。在利用自设计理论的同时，也要充分利用本地物种，在引进外来物种的同时防止生物入侵。

4.景观尺度及整体性原则

从大景观尺度上开展对河流生态的修复，其效率较高，所以在设计河流生态修复的规划和管理应该从大景观尺度和保持可持续性的基础上进行。从生态系统的结构和功能出发，整体把握生态系统中各个要素之间的相互作用，提高河流生态系统的整体修复能力。河流生态系统是一个大系统，当其受到胁迫时需要对各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体的研究；河流生态系统也是一个开放的生态系统，它与周围生态系统进行能量传递和物质循环，所以说一个河流生态的修复活动不是孤立的，需要与相邻流域的生态修复活动进行协调，在设计生态水利工程时应充分考虑这些因素的影响。

参考文献：

[1]董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫[J].水利水电技术，2003（7）.

第5篇

关键词：生态水利工程；设计；原则

0引言

水利工程对于社会的发展起着不可或缺的作用，可以说水利工程是21世纪必不可少的一项工程，但是在修建水利工程是往往会对河流造成很多不良影响，使得这个地区的生态平衡被破坏，不利于可持续发展，因此国家提倡生态水利工程的建设，本文就以分析生态水利工程的基本设计原则为题，探讨生态水利工程的优点与建设原则。

1生态水利工程的基本概念

1.1生态水利工程简介

从名称可以看出，生态水利工程是与生态和水利工程都有关的一项工程，在传统的水利工程设计中，经常会出现对生态系统考虑不周到的问题，导致设计出来的水利工程在推动社会经济发展上起了很不错的作用，但在生态系统的维护上就不那么乐观了。随着科学的发展，为了解决传统水利工程的不足，水利工程在设计时就参考生态学的相关理论，使得水利工程中加入生态学的相关知识，进而使得水利工程与生态学相结合，这样就产生了一门全新的学科，那就是生态水利工程学。生态水利工程学是指在研究水利工程可以有效满足人类需求的前提下，兼顾水域环境生态系统的健康与可持续需求的理论和方法的工程学。

2生态水利工程的基本设计原则

2.1安全与经济性原则

任何工程都应该以工程的安全性原则作为第一原则，其次才是经济性原则。安全性原则是只这项水利工程在建成之后能够承受的自然灾害的能力，如洪水、风暴、极度严寒等自然灾害，由于水利工程的施工环境的影响，在进行水利工程设计时还要考虑河水的变化、底部河沙的移动、河水的侵蚀等因素，进而使得水利工程的设计变得更加的合理，使建造出来的水利工程经久耐用。经济性原则是指，由于生态水利工程建造的规模一般都比较大，规模越大，成本就越大，因此需要考虑的因素比较多，所需需要对各种因素进行考虑，制定不同的可实施的施工方案，并选择建造成本最低的方案，这样才有利于提高施工企业的经济效益。

2.2生态系统自组织和自我恢复原则

生态系统的自组织功能体现在生态系统的可持续性，通过自组织功能可以实现河流对于物种的自然选择，可以以保持各种生物于生态系统的友好关系，对比于传统的生态水利工程来说这可以说是一大创新。也就是说生态水利工程在满足传统水利工程所能提供的所有便利之外还能够进行自我恢复，使得在建造时被破坏的生态平衡在建成后还能够自我形成新的平衡，进而形成另一个完整的生态系统。

2.3最大程度保留河流环境多元化的原则

河流中除了水之外还有很多的动植物，建设水利工程时肯定会对这些动植物造成影响，极有可能会使河流中的某些生物没有生存的空间，因此在修建水利工程时应该要保障河流环境的多样化，使得河流里面不同的生物能够拥有生存的空间。河流生态环境的多样化不仅包括河流的水体环境，还包括了河流的土壤环境以及温度等气候环境。河流生态系统由水、气、固体三相相互作用形成的多样化生存环境，建造水利工程时会对河流的水流量、水质等产生影响，同时大坝是建造在河床之上，对于河床的地质条件也会产生影响，进而也会影响河流生态环境的多样化。随着水利工程建设的规模不断的增大，使得很多河流因为水利工程的建设使得其发生断流，河道改变，使得原本连续不断的河道变成了水库，导致河流走向单一化，对于某些需要回游进行繁殖的鱼类是十分不利的，这种情况长时间的不到改变的话会导致很多鱼类因为河流的改变而灭绝。因此为了避免这样的情况发生，在建造水利工程时要因地制宜，最大程度上保留河流原本的生态环境，为当地的物种提供生存和繁殖的环境。

2.4符合反馈调整式的设计原则

破坏生态系统的速度要远远比恢复生态系统的速度快得多，因此在建造完一项水利工程之后，当地的河流生态环境需要一个漫长的时间进行恢复，只有经历过较长的一段时间的恢复后才能使得当地的生态系统中的生物多样性、生态系统结构多样性等方面得到一定的恢复，只有当河流生态系统的结构多样化，才能够提高河流生态系统的抗逆性，才会有利于河流生态系统的稳定发展。在整个恢复的过程中，如果没有人类的干预，往往需要很长的年限，这会使得一些生物因此而灭绝，因为为了能够尽快使得生态系统恢复，人类可以通过河流环境的反馈信息进行相应的调整，进而加快恢复的进度。

3结论

人类在面对大自然的馈赠时要懂得感恩，不能够贪得无厌，就去现在的水利工程来说，建造水利工程无疑是会推动社会经济的发展的，但同时也会破坏自然环境，例如由于水利工程造成的洪涝灾害、水土流失等，很多鱼类天生是有回游产卵的习惯的，只有回到它出生的地方的那个环境才适合它们进行繁殖，而水利大坝的修建就会阻断它们回游的路径，使得它们在经历过大风大浪之后死在了拦河大坝之下，最后时间一久就会使这种物种走向灭绝，因此人类在设计水利工程时要结合生态学，建设全新的生态水利工程，以达到不破坏环境又能使人类受益的目的，这对于人类的可持续发展来说拥有很大的意义。

参考文献

[1]和谐社会离不开生态水利建设[J].王建立,薛青峰,张作记,安军.水利天地.2007(02)

[2]生态水利工程的基本设计原则[J].侯东平.中国水运(下半月).2015(06)

第6篇

【关键词】水利工程建设 生态环境 基本原则

中图分类号：TV 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―548―01

1、水利工程建设的现状

随着经济的发展以及社会人口的不断增加，水越来越被人们所重视，人们对水资源的需要日益增加，从另一方面想工，工业的进步会产生许多难处理的工业三废。，这些三废就会排放的水体里从而污染了水域，水利工程建设就显得尤为重要。现在的水利工程在调节农业的发展的同时反而污染了环境形成了恶性循环，造成了河流的形态发生了变化，河流的多样性降低，导致了生态系统的退化。总体来讲现在的水利工程的生态化是亟待建成的。

2生态水利工程的重要性

水利工程学是一门综合性的学科，它是由工程力学和水文学的综合。从它的组成来看它即需要有现代化的科学知识也同样需要水生态方面的知识。生态水利工程的建设重点是在生态方面，建成的目的是要它具有对河流生态系统的恢复的能力，对河流进行改造，从而达到一个健康的循环。

在水域生态系统紊乱的今天，建设好生态水利工程显得尤为重要而水利工程对水域系统的破坏性很大，所以在规划和施工过程中都要本着生态性原则进行操作，可以说生态水利工程以后将是水利工程学领域一项不可或缺的工程。

综上所述，水利工程对生态系统具有双重影响，要充分利用其正面影响，可以带来生活上的便利、经济上的发展、环境上的改善等等，利用不合理将会带来许多方面的危害。

3生态水利工程建设的基本原则

3.1水利工程建设要做到既安全又经济

生态水利工程是一种综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求，也要兼顾生态系统健康和可持续性的需求。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。同时施工方应当严格按照图纸要求操作，不得擅自修改，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性，在确保质量问题的前提下，做到合理利用材料、合理布置人员分布，避免浪费不必要的钱财。

3.2保持和恢复河流形态的异质性的原则

从对生物群落的大量研究资料表明，生物群落的多样性和生境空间异质性存在着正相关的关系，某个地区的生境空间异质性越高，就表示创造了多样性的小生境，能容纳的物种也自然多，生态水利工程旨在恢复或者提高生物群落的多样性，维持生物群落在一个稳定的基础上，但修复过程也不是人为的增加某些物种或者生物，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在生态水利工程的设计过程中，必须要有效的促进河流生态的空间异质性的提高，这样才能促进河流生态环境中物种的数量不断增加，从而促进生物群的多样性的回复。当确定河流生态系统的修复目标以后，需要对河流生态系统中的生物种类和密度进行详细的勘察，建立详细的资料库，同时对于河流的自然环境也要有详细的勘察，包括河流的水温、流苏、泥沙、营养盐的迁移转化等等，只有对自然生态环境有详细的掌握，才能为生物群落的生长创造最佳的条件，在此基础上实现河流生态系统的自我修复功能。生态水利工程在具备人们所期望的水利功能实现的基础上，依靠自组织的功能实现自我修复，依靠生态系统的自组织功能形成科学的河流生态环境，自我选择适合的生物物种，进而形成一个完整的河流生态系统。

3.3景观尺度及整体性原则

河流生态系统的恢复应当是建立在对景观的长期保持的基础上实现的，而且必须是大尺度和整体性的，并不是针对某一范围内的系统进行恢复，小范围的生态修复成功率较低，而且在生态系统的恢复效率方面也较低，所以，生态水利工程的设计过程中，必须要注重大尺度、整体性的修复。景观大尺度的原则包括空间尺度和时间尺度两种，而在河流系统受到威胁时，往往也会从这两个角度体现，所以需要对尺度的要素进行综合的研究，科学的掌握河流生态系统本身所具有的流动性、易变性等特点，对生物群落生存的基本条件进行整体性的创造与恢复，才能保证生态水利工程的运行与河流的动态演进过程保持一致，从而促进河流生态系统的恢复。

需要说明的是，对于规划、评估、监测这些不同的任务，工作对象的空间尺度可能是不同的。监测工作应该在尽可能大的尺度内进行。比如修复一块湿地以吸引鸟类，经过一年或者更长的时间均告失败。这就需要考虑是否有质量更好的生境吸引了候鸟而改变了它们的迁徙路线，监测工作可能在大陆的范围内开展。而评估工作可能在跨流域的尺度上进行。规划工作的尺度可能是流域或河流廊道。所谓河流廊道泛指河流及其两岸与生物栖息地相关的土地，也有定义其范围为河流与对应某一洪水频率的洪泛区。至于河流修复工程项目的实施，一般在关键的重点河段内进行。

3.4符合生态反馈调节的原理

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。最顶层的理想状态应是没有外界胁迫的自然生态演进状态。在河流生态修复工程中，恢复到未受人类干扰的河流原始状态往往是不可能的，可以理解这种原始状态是自然生态演进的极限状态上限。如果没有生态修复工程，在人类活动的胁迫下生态系统会进一步恶化，这种状态则是极限状态的下限。在这两种极限状态之间，生态修复存在着多种可能性。针对具体一项生态修复工程实施以后，一种理想的可能是：监测到的各生态变量是现有科学水平可能达到的最优值，表示生态演进的趋势是理想的。另一种差的情况是，监测到的各生态变量是人们可接受的最低值。在这两种极端状态之间，形成了一个包络图。一项生态修复工程实施后的实际状态都落在这个包络图中间。

结语：这片文章阐述了水利工程的现状、重要性。简单的介绍了生态水利工程建设的四项基本原则。生态水利工程的建设要在保证正常的生活生产的需要也要基于保护生态环境出发。这有利于实现可持续发展的原则。在为人类取得利益的同时，保护环境也是一个很重要的战略思想。在建设的过程中要通过科学家、管理者以及当地的居民的共同协商而得出一个较为合理的实施方案。

参考文献：

[1]谷晓昆 《对生态水利工程的规划设计基本原则的探讨》2004.

第7篇

关键词：生态水利工程设计原则

一、水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

二、生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

三、生态水利工程的规划设计原则

1、工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握，生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中进行方案比选，更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外，充分利用河流生态系统自我恢复规律，是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

2、提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

3、生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种的自然选择，也就是说某些与生态系统友好的物种，能够经受自然选择的考验，寻找到相应的能源和合适的环境条件。

将自组织原理应用于生态水利工程时，生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计，建筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中，建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同，生态工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能，可以由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明，人工与自然力的贡献各占一半。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时，要求工程师必须放弃控制自然界的动机，树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控制自然界是不可能的。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富，实现人与自然的和谐。需要强调的是，地球上没有两条相同的河流，每一条河流的特点都是各不相同的。因此，每一项生态水利工程必须因地制宜，充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值，寻求最佳的生态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子，也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时，需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度，防止生物入侵。

4、景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行，而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低，而且成功率也低。整体性是指从生态系统的结构和功能出发，掌握生态系统各个要素间的交互作用，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法，而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括空间尺度和时间尺度。为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划？首先，水域生态系统是一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统又与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。其次，必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点，这些特点决定了生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。再者，河流生态系统是一个开放的系统，与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环，一条河流的生态修复活动不可能是孤立的，还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调。最后，河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。河流生态修复是靠时间做工作的。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15~20a的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备，同时进行长期的监测和管理。

5、反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

在反馈调整式设计过程中，提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与，通过对话、协商，以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合，提高设计的科学性。

参考文献：

［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.

［2］董哲仁.生态水工学的理论框架［J］.水利学报，2003，（1）：1~6.

［3］董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性［J］.水利学报，2003，（11）：1~7.

［4］MitschW.J.，JorgensenSE.EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration［M］.2004：134~137.

［5］董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示［J］.中国水利，2003，（11A）：45~47.

［6］O’NeillR.V.，D.L.DeAngelis，J.B.Waide，etal.AHierarchicalCon－ceptofEcosystems［M］.PrincetonUniversityPress，Princeton，NJ.1986：153.

［7］GosselinkJ.G.LandscapeConservationinaforestedWetlandWater－shed［J］.Bioscience，1990，40：588~600.

第8篇

关键词：生态；水利工程；设计原则

中图分类号：TV文献标识码：A文章编号：

1．水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用，同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性，使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面，似应强调水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统的健康和可持续性。

2．生态水利工程

从学科发展角度看，现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学，水利工程规划设计主要对象是水文系统，往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法，促进水利工程学与生态学的交叉融合，用以改进和完善水利工程的规划及设计理论，形成水利工程学新的学科分支——生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支，是研究水利工程在满足人类社会需求的同时，兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是：对于新建工程，是指进行传统水利建设的同时（如治河、防洪工程），兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程，则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产（生态产业）及环境立法和资源管理一起，成为河流生态建设的主要手段之一。

3．生态水利工程的规划设计原则

3.1工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程，在河流综合治理中既要满足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、发电、航运等需求，也要兼顾生态系统的可持续性。生态水利工程既要符合水利工程学原理，也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律，以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。工程设施必须在设计标准规定的范围内，能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时，必须充分考虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河势变化规律，保证河流修复工程的耐久性。

3.2提高河流形态的空间异质性原则

一个地区的生境空间异质性越高，就意味着创造了多样的小生境，能够允许更多的物种共存。反之，如果非生物环境变得单调，生物群落多样性必然会下降，生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化，造成生态系统某种程度的退化。由于人类活动，特别是大规模治河工程的建设，造成自然河流的渠道化及河流非连续化，使河流生境在不同程度上单一化，引起河流生态系统的不同程度退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样性，但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其他生物物种，生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性，使其符合自然河流的地貌学原理，为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估，建立河流地貌数据库和生物资源数据库。遥感技术和地理信息系统（GIS）是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上，确定环境因子与生物因子的相关关系，必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。研究的内容包括：调查单个生物因子的基本需求，评估各种生物因子的相互关系和制约条件，对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分类和评估。在众多的环境因子中，识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子，在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地的设计。

4．生态防洪护坡创新中应重视的几个问题

(一)从政策上支持。长期的防洪护坡工程建设，人们已习惯于建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广，必然会遇到这样那样的阻力。因此，必须要有一定的政策支持，才能确保新一代护坡技术的广泛使用。

(二)既重视具体设计，又重视宏观视野。护坡设计看似简单，但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案，必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。

(三)重视科技创新。护坡是一种相对低技术含量的水利工程，如果大量引进采用国外产品，经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家，都江堰、灵渠、大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此，我们要重视科技创新，充分调动水利科技工作者的积极性，开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。

(四)材料的创新是关键。河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料，其成本占工程总费用的比例大。因此，一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新，加快开采、加工、运输各环节配套升级，制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策，将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。

(五)建设资源节约型护坡。受资源约束的矛盾日益突出，一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺，资源的利用和保护成为人民关注的焦点。1、重视可行性研究，减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆，不如尽量少建或非工程措施解决，有些河段完全可以这样做。如：河岸凸凹不平，边坡土质抗冲刷能力强的河段；河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段；土堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然，硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的，只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究，是实现资源节约的前提。2、开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约，仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大。必须开拓新的思路。首先，尽量减少可再生资源的使用量，其次考虑护坡的造价与使用年限。(1)尽量减少混凝土用量，优化采用天然石材，天然石材从经济及性能上看都具有优势。(2)提高预制混凝土构件的强度。强度提高了，可以阻止环境水的侵入，从而保证混凝土块的抗侵蚀性，增加了使用年限，使护坡的分摊成本小。

5．反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程，河流修复工程需要时间。从长时间尺度看，自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统有序性及内部稳定性都有所增加和提高，同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看，生态系统的演替，即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代替也需要若干年的时间，期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程规划设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构，力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。在河流工程项目执行以后，就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期的目标发展，可能出现多种可能性。

6．结束语

意识到生态系统和社会系统都不是静止的，在时间与空间上常具有不确定性。除了自然系统的演替以外，人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法，而是一种反馈调整式的设计方法。是按照“设计—执行（包括管理）—监测—评估—调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中，监测工作是基础。监测工作包括生物监测和水文观测。评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法，一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较，一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比较。

参考文献：

［1］董哲仁.水利工程对生态系统的胁迫［J］.水利水电技术，2003，（7）：1~5.

第9篇

关键词：水利；工程；技术措施

水利工程的建设必然对生态环境带采影响。在水利工程建设中，无论是规划设计，还是施工及运行管理，都要始终遵循环境保护和生态水利这一基本原则。

1 水利工程建设与生态环境的保护

1.1正确认识水利工程与生态环境的关系

水利工程是除水害、兴水利，保护人民生命财产安全，为工农业生产和人民生活服务的一项工程。从资源的角度来看，水利工程是开发利用资源的工作；而从生态环境的观点来看，水利工程也是人类通过对水资源的调节、控制以改善生态环境，维持新的生态平衡的工作。水利与生态相联系就是把水利工程与生态保护问题相结合，促进生态环境的良性发展。

1.2水利工程带来的问题

当前，我国水利工程面临着一些较为突出的问题。一是我们已经或将要开发利用的水资源受到严重污染，造成水域环境恶化，生态失调，严重影响着工农业生产和人民的健康；二是在流域规划、河湖治理、兴修大量水利工程设施发挥显著水利效益的同时，改变了环境，带来了生态环境方面的问题。

1.3生态环境对设计、施工和运行的要求

水利工程技术要求高，建设工期长，一般要经历规划设计、施工、运用管理等几个阶段。但不论哪个阶段，生态环境监测资料是不可缺少的基本资料。从规划设计阶段开始，对坝轴线的选择、水工建筑物的布置、模型试验、工程设计、工期安排、工程概算等，施工阶段中对围堰建筑、基坑开挖、混凝土浇筑、砂石骨料开采、截流与导流施工期用水，直至工程建成投产，以及各个建筑物的安全管理，科学合理地调度运用，兴建前后生态环境因素的变化研究等，都需要提供生态环境因子的各项监测资料和分析成果。因此，生态环境问题直接关系到水利工程的设计、施工质量和工期长短、投资的节约、工程效益的发挥等各个方面。

1.4生态环境检测

水利工程生态环境监测不同于一般江河的生态环境监测。它是在一定的地区和范围、特定的环境和时间内进行的。其针对性强，目的明确，不同的自然地理条件、不同的工程建设项目、不同的工程进度，都有不同的内容和要求。对水流流向、流态、泥沙运动、水温结构、水质、底质沉积物及水体生物、现状与变化趋势等需作综合的监测规划，以适应水利工程建设的需要，以促进生态环境的良性发展。

1.5生态系统的划分

生态系统的划分是多种多样的。一条河流、一个水库、一个村庄，甚至一块农田都可以看作是一个生态系统。复杂巨大的生态系统，是由许多较为简单的、大小不同的生态系统所组成。

生态系统是可变的，人类可以设法改变某些生态系统为自己服务。为此，我们应该研究水利工程生态系统的结构组成和它的功能，研究水利工程建设建前后的生态平衡条件和演变发展的规律，探讨环境因素的改变对生态的影响，以及如何才能创造有利于人类生产、生活的生态环境。

1.6生态系统的可变性

建设水利工程，一般都遵循“除害兴利，综合利用”的原则，而且对人类环境大都有所改、善。水利工程与生态环境的关系是极其复杂的。这些个关系之间既互相联系、互相渗透、互相制约，有时又互为因果、难以截然分开。

2 对水利工程建设生态环境的要求

2.1规划设计阶段

生态环境应密切结合水利工程的社会效益、经济效益进行总体规划和设计，基本保证要有较好的生态环境效益。按照我国现行的有关水利工程设计规范，工作程序分为选点、初步设计、技术设计、施工详图等阶段。规划阶段的基本工作包括水库各种特征水位、功能、航运、渔业、环境生态、人群健康、水库移民、移民区的兴建及工业城镇布局规划等方面的设计，而这些都需要生态环境监测调查资料作为依据，尤其是要弄清施工前的本来状况，充分考虑对生态环境的影响。

2.2施工阶段

2.2.1施工布局不能使生态环境恶化

水利工程建设，由于施工队伍庞大，工程施工机械化程度高，因此对施工阶段的生态环境应统一规划，加强管理，严防污染大气、水源和流行疾病的传播。施工所带来的噪音、飞尘、烟雾及污水，应采取多种措施，控制其影响。

2.2.2施工开挖对生态环境的破坏不可低估

水利工程建设期间，需要开发交通、兴建码头等，工程开挖量大，要防止因开挖对生态环境的影响，尤其应注意对资源和生态种群的破环。

2.2.3研究河床覆盖冲污及污染物的淤积情况

在围堰布置、水工浇筑、截流等进程中，要了解生态环境因素。如研究河床的抗冲能力时，对河床地质环境、河床河底沉积物等，都要取样监测，不仅需要了解表层的变化，而且还应掌握深层的变化状况，为研究环境因子的迁移转化提供依据。

2.2.4做好保护施工区的景观环境

水利工程建设施工规模宏伟，场面壮观，对前来参观的人员，工地应有专门的接待管理机构，加强对外来人员有关生态环境的宣传管理。工区应尽量做到文明施工，安全第一，保持具有一定的景观环境水平。