引论：我们为您整理了13篇生态工程基本原理范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
篇1
一、 教学过程
1. 巧用道歉视频，创设情境导入
播放冯小刚导演，葛优、李小璐、郑恺、白百何主演的2014年贺岁片《私人订制》最后一段“向大自然道歉”视频。学生观看视频，教师依次提出下列问题，引发学生思考分析：（1）四位主角为什么要向大自然道歉？（学生：雾霾天气频发、森林乱砍滥伐、煤炭过度开采、生态环境污染等问题都与人类的不当活动有关）（2）这些问题的背后又折射出怎样的问题？（学生：人口快速增长的压力、生产生活及经济发展所需等导致人类对资源的不合理开发与利用，由此引起的生态恶化和环境污染，充分暴露出传统经济发展模式的弊端，难以可持续发展。）（3）解决上述问题的有效途径是什么？（教师：建设生态工程，就是指人类应用生态学和系统学等学科的基本原理和方法，通过系统设计、调控和技术组装，对已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，达到经济效益和生态效益的同步发展，从而促进人类社会和自然环境的和谐发展，进而实现可持续发展。与一般的传统工程相比，生态工程具有少消耗、多效益、可持续的特点。）
2.运用模型构建，引导学生自主探究
[案例1]出示“石油农业”模式图。教师：“石油农业”模式是以美国为代表的西方经济发达国家的高投入、高产出的农业现代化模式，由于需要大量使用石油作为原料或动力而得名。该农业模式对解决粮食需求和提高粮食产量起到重要作用，但同时由于其高能耗、高污染，使粮食品质和安全不断下降，难以可持续发展。解决这一问题的有效途径之一就是要发展生态农业。
介绍“传统生态农业”模式。教师：“无废弃物农业”模式是我国古代最早、最生动的一种生态工程模式。请同学们利用所给的项目绘制“无废弃物农业”的物质和能量流动图，可分组讨论、交流与合作。在学生讨论出现疑惑的地方时，教师应协助学生解答，以完成概念图的模型构建。
根据上述模型构建活动，教师提出以下思考问题：上述“无废弃物农业”模式的突出优势是什么？（回答：充分利用废弃物中的能量，通过物质的循环利用和能量的多级利用，实现废弃物的资源化，达到无废弃物生产，减少环境污染。）进而引导学生归纳总结出“物质循环再生原理”。
引出“现代生态农业”模式。教师：上述“无废弃物农业”模式是我国传统农业的辉煌成就之一，但已无法满足人们对现代农业发展的需要。在上述传统农业的基础上，可增设沼气池、蘑菇等环节更好地利用物质能量。请同学们自主构建，完成下列“现代生态农业”的物质和能量流动图。
[案例2]出示“纯樟子松林、珊瑚礁区”图片。教师：我国“三北防护林”取得了巨大的生态效益和经济效益，但最初进行林带建设时，单一种植的樟子松林遇松毛虫害大量毁坏死亡；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？这是为什么呢？
学生：纯樟子松林的生物多样性低，食物链短而简单，缺少松毛虫的天敌，而成片单一的林木又为其提供了丰富的食物来源，因而导致树林的大量毁坏死亡。珊瑚礁区的生物多样性高，食物链复杂，不同的生物占据不同的生态位，通过食物链关系互相依存，充分利用了珊瑚礁生态系统的环境，实现了很好的物质循环和能量流动。
教师：从上述正面和反面的实例，你能得出怎样的结论？
学生：进行植树造林等生态工程建设时，必须要考虑生物的多样性，只有保持生态系统较高的生物多样性，才能维持生态系统结构和功能的稳定和平衡。（归纳总结出“物种多样性原理”）
[案例3]出示“灰色长城、水葫芦疯长、草原过度放牧”图片。教师：“三北防护林”的西北防护林早期栽种不适应当地环境的杨树林，导致“绿色”长城变成“灰色”长城。江苏、上海和浙江三省市交界孕育吴越的美丽太湖。近年来，由于富营养化促使太湖水体中水葫芦和藻类疯长，并导致鱼虾等水生生物大量死亡，给水生生态系统造成极大危害。如果在西北草原地区发展畜牧养殖业，你认为应该注意什么问题？
学生：西北畜牧养殖应该注意牲畜数量不能超过草地的承载量（环境容纳量）；针对公共草地的过度放牧问题，应该实行草地承包，调动个人的管理积极性，减少过度放牧现象。另外，可以在有条件的地方，人工种植牧草，增加牧草产量。
教师：从上述3个实例，你能得出怎样的结论？
学生：进行生态工程建设时，要处理好生物与环境的协调与平衡问题，要栽种适宜树种，要考虑生物数量不能超出环境承载量。（归纳总结出“协调与平衡原理”）
教师：进行生态工程建设时，不但要考虑到自然生态系统的规律，更要整体考虑经济和社会等的影响力。例如，进行林业生态工程建设时，一方面要号召农民种树，另一方面要考虑 [本文由WWw.DYLw.NET提供，第 一论 文网进行和服务，欢迎光DYlw.NeT 联系方式QQ 712086966]贫困地区农民的粮食、烧柴以及收入等生活问题。如果农民的生计得不到保证，随时会发生“前面造林，后面砍林”的现象。这体现了什么原理？
学生：整体性原理。
篇2
生态水利工程设计；水体原生态；水体系统自我修复
由于我国地域较为辽阔，水系的分布也呈现出多元化的特征，不同地域、不同水域形态对于水利工程的建设也呈现出不同的要求，导致我国难以制定出较为明确和统一的生态水利工程设计准则。针对现阶段我国生态水利工程在设计方面所要面对的经济型、安全性、生态环境多样性以及生态系统的运营性等特征，水利工程的相关设计和施工操作人员可以从下文所述几个角度来把握其具体的操作原则。
1安全性与经济性原则
作为水利工程的重要分支，生态水利工程应该遵循水利工程最为基本的设计原则，因为只有这样才能保障其作为一项工程在技术上所必需秉承的安全性，从而实现其在最终运行和使用过程中，维护所有使用者的基本安全。水利工程设计师在设计过程中要充分考虑到水流、水体的水质等情况，深入实际去研究和考察水体对于泥沙的堆积和搬运作用、对建筑物的侵蚀作用，准确把握和考虑河道走势等自然定律。对于生态水利工程而言，只有充分把握建设基础的安全性、稳定性、持久性，才能确保其后期发挥自身应有的功能，从而实现以最少的资金投入、获取最多的经济效益和生态效益，完成对于经济性原则的秉承。
2水体内部多样性原则
据有关调查数据显示，一个地区的生物多样性和群落多样性受制于其非生物多样性，也就是说一个地区如果能够实现自然环境的多样化，那么其生物种类也会呈现出多样而丰富的特点，由此构成的生物链也会更加复杂，生态竞争会更为激烈，而这也必然会导致由生物所主要构成的生态系统，能够强有力的适应和地域来自自然界的变化和非常规条件下所引发的自然灾害的侵袭。这样的道理沿用在对生态水利工程的设计上，就意味着如果水利工程所涉及到的水体以及由水体所主导构成的内部环境较为单一，那么围绕其所产生的生物种类在多样性上就会存在一定的缺陷，长此以往将对于生态系统所拥有和保持的基本功能也会逐渐丧失。因此相关设计人员在构建生态水利工程的过程中，要充分考虑到水体附近以及周边区域内的生态环境与水文情况，充分了解与之相关的生物种类及基本生存情况，保障水利工程的新建能够拥有足够丰富的环境条件，将对自然生态的影响降到最低。
3实现河流生态系统自我修复原则
生态水利工程与传统水利工程相比，其除了要维持和保障有关技术方面的基本原则外，还要充分考虑和实现河流系统的生态自我修复功能，也就是要维持生态系统的可持续性发展。因此，设计人员要充分考虑到将人文的力量与自然生态进行有机结合，充分利用和把握生态系统自身所具有的组织和设计功能，实现从大自然环境当中选择适合的物种，组成良好而完备的合力结构。
4水体原生态和生态要素关联性原则
传统水利工程在设计的早期阶段，水利工程往往会将水体依据其不同的功能划分为若干区域，这就间接导致了水体之间生成严重的障碍性存在、无法流通，于是水体之间的不同物质难以得到有效的转换，其与周边自然环境所合力构成的生态系统也会在一定程度上遭到破坏。鉴于此，水利工程的设计人员在进行生态规划时，要充分考虑到生态系统当中各个要素之间的关联性，尽可能保障水体其原有的状态，避免因外界因素的干扰而影响到生态系统的统一性和完整性，从而实现生态水利系统的可持续性发展与运作。生态水利工程作为水利工程的重要分支，其不仅对于中国水利事业的发展拥有重要的作用，同时是构建水体文化、实现生态平衡的重要步骤与手段之一。鉴于此，国家相关水利部门在兴建生态水利工程时应充分把握经济型和安全性、水体内部多样性、实现河流生态系统自我修复以及水体原生态和生态要素关联性4大原则，从而实现生态效益和经济效益的和谐共生，提升我国水利工程建设的质量以及设计水平。
作者：郭勇 单位：沈阳市市政工程设计研究院
篇3
水利工程是一项对自然界的地表水和地下水进行控制，管理，调配，保护，开发利用以达到除害兴利的目的而修建的工程。随着水利工程的发展，优于对环境的保护，生态水利工程应运而生。
1生态水利工程的基本设计原则
1.1安全性和经济性原则
从安全角度来看，生态水利工程的设计原则务必要符合水文学和工程力学的相关规定，确保工程的规范性，要考虑雨水腐蚀河床侵蚀冲刷的特性，确保工程的安全稳固和持久性。在经济方面要始终保持投入小，风险小，收益大的原则进行设计。
1.2空间异质性原则
空间异质性（spatialheterogeneity）是指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性，具体就是空间异质性一般理解为空间缀块性（patchness）和梯度(gradient)的总和。而缀块性则主要强调缀块的种类组成特征及其空间分布与配置的关系,比异质性在概念上更加具体，空间异质性的程度越高，意味着能允许更多的生物生存，这对于生态水利工程而言是十分重要的。
1.3生态系统自我恢复原则
与传统水利工程相比，生态水利工程还需要在设计的时候充分考虑保护生态的自我恢复原则也就是要维持生态系统的可持续性，因此不能一味用钢筋混凝土来建造而是要在大自然的基础上实现人造与“天造”的有机结合，这样不仅仅能取得生态的保护以及恢复方面的成效，还能够降低成本，降低工程造价，一举多得，实现更高的经济效益和生态效益。
1.4调整式设计原则
生态系统的调整是一个漫长的过程，生态的群落的演替，群落多样性的增加都是需要很长时间去完成的。生态水利工程设计主要是模仿成熟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以后，就开始了自然生态演替的动态过程。生态的演替是不可控的，它不一定朝着人们所想的方向去发展，它在时间和空间上都具有一定的不确定性，因此，对于调整型原则，提倡科研人员，管理者，当地居民等社会各方面广泛参与，共同对话，协商，以提高设计的科学性。
2生态水利的重要性
2.1满足人们对于水资源的需求
水是生命之源，1个人每天需要喝水2L，早晚洗漱需要6L左右，加上餐饮用水，洗澡，洗衣服，卫生间等，1a1个人大概需540L，也就是0.54t,按地球的人口来算，每天所要消耗的水资源是1个很庞大的数字。而生态水利在传统水利的基础上对水工物进行优化，使它更高效，更环保地服务于人们。如果不对水加以调控，那么人们所需要的水的来源将会成为巨大的问题，生态水利的优势在于其比传统水利更加注重于未来，在自然界和人们每日所需之间做出一种平衡。
2.2拯救被破坏的生态环境
随着工业的发展，地球的环境变得越来越不容乐观，从1984年英国科学家发现，到1985年美国科学家证实南极上空存在臭氧洞，人类环境问题已发展到当代环境问题阶段。在全球范围内出现了不利于人类生存和发展的征兆，比如酸雨，雾霾等。水资源短缺在全球范围内普遍发生，因为人类的活动，特别是大规模的治河工程，导致生态种类越来越单一化，水同样也是动物们的生命之本，而生态水利的目标就是恢复群落的生物多样性，我相信将来的某一天，在河流的两畔不再是钢筋水泥做成的大坝，而是被鸟语花香围绕着的人工建筑。
3结语
传统水利工程以建设水工建筑物为手段，改造和控制河流，满足人们防洪和水资源利用等多种需求，而随着人们时代的进步，人们意识到河流不仅仅是可供开发的资源，更是生命的载体。生态水利工程作为一门新兴学科，旨在寻求社会经济发展与自然环境保护的平衡点，随着人们对人与自然和谐发展认识的逐渐加深，生态水利工程的发展前景将不可限量。
参考文献
[1]李维俊.浅谈生态水利发展现状[J].内蒙古水利,2014(72).
篇4
水利工程在社会生产过程中，对促进经济与社会的发展发挥了重大作用，此外，我们也应看到水利工程对河流生态系统所造成的影响。人类兴修水利工程的种种人为活动致使河流的多样性、流动性和连续性发生改变，水域的水温、水深、自流水边界、水域流速等自然规律也随之发生了重大变化。这些变化会对河流的生态系统造成严重的影响，我们必须对这些影响给予高度的重视。在未来的水利工程兴修时，应全面把握生态系统健康与社会经济需求两者之间的关系，做到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及可持续发展。
二、生态水利工程的基本设计原则
（一）确保工程的安全性和经济性
生态水利工程作为水利工程的分支，首先要遵守水利工程的设计原则，保证工程安全性是任何水利工程设计的最基本的原则。设计过程中，设计人员应深入实际，充分考察水体的水质、水流等基本情况，进而充分考虑水对建筑物的侵蚀作用、对泥沙的堆积和搬运作用，同时还应全面把握河道走势的自然规律等。只有保证了工程的稳定性、持久性以及设施的安全，才能确保建筑物持久地发挥其功能。在保证了工程安全性的同时，我们还应对工程的经济性进行合理分析，力求实现资金投入最少、经济小于和生态效益最大化的基本原则。
（二）保证水体内部环境的多样性
相关调查显示，一个地区的非生物环境的多样性能够影响其生活群落的多样性。也就是说，如果一个地区的自然环境种类多样，当地的生物种类也会日渐丰富，食物链的组成也将更复杂，这样生态系统对外界变化的适应能力和抵抗能力越强。如果我们兴建的水利工程致使该流域内的水体内部环境日趋单一化，那么，就会导致水生生物种类多样性的减少、食物链结构逐渐简化、生态系统日趋单一化，造成水体对外界变化的适应能力和抵抗能力降低，自然净化能力逐渐下降，并逐步丧失其基本功能。所以，在水利工程设计过程中，设计人员需要对河流的近期及远期的水文情况进行深入了解，掌握生物种类与生态环境间的关系，进而对设计草案组建数学模型，对其可行性、可操作性进行论证，从而保证水利设施的兴建能够拥有足够的丰富多样的环境，进而将对自然环境的影响降到最低。
（三）确保河流生态系统的自我修复功能
与传统水利工程相比，生态水利工程除了要保证传统水利工程的基本原则外，还需要在设计的时候，充分考虑保护生态系统的自我修复功能，也就是要维持生态系统的可持续性。而在这一方面，人工建筑物所起的作用则十分有限，只有自然因素经过长期的自然选择后所形成的生态圈才具备良好的自我修复功能，发挥其作用。所以，在生态水利工程设计时，应尽量避免绝对化的人为力量，应充分将人为力量与自然的影响进行有机结合，从而利用生态系统的自设计功能和自组织功能，从大自然中选择合适的物种，形成良好的合力结构。这样，不仅仅可以取得生态系统保护及恢复方面的成效，还能降低工程的建设成本，降低工程造价，获取更高的经济效益和生态效益。
（四）确保河流生态系统的整体性
在传统的水利工程建设过程中，水体常被人为地划分成不同功能且相对封闭的小区域，影响了水体之间的相互联系，极大地降低了水体内不同小环境之间的能量交换及物质交换速度，从而人为地破坏来河流生态形同的稳定性和整体性。生态水利工程在设计时，应充分掌握施工流域内生态系统各要素之间的相互关系及作用方式，尽最大限度地保持并恢复水体的原始状态，确保河流的生态系统的整体性不受到外力的破坏，而不能仅仅是在工程结束后，单纯地对河道水文系统进行修复或是只对河岸的植被进行修复。
（五）确保建立完善的河流生态系统和水利设施之间的反馈机制
生态水利工程设计以成熟的河流生态系统为主要参照物，并充分利用生态学可的相关理论和环境工程的先进技术，力求打造一个健康的、可持续发展的河流生态系统，从而保证工程设施内部的各自然要素可以在不需要人工干预的环境自发地进行活动，维持生态环境的稳定和河流水体的质量。通常这种自发活动的方向不是单向的，这种不确定性使得生态水利工程的设计应遵循一种“反馈调整”的设计方法，也就是说，在设计方案执行之后，仍旧需要对水体的环境进行长期的监督和评价，并根据反馈的信息对水利工程项目进行不断的调整与完善。
三、生态水利工程面对的新问题
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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。
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。
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。
3.3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。
3.4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。
3.5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：
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［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.
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［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’neill r.v.，d.l.deangelis，j.b.waide，et al.a hierarchical con－cept of ecosystems［m］.princeton university press，princeton，nj.1986：153.
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1.1加强河流生态系统的保护原则
生态水利工程是一项系统性、整体性的工程，在水利工程建设中既要科学化、合理化又要广泛涉及到各方面，不只是可以应对供水发电等以及有防洪的功能，并且还要能够将生态环境系统可持续发展。生态水利工程的建设不仅需要一定的专业知识，在建设的时候需要将水利工程学原理和生态学院原理结合在一起。在工程设施上一定要做到符合水文学以及工程力学的有关规定，以此来确保工程质量确保其顺利进展。工程设施必须符合相关设计标准，能够承受一系列自然灾害造成的影响。按照河流地貌学原理进行动态地探究河势变化规律，保证河流工程建设的质量，将修复工程的次数降到最低，河流之间是不同的，每条河流都有自己独特的生态环境特点，要对河流生态环境进行保护的话，需要对每条河流的情况进行分析，然后依据不同的情况作出相应的措施，一次达到保护河流生态环境的目的。
1.2保护水体系统的完整性
地球上的水体系统组成包括两部分，分别是地下水和地表水，所以在保护水体的时候要考虑到各个方面的因素，以达到保护整个水体的目的。
1.3加强对水利工程周边生物的保护
对水利工程的建设务一定要做到和生物多样性原则选一致，为在水利工程建设中保护生物多样性，在工程开始建设之前要对当地环境和生物多样性进行调查。
1.4提高河流形态的空间异质性原则
为发展经济，我们不得不进行经济建设。因为以往的工程建设不够合理所以致使河流受到了很大的污染，生态环境的单一化使生态系统都有了不同程度的退化。生物多样性的保护需要通过采取相关的保护措施，我们为了实现这一目标就要进行建设生态水利工程，建设生态水利工程的重点是为了将河流形态的异质性进行提高，让其与自然环境的发展相一致，能够最大程度的保护生物群。
1.5生态系统自设计、自我恢复原则
生态系统的可持续性是由生态系统的自组织功能表现出来的。自组织的机理是依靠生态系统的自设计以及自组织功能，由自然界进行合适物种的选择，然后想成相对合理的组织结构，实现设计与设计完成。生态水利工程建设是基于传统的水利工程设计的基础上，通过应用现代科学技术，采用新的工程理念。使工程建设发展和生态环境保护相统一。河流生态修复规划和管理是在大规模、周期性长和可持续性的基础上进行，这样才能确保河流生态修复的高效率。通常我们所讲的整体性即是指的在出发点上是生态系统的结构构造以及性能，使其生态系统中的各个要素相结合，进而提出综合的系统性的治理修复河流生态系统的方案。水域生态系统是一个大系统，当水域生态系统受到胁迫时，需要对各种造成因素进行综合性、整体性探究。其次，还要重视生物种群的基本生存条件。再者，河流生态系统和周围的环境也有一定的联系，两者可以进行能量之间的传递以及可以进行物质循环，所以，一条河流的修复工作需要周围环境的配合，两者相互促进，共同协调发展。到最后因为在修复周期上河流的要相对长，所以在河流的修复时间尺度上一定要把握好。河流生态系统的修复工作是依靠时间来完成的。
2生态水利工程的作用和价值
2.1对河床岸坡的保护更加有力
进行生态水利的建设可以保证生物的多样性以及生态的和谐发展。在对生态系统进行建设的时候一定要采取更加有利于生态环保的手段，才可以做到对河床的岸坡更加合理科学的保护。除此以外，在水利工程建设中需要的建材业要进行非常专业的严格的质量检验，要做到确保河床的稳定牢固，避免掉河床岸坡的局部透水从而导致河流堤岸崩溃，决堤。因此，采用水利工程就可以做到很好的防护。
2.2保护河流生态环境的多样性
在对生态水利工程进行建设的时候，要预先对周边的环境进行了解，然后根据实地调查的结果对生态水利工程建设的过程以及技术进行有效改进。
2.3生态水利工程建设可以节约土地资源
生态水利工程建设要对工程的施工占地面积缩小，可以采取事先对水利工程进行综合评估的办法，这样就可以在施工建设的时候将占地面积有效的缩小了，将土地的利用率进行了很大程度的提升。并且，也做到了非常有效的将占地面积给工程带来的影响减小，从而实现了生态水利工程建设的实际目的。做到社会发展的需求以及能够使生态环境系统可持续协调的发展。
3对生态水利工程的经济合理性分析
在生态水利工程建设的同时一定要确保效益最大和风险最小。在规划方案的时候由于不能够将生态演替的程序以及结果熟悉掌握，所以要将多个方案进行对比选择，在选择方案上一定要注重生态系统的上期定点检测以及评估。除此以外，要充分将河流生态系统的自我恢复规律利用，以此将投入做到最小，获得更有利的技术路线。我们对生态水利工程建筑的材料质地和主体设计构造及工程外型设计有着高要求，以此来尽可能满足人们对生活环境品质的追求。节能工程是重点，为贯彻落实可持续发展观，绿色生产，低耗能生产、提高资源的回收利用等节能方针，人们一直努力着。不仅在生活中要贯穿低碳节能理念，在生态水利工程建设中同样更应注意节能环保。合理利用材料资源，回收利用，这样不仅可以节约建筑成本更重要的是减少了资源的浪费和对生态环境的破害。最大限度地做好生态水利工程建设。
4总结
虽然生态水利工程建设有一定发展，但仍面临施工难度大，工程技术高，施工设备不健全，人员管理不善，风险多等困难。因此需要我们不断学习，引进新设备，改进生产技术，加强施工管理等进一步去协调完善整个工程。作出最细致的网络图。网络图是在施工的时候用到的，施工按照网络图进行，同时还要将现场的实际情况进行反馈，对图做适当的调整，对突发事件作出及时的措施。
参考文献：
篇7
随着社会的不断发展，人们对于生态环境的关注逐渐提高，因为人们已经深刻意识到生态环境的重要性了。因此，水利工程生态环化已经成为了一个必然的趋势。生态水利工程就是基于这样一个大的环境而出现的新兴学科。因为，是一门新兴学科所以有很多方面的东西还在不断的探索和研制当中。但是我国还没有相关领域的研究，所以只能借鉴国外相关方面的研究经验，再结合我国自身的环境特点，研制出符合我国的生态水利工程技术，为我国人们造福的同时，还能尽最大努力减少对自然境的伤害。下面，将具体分析生态水利工程的重要性和规划设计的基本原则。
1.水利工程对生态环境造成的影响分析
水利工程的出发点是好的，为的是充分利用大自然资源，为人们造福。但是水利工程对于生态环境来说却是一把双刃剑，既有有利的一面，又有有害的一面，有很多时候都是坏处大于益处。下面将具体分析水利工程对于生态环境的利与弊。其中利处：第一点，可以通过对水资源的充分利用来代替其他自然资源，实现资源的转型，例如：水可以代替石油进行发电。第二点，谁可以改变局部环境，例如：在城市中建造一个小型的湖泊，来增加城市的美感，在暑期的时候还可以降低城市温度。第三点：可以增大水资源的利用率，在水资源过胜的时候把水储存起来，在用水的短缺的时候把水放出来。第四点，在一定程度上，可以防止水土流失，降低植被损害率。缺点主要有一下几点：第一点，大型水利工程往往会造成上游水平面上升，会淹没一些名胜古迹，造成历史文化流逝。第二点，下游水质容易发生改变，造成浮游生物的大量繁殖对水下生物产生致命影响。第三点，有一些鱼类是需要回到上游产卵的，因此，一些水利工程会阻碍这些鱼类的回游，造成物种的繁殖困难，最终灭绝。最后一点，大型的水利工程，容易引起当地地形的改变，极容易发生自然危害。
2.水利工程生态化的重要性
上面的文章中已经简短的介绍了水利工程生态化的重要性，但是没有具体分析。下面我们先来看看水利工程生态化对于这个时代的重要性。近些年来，我国经济发展十分迅速，随着而来的人类对于水资源的需求也不断的增大。为了满足现代人们的需求，我国开始在很多河流上大兴水利工程，满足人们日益增长的对供水、防洪、灌溉、发电、航运、渔业及旅游等方面的需求。同时，水利工程还能够促进当地经济的发展，推动社会的进步。对于自然环境的作用也不容小看，可以提高当地的防洪抗旱干能力，通过对水资源的调节，可以实现对水资源的最大利用，充分发挥河流的作用，为人们造福。由此可见水利工程生态化的重要性。
3.基于生态的水利工程设计的基本原则分析
基于生态的水利工程是一种综合性开发的工程，这种水利工程既要满足人们对于防洪、抗灾、灌溉等方面的需求，还要符合大自然可持续发展的规定，尽最大可能不伤害自然环境。因此，基于生态的水利工程在进行施工时就要遵守一些设计基本原则，下面我们来看看基于的生态水利工程都需要遵守哪些设计原则。
3.1基于生态水利工程的安全性和经济性原则
安全是所有工程的最基本的原则，只有一个安全的工程才能达到为人们服务的目标，而经济性则是施工单位一直在追求的终极目标。从名字上我们就可以看出，基于生态的水利工程的建设，必须满足生态学原理和工程力学原理，但是由于该项目的建设基础是在水，所以也要满足水文学原理。只有在设计和施工的时候，同时满足这些原理，才能最大程度的保证工程的安全性和经济性。具体应该考虑的方面包括：河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征，动态地研究河流流势变化规律，保证河流修复工程的稳定性。对基于生态水利工程的经济合理性分析，应遵循投入最小而经济效益和生态效益最大的原则。
3.2生态环境的自我恢复原则
生态系统是脆弱的也是坚强的，为什么这么说呢，因为生态环境十分脆弱，一旦遭受到破坏很难恢复，所以是脆弱的。但是，由于生态环境已经经过了历史的洗礼，在遭受破坏的时候已经能够自我修复了，所以是坚强的。正因为这种坚强性，这种自我恢复能力，所以，我们在施工时只要不造成过大的破坏，就不会对当地的自然环境长生难以挽回的破坏，只要我们保证植被的种群足够发展，就可以让生态环境重生。同时，我们也可以引进一些适应改变后的自然环境的外来物种来弥补我们对当地自然环境的破坏，但是一定要十分小心，要明确物种之间的那种相互制衡的关系，切勿引进来一种霸王物种，导致更可怕的后果。
3.3基于生态的水利工程景观尺度及整体性原则
水利工程的施工地点多是河流旁，而河流这种河流生态系统是一个复杂的系统，因此基于生态的水利施工的时候需要一个大规模的景观尺度设计原则，这个原则也建立在一个长远的、有利于整个河流生态系统发展的基础上，即，景观尺度整体性原则。所谓的整体性就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。同时我们也要清楚，河流生态系统的修复是一个长时间的事情，它的修复时间尺度很长，我们要做好充分额度准备，长时间来对待和处理这件事情，并不能急功近利，一蹴而就。同时，还要查阅当地的生态环境资料，最后形成一个最适合当地生态系统的景观整体性原则，从而让建筑与环境相互融合，构造出另一番独具特色的美景。
3.4反馈调整性原则
什么是反馈调整原则呢？指的就是，在工程施工结束后，要长期对当地的生态系进行监测，看看当地的生态系统是否恢复和恢复的情况怎么样。为什么要这么做呢？因为所有生态系统的演变都是经过了历史的洗礼，一旦遭到破坏，是很难修复的，就算能够修复，也不是一朝一夕的事情，而且，在修复的工程中很容易因为天气环境的变化，造成环境修复失败的后果。所以，反馈调整性原则是一个十分重要的原则，它是生态系统是否修复成功的最后一步，也是最长久的一步。它会时刻的关注生态环境的一些细微的变化，以便可以及时的发现问题，然后采取补救措施，从而降低水利工程对于生态环境的影响。
4.结语：基于生态的水利工程这项技术的出现，可以说是对于环境保护的一个福音，也是对人们的造福。但是，再好的技术如果没有规范也很难发挥其自身的价值，所以基于生态的水利工程的规划设计基本原则是生态水利工程的领路人，没有规则的约束，就没有工程的顺利施工，也就达不到造福人类，造福自然环境的效果。希望相关水利部门，能够给予基于生态水利工程的规划设计基本原则足够的重视，让这些规则能够真正的发挥作用。
参考文献：
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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：
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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
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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。
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。
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。
3.3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。
3.4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。
3.5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
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1 生态水利工程
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。
2 生态水利工程设计所面临的问题
2.1 缺乏基于不同区域的生态水利工程设计方法与评价标准。生态水利工程对服务目标具有特定性和地域性。由于生态系统存在地理区域的差异，因此决定了具体的生态水利工程也具有因地制宜的特征。当前，对生态水利工程的功能有一些理论评价指标和评价方法。但对于一个具体的生态水利工程实践缺少可操作性的评价方法与标准。这与当前水利工程对生态影响的科学研究工作开展得较少和相应科研成果积累较少有关。水利工程由于涉及工程力学的稳定性与安全性，因此国家对水利工程结构建筑物执行了一系列的强制性标准，但缺少足够的技术标准来规范工程的生态服务目标。
2.2 生态水利工程设计的目标和标准难以确定。生态水利工程的基本任务之一是维护和保证生态系统的健康，以实现人类和生态系统的和谐。为了完成这样的任务，在生态水利工程设计的实践中，必须事先确定明确的设计目标和维护生态健康的标准，提出生态水利工程要达到的定量化的指标，但是，目前生态保护和恢复的目标大多还是定性描述，缺乏定性的目标和标准，无法设定量化的目标和标准，因此导致设计的目标和标准仍旧模糊不清或不明确，也无法判断工程能否实现设计的预期目的。
2.3 生态水利工程设计缺少生态水文测验资料。如果不能从水文测验站的观测资料去分析水文过程对生态过程的正负影响机理，就很难基于生态系统的自组织规律寻求生态水利工程的设计理论、方法与技术参数。当前，我国水文测验工作相对落后，水文测验站还不能适应当前生态水利工程设计对资料的需求。目前有关生态水文站方面的设计与布局在我国还未正式开展，国内也少有报道。
2.4 生态水利工程设计技术人才匮乏、高水平的设计不易。实现生态水利工程是水利工程和生态学的有机结合，需要生态水利工程的设计人员不仅具备水利工程设计的知识和经验，还要具备生态保护和生态恢复学的理论和知识。以往的人才培养目标和方向，使两者分属于不同的学科与专业，具有两方面综合知识和设计能力技术人才匮乏，加之生态水利工程的实践活动的经验缺乏，可以参考与借鉴的设计项目有限，难以保证生态水利工程的设计水平和质量。
3 生态水利工程的基本设计原则
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。
3.2 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，也便是说某些与生态系统友好的物种，可以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，生态工程设计与过去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，建筑物最后可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不一样，生态工程设计是一种“指导性”的设计，大概说是帮设计。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。
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