導言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇給水工程設計原則，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內容能為您提供靈感和參考。

篇1

水利工程的發展是符合我國國情發展的基本要求，是關乎我國民生的基礎工程。由于我國特殊的地理環境，較為復雜的施工環境，使得水利工程的施工必須研究出合適的施工技術。水利工程對地基的要求較為嚴格，水是水利工程的直接接觸點，地基的鞏固才能保證水利工程的堅固，其次，水利工程建筑物必須要具有抗裂性、防滲性等。水利工程的施工過程中要嚴格遵守施工技術的規范，保質保量，避免事故的發生。水利工程施工的最佳時期為枯水期，在枯水期進行施工，將會有利于增快施工的進度，減少一些不利于施工的因素。水利工程的施工技術是水利工程的保障，因此，在水利工程施工技術和設計原則上都很值得深入研究。

1、水利工程的施工技術

1.1 土方工程施工技術

土方工程的施工是水利工程的基礎施工，是其穩定性的基礎。根據水利工程的施工技術的不同，土方施工的類型是多樣的，常見的有水中填土式土方工程、干填碾壓式土方工程等。從目前我國在水利工程施工技術上的發展及應用上，干填碾壓式土方工程的利用范圍最廣。

對于土方工程施工，其質量要求是很嚴格的，工程的強度要達到國家的規定，堤壩的穩定性要高、抗滲性要強。土方工程的施工要求首先是土料的選擇，在實際的土方施工中，很多的劣質土料出現，例如膨脹土、碎石土等，這些都嚴重的影響著土方工程的準確施工。優質的土料是要符合施工要求，適合機械的施工，并且其壓實參數具有合理性。在土方施工過程中要嚴格把控好鋪土、土方平整、灑水、壓實等基礎過程。在土方工程施工中，防滲墻的技術在基礎修筑時的得到廣泛的推廣和使用。造墻的技術多采用沖擊或者反循環鉆機，抓斗挖掘等，這些新技術的應用逐漸的完善著水利工程的施工技術，從而保證著施工墻體的穩定性。

土方工程施工的質量需要各個環節的相互配合，高質量的土料、高性能的機械設備、高技術等都是水利工程修筑物堅固的重要保障，嚴格控制好每個工序，保證水利工程修筑物的質量。

1.2 混凝土壩工程施工技術

混凝土壩現在也是我國水利工程中常見的一種施工方式，主要的是應用于水容量較大的水利工程。混凝土壩工程主要是方式包括混凝土的澆筑、混凝土的碾壓及其混凝土的裝配等。近幾年，我國在混凝土壩工程施工上有著較大的突破和發展，最主要的是凸顯在高拱壩上。我國的混凝土壩工程所需的混凝土骨料的人工生產系統已經發展到國際水平，人工生產系統上額配備較為先進的破碎軋制系統。

我國混凝土的運輸水平也得到快速的發展，很多的混凝土工程施工在混凝土運輸上使用更加便捷、高速的機械設備，例如，纜式起重機、塔帶機等。為滿足大壩混凝土澆筑的高強度需求，在混凝土工程施工的基本工序上逐漸的提高，比如，混凝土的攪拌、倉面作業等都配備高效率、高技術的施工機械設備。混凝土的正確溫度控制也是保證混凝土工程堅固的重要措施，現在的大型混凝土工程，主要應用于溫度控制的方法是風冷骨料技術，針對不同的水利施工項目，要選取合適的溫度控制技術。

在混凝土工程完成以后，還需要關注的是混凝土裂縫的問題，是現代我國混凝土修筑應大力探究的方面。混凝土的裂縫問題出現最主要的根源的地基的施工。地基的施工不能滿足混凝土施工的要求，就會造成修筑物沉降不均勻，結構的設計不合理等問題，混凝土施工的地形約束也會造成混凝土的裂縫出現。為減少混凝土的裂縫現象，現在我國采用最多的是補償收縮混凝土，針對于不同的施工環境，就要運用不同給的補償收縮方法，例如外摻氧化鎂進行溫度變形補償、低熱微膨脹混凝土筑壩技術等。

根據混凝土裂縫的不同類型特點及其產生的相關原理，運用不同的方法進行改進，做好混凝土的攪拌、運輸、澆筑等工序，降低混凝土的存儲溫度和水化熱溫度升高，減少混凝土出現裂縫的概率，有效的保障混凝土壩施工的穩定性。

1.3 基坑排水的工程施工技術

水利工程的修筑物在很多情況下是會受到雨水、地下水等多種因素的影響。因此，基坑的排水施工是修筑物的后期保障，是施工的必備工序。在現實的水利工程施工中，任何一個修筑物都是離不開基坑排水的，做好施工的基坑排水，有利于增強地基的抗承載能力，有效的避免地基遭到嚴重的破壞。施工的地基排水工作不到位，將會給工程的施工帶來很大的難題，同時也會降低修筑物的質量，從而產生各種安全隱患問題。在水利工程的基坑排水施工時要密切的注意一些相關的問題，比如，地基開挖的深度、地下水水位的高度、施工的環境等問題，這些都會對基坑排水施工效果造成影響。

2、水利工程設計的原則

水利工程的特殊作業要求表明其設計原則的重要性。水利工程的設計原則是在水利工程施工之前建立的，其建立的前提是在專業的考察人員進行實地考察后，根據施工現場的工作環境，地形特點，水流量的大小以及水利工程施工的主要目的，綜合各個因素建立水利工程設計原則。對水利工程進行設計，主要是從設計的風格以及設計的原則進行主要的衡量，設計的原則為主，但是設計的風格也是后期修筑物堅實的基礎。我國的水利工程設計原則，既要考慮細節上的問題，也要注重宏觀的發展，要實現兩者的完美結合，在細節方面，要加大原則的控制，在宏觀的方面，要盡量的貼合設計的原則。

3、結論

水利工程是現在我國重點發展的一項基礎施工，首先應當加強對水利施工技術的研究，在其合理、科學的研究下，實施到具體的項目中，在施工的過程中逐漸的把握水利施工技術研究的路徑，兩者相互結合，使我國的水利施工技術更加完善。水利工程的施工要根據我國地理的多元性進行具體的施工設計，制定不同的施工方案，設計不同的施工原則，并嚴格的執行，只有這樣，才能保障我國水利工程施工事業的快速、穩定發展。

【參考文獻】

[1]袁忠于.淺議頂管施工技術在水利建設工程中的應用[J].水利建設與管理，2012，11（4）：34-36.

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中圖分類號：S276 文獻標識碼：A 文章編號：

隨著城市的快速發展，基礎設施建設步伐也必須跟上城市發展的腳步，城市中的市政道路給排水工程就顯得越來越重要。城市排水工程設計，應從城市近、遠期發展考慮，根據管段所在區域與周邊區域的關系，地表水系、污水處理廠位置，結合排水現狀及規劃的雨水、污水排放方向，并考慮排水區域內上、下游管段的銜接、匯水服務面積的劃分道路的豎向設計、用地標高等。多數城市排水規劃都滯后于城市建設，因此，對市政排水工程設計進行研究具有重要的意義。

一、市政排水工程設計原則

排水工程設計應在城市排水工程專項規劃指導下進行，根據專項規劃的設計成果對所實施的市政排水項目進行優化設計在設計中應遵循以下要求：

（1）布置管渠系統，劃分匯水流域面積，確定排水方向及出路。

（2）安排好控制點的高程 應根據城市道路豎向設計，保證匯水面積內的水都能自流排出。

（3）正確采用設計數據，污水排放量標準設計降雨重現期、地面集水時間和徑流系數，暴雨強度公式的采用等。

（4）管道的設計坡度和埋深根據設計規范、道路縱坡和外部排水條件確定，在滿足排水要求的前提下盡可能減少管渠埋深。

二、近期與遠期結合

排水工程設計既要考慮近期城市建設的要求，又要考慮城市發展后上、下游的銜接及排水需要。雨水、污水管道的管徑、管道埋深等問題，是排水工程設計近期與遠期銜接的關鍵；如果管道的管徑設計偏大或偏小，埋深過深或較淺，將直接影響到排水系統的正常運行。

三、實例分析

3．1項目概況

該城市地勢坡度較緩，坡向東北，常年主導風向為西南風，該區的暴雨強度公式為 q=1686(1+0.77lgp)/(t+8)0.72,徑流系數￠=0.6，在城市的東部有一條從西南至東北的河流，還有一條在城市的中部，由西南到東北的鐵路，將城市分成兩個區，其中Ⅰ區的人口密度為380人/公頃，污水量標準為140升/人?日，Ⅱ區的人口密度為 430人/公頃，污水量標準為130升/人?日。該城市共有三家工廠，在Ⅰ區有丙一家工廠，在Ⅱ區有甲、乙兩家工廠。綜合工業企業與公共建筑的排水量和水質資料地質資料、受納水體水文資料、城市氣溫資料、城市各區中各類地面與屋面的比例（%）等技術參數。設計出水水質：污水處理后，其水質至少達到二級處理標準，應當滿足：SS 40mg/l；COD 60mg/l；BOD30mg/l。

2.2 排水工程設計要點

2.2.1污水工程方案

（1）合流制排水系統：該系統是將生活污水、工業廢水和雨水混合在同一個管渠內排除的系統。這種系統是在臨河岸邊建造一條截流干管，同時在合流干管與截流干管相交前或相交處設置溢流井，并在截流干管下游設置污水處理廠。

此排水系統克服了原有排水系統將排除的混合污水不經處理就直接就近排入水體的缺點，但仍有部分混合污水未經處理直接排放，成為水體的污染源而使水體遭受污染，這是它的嚴重缺點。

（2）分流制排水系統：該系統是將生活污水、工業廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內排除的系統。由于排除雨水方式的不同，分流制排水系統又分為完全分流制（具有污水排水系統和雨水排水系統）和不完全分流制（只具有污水排水系統）排水系統

2.2.2排水工程一般規定

（1）管道系統布置要符合地形趨勢，一般宜順坡排水，取短捷路線每段管道均應劃給適宜的服務面積 匯水面積劃分除依據明確的地形外，在平坦地區要考慮與各毗鄰系統的合理分擔。

（2）盡量避免或減少管道穿越不容易通過的地帶和構筑物，如高地、河道、鐵路、地下鐵道等當必須穿越時，需采取必要的處理或交叉措施，以保證順利通過。

（3）安排好控制點的高程。

（4）查清沿線遇到的一切地下管線，準確掌握它們的位置和高程，安排好設計管道與它們的平行距離，處理好設計管道與它們的豎向交叉。

（5）管道在坡度驟然變陡處，可由大管徑變為小管徑。當D=200~300毫米時，只能按生產規格減小一級。當 D≥400 毫米時，應根據水力計算確定，但減小不得超過二級。管道坡度的改變應盡可能徐緩，避免流速驟降，導致淤積。

（6）同直徑及不同直徑管道在檢查井內連接，一般采用管頂平接，不同直徑管道也可采用設計水面平接，但在任何情況下進水管底不得低于出水管底。

（7）流量很小而地形又較平坦的上游支線，一般可采用非計算管段，即采用最小管徑，按最小坡度控制。

2.2.3設計步驟

根據確定的設計方案，進行管道設計，主要步驟如下：（1）在適當比例的、并繪有規劃總圖的地形圖上，按地形并結合排水規劃布置管道系統，規劃排水區域。（2）根據管道綜合布置，確定干支現在道路（或規劃路）橫斷面和平面上的位置，確定井位及每一管段長度，并繪制平面圖。（3）根據電算程序要求，確定控制管的高程、編號、管段長度，匯水面積及上游接管數。（4）進行水力計算，確定管道斷面，縱坡及高程，并繪制縱斷面圖。

2.2.4雨水工程方案

（1）雨水管一般規定：1)重力流管道按滿流計算，并應考慮排放水體水位頂托的影響。2)管道流時最小設計流速一般不小于0.75 米 /秒，如起始管段地形非常平坦，最小設計流速可減小到0.6米/秒。最大允許流速同污水管道一致。3)最小管徑和最小坡度：雨水管與合流管不論在街坊和廠區內或在街道下，最小管徑均為 300 毫米，最小設計坡度為0.002。

（2）雨水管道水力計算的設計數據：

1)設計充滿度：雨水中主要含有泥砂等無機物質，不同于污水的性質，加以暴雨徑流量大，而相應較高設計重現期的暴雨強度的降雨歷時一般不會很長，故管道設計充滿度按滿流考慮。

2)設計流速：為避免雨水所夾帶的泥砂等無機物質在管渠內沉淀下來而堵塞管道，《室外排水設計規范》規定：滿流時管道內最小流速應0.75m/s，明渠內最小流速應 0.4m/s。為防止管壁受到沖刷而損壞，影響及時排放，規范 規定，金屬管道最大流速為10m/s，非金屬管最大流速為5m/s。

3)最小管徑和最小設計流速：雨水管道的最小管徑為 300mm，相應的最小坡度為3。

4)最大埋深和最小埋深：a)必須防止管壁因地面荷載受到破壞，為此管頂部需有一定厚度的覆土。(b)必須滿足街道連接管在銜接上的要求。這三個數值中的最大一個數值就是以管道的允許最小覆土厚度一般在干燥土壤中，最大埋深不超過 7- 8m，在多水、流砂、石灰巖地層中，不超過5m。

2.3 排水工程方案設計

從環境保護方面來看，采用截流式合流制的城市，水體仍然遭受污染，甚至達到不能容忍的程度。采用分流制的城市，初雨徑流未加處理就直接排入水體，會對城市水體造成污染。盡管如此，分流制較靈活，適應社會發展的需求，一般又能符合城市衛生的要求，所以在國內外獲得了較廣泛的應用。

從造價方面看，合流制排水管道的造價比完全分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價要高。

從維護管理方面來看，分流制系統可以保持管內的流速，不致發生沉淀。同時，流入污水廠的水量和水質比合流制變化小得多，污水廠的運行易于控制。

經過各方面的比較，本項設計采用完全分流制排水系統，且地形坡度適中，以此采用截流式布置。

污水工程：根據實際地形，依據排水工程的一般規定，擬定兩套排水方案，由于城市中部的坡度傾于北和南，不同處就在于污水干管為局部排放和整體排放兩種走向。

管道的布置方案應在同等條件和深度下進行技術經濟比較，選擇最佳方案。兩個方案的污水管道系統都采用截流式布置。

方案一：由于城市地形西南高，東北低，所以污水廠及出水口設在城市東北部，使所有污水盡量靠重力排出。主干管平行于河流布置，干管垂直于河流布置，有一處管線穿越鐵路。

方案二：污水廠及出水口位置不變，Ⅰ區的局部地區依靠Ⅱ區的干管排出，主干管平行于河流布置，有兩處管線穿越鐵路。

電算數據及結果如下：

第一套總造價：1321.41萬元無泵站

第二套總造價：1630.10萬元無泵站

經過比較，第一套方案只穿一次鐵路，且造價低，故選擇第一套方案

雨水工程：

依據雨水管布置原則，就近排放，能通暢及時地排走城鎮和工廠面積內的雨水。

3 結束語

城市市政排水工程的設計，應以排水專項規劃為設計依據，在城市排水專項規劃設計成果指導下進行 結合現狀、近期、遠期幾者的關系，分析現有的資料和城市的發展，充分考慮近期、遠期的結合，合理采用符合本項目工程的設計方案和設計參數，正確劃分流域范圍匯水面積，合理設計管徑大小和管道埋深。市政排水工程的合理設計，是城市排水系統能夠有效運行的前提，只有在排水工程合理設計的前提下，環境才能得到有效的保護，才能獲得良好的社會效益。

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中圖分類號：TV：文獻標識碼：A：文章編號：1673-9671-(2012)022-0192-01

隨著生態文明建設步伐的不斷加快，水利工程的設計和施工也越來越朝向生態化的方向發展，生態水利工程已經成為一個既定的概念映入人們的腦海，如何實現生態水利工程的設計是人們關注的重點。

1生態水利工程概述

為了使讀者能夠對生態水利工程有一個全面的認識，以下將分別從生態水利工程的分類、生態水利工程的功能以及生態水利工程的特點兩個方面來對生態水利工程做概要說明。

1）生態水利工程的分類。為了消除水患以及開發水資源而修的水利工程需要修建水閘，堤壩等不同水工建筑物，來有效的實現其目標，其中生態水利工程可以進行如下分類：①按期服務的防洪水利工程，比如長江三峽工程等；②農田水利工程，比如小浪底工程等。

2）生態水利工程的功能。①生態水利工程可以提高河道的蓄水能力，滿足人們的日常生活用水及農田用水。隨著社會的發展以及人口的劇增，人們對于水資源的需求與日俱增，所以說個地方政府在河流都建立起各種水利工程控制，調節水量以及開發和利用水資源，從而可以提高河道的蓄水能力，滿足人們的日常生活用水及農田用水；②生態水利工程具有非常顯著的經濟效益。除這兩項最基本的功能外，水利工程還可以在汛期進行防洪，發電、發展航運，旅游以及養殖漁業等需求，顯然經濟效益會十分的顯著；③生態水利工程具有很好的防洪排澇的功效。水是人類在生活和生產中必不可缺的珍貴資源。但其人類真正能利用的水卻只占地球總水量中很小的一部分，并不能完全符合人類的需求，水的存在直接就推動了巨大的經濟、社會雙效益。對于生態而言，也同樣具備了積極地作用，通過對水量的調節合理支配水資源，可以使河流長期的處在一個平穩的狀態，有效防止旱汛不均問題所造成的斷流或者是洪災，而且可以使污水再蓄水庫中有一個沉淀的過程，就干旱與半干旱為例，可以此地區生態環境得到良好的改善，使其充分地發揮了本身的調節功能，從而促進了經濟和社會不斷發展。只有在修建了水利工程的前提下，才能控制水流的平穩狀態，防止旱澇災害的發生，并通過對水量的分配和調節來滿足人民生產生活的需要。

3）生態水利工程的特點。水是人類日常生活中不可缺少的珍貴資源，但其存在的并不能符合人類對它的需求，所以我們要想更好地節約水，利用水，就要修建生態水利工程。設計在修建生態水利工程是尤為重要的因素。其中生態水利工程的特點如下：①有很強大的綜合性和系統性，統一流域及地區所組成了單項水利工程，它們相互聯系，相互制約，既緊密又相互矛盾。水利工程與其他也與國民經濟緊密相關，詳細的綜合分析才可以獲得最佳方案；②建設水利工程，對環境也有影響，水利工程不僅對經濟社會發生影響，而且也影響著江河湖泊以及生態環境，氣候等。這種影響有利也有弊。設計規劃時一定評估出利弊關系，使其消除弊端，充分發揮水利工程本身的積極作用；③建設水利工程的任務難度大，很難掌握自然條件下對施工建設的影響，其建筑比一般的建筑物更為復雜；④水利工程的效益具有不確定性，每一年的水文狀況都不會完全相同，所以利害每年也不相同。因此，制定合理的水利工程機制，就必須統籌兼顧以減少不利影響，實現經濟社會環境效益；⑤一般水利工程都是規模很大，難度大，因此所需要的資金也比較多，另外工期也長，所以工程施工時一定要充分考工程的實際環境和需求。

2生態水利工程設計和修建中的注意事項

結合大量的生態水利工程的實踐，筆者總結認為，生態水利工程在設計和修建中需要做好如下幾個方面的注意事項。

1）修建的水利工程可以同時為多種目標服務的水利工程，而且在建設生態水利工程時一定要遵循生態學的原理，以及生態平衡的相關要求和相應的自然規律。

2）生態水利工程的修建要從保護生態的角度出發進行水利工程建設，必須要滿足可持續發展以及良性循環的水利體系，從而達到人與自然能夠和諧相處。

3）考慮到水利與生態系統之間的緊密聯系。生態水利工程的建設可以使生態系統發生變化的關系。因此，在進行生態水利工程建設的過程，要對水資源進行合理利用和開發，在提高水資源利用效率的前提條件下，要采取有效舉措來充分保證生態系統的穩定和生態系統自身的良性發，這同時也在要求，在進行生態水利工程修建時必須把人與水體當作為一個整體去考慮問題，同時也要兼顧到人與自然共同的需求。

4）合理的做好生態水利工程設計、規劃、施工以及相應的工程運作機制控制工作。在有效完成以上工作的基礎上，達到改善和優化生態系統的目的，同時使相關的自然資源可以得到持續和反復的利用，真正實現人類社會的可持續發展。

3生態水利工程設計的基本原則

生態水利工程的設計最顯著的一個原則就是在設計時一定要凸顯其生態性，這是生態水利工程的本質體現，除此之外，生態水利工程的設計還需要遵循協調性，系統性和安全性的原則，以下將分別給予詳細的說明。

1）生態水利工程設計的基本原則之協調性原則。所謂的協調性原則，就是要確保水利工程要與周邊環境協調統一，我們不要著急的去建設，而是要與周圍環境實現和諧統一，只依靠人的力量是不可能控制自然的。與世界上沒有兩個相同的指紋一樣，世界上是沒有完全相同的兩條河，每一條河都有自己獨特的一面，所以我們在建設生態水利工程的時候，要具體問題具體分析，充分考慮周圍環境因素，更好地控制水的時間與空間的分布，防止災害發生，也為工農業及人們日常生活的正常需求提供了保障，如果違背了自然界的規律，那么災難就會來臨。

2）生態水利工程設計的基本原則之系統性原則。在設計整個生態水利工程的過程中，必須系統性的設計好，在設計時要充分考慮到自，然環境的易變性，不確定性，水域生態系統是在時間與空間不斷收縮或不斷發展的動態系統，河流生態系統屬于一個開放的系統，隨時都與周圍生態系統進行物質循環以及能量傳遞。一條河流是不能孤立存在的，它在生態修復中必須與相鄰的流域相互協調，必須從全局出發，綜合的，系統的進行討論，才能得到最佳方案。

3）生態水利工程設計的基本原則之安全性原則。在建設生態水利工程的時候，必須要從根本出發，考慮多方面因素，其中安全因素是非常重要的一環，生態水利工程作為一項綜合性工程，有航運、防洪、發電以及抗旱等相關的功能需求，因此，在進行生態水利工程的設計時，必須要符合工程學的相關原理，同時還要符合工程力學以及水文學的相關規律，有效確保生態水利工程的各項安全。

人們對生態文明的追求，促使水利工程也不得不向生態化的設計方向發展，然而由于水利工程作為一項綜合性的工程，其所要滿足的功能需求比較多，而且涉及的面也比較廣，所以在進行生態水利工程的設計時一定要嚴格遵循各項設計原則，這是有效發揮生態水利工程各種功能的重要前提。

參考文獻

篇4

目前，隨著全球經濟的發展，具有全球性影響的環境問題日益突出。且日漸顯復雜化和多樣化，但總體來講可以分為三類，即生態系統的破壞，對人類健康的直接影響和自然資源的日漸耗竭。隨著2009年底哥本哈根氣候大會的召開，環境問題愈受關注。而在生態水利工程設計中，要求我們水利工程設計人員必須把對環境問題的考慮加入到各個過程之中，以最大限度地減少環境影響，真正實現水利工程的可持續發展。

1、 生態水利工程設計的意義

生態設計是環境管理領域的一個新概念，它指每一環節都需要考慮其可能帶來的環境影響，通過設計上的改進使水利工程建設的環境影響降為最低。在這一過程中，決策者應把環境問題看作和經濟效益、公司形象等同樣重要。生態水利工程是一種綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發電、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態系統可持續性的需求。水利工程結合生態建設，是一個發展的必然趨勢。水利工程對于河流生態系統的威脅主要表現在兩方面：一是自然河流的渠道化，包括將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。二是指自然河流的非連續化，筑壩是順水流方向的河流非連續化，流動的河流生態系統變成了相對靜止的人工湖，流速、水深、水溫及水流邊界條件都發生了重大變化。現代科學發展使我們認識到，傳統意義上的水利工程學在力圖滿足人的需求時，卻在不同程度上忽視了河流生態系統本身的需求。因此，生態水利工程的設計要實現人水和諧的設計理念。

2、 生態水利工程設計原則

2.1工程安全性和經濟性原則

作為一項綜合性的工程，水利工程不僅要滿足人類對于供水、防洪、航運等基本需要，同時也要適應生態可持續發展的要求。因此在進行設計的時候，要同時運用水利工程學及生態學的相關理論原理，才可以得到安全、穩定、耐久的水利工程。

而從經濟學方面看的話，水利工程還需要兼顧經濟的合理性，因為我們很難掌握自然生態環境發展演變的過程與結果，因此水利工程不大不小都會帶有某種程度的風險。這就要求一方面在進行設計之初就做好對工程周邊生態環境的長期定點監測及評估。另一方面，最大化地運用河流生態系統的自我恢復功能，選取獲得經濟上投入最小，卻能贏得最大化效果的技術路線。

2.2保證水體內部環境的多樣性

相關調查顯示，一個地區的非生物環境的多樣性能夠影響其生活群落的多樣性。也就是說，如果一個地區的自然環境種類多樣，當地的生物種類也會日漸豐富，食物鏈的組成也將更復雜，這樣生態系統對外界變化的適應能力和抵抗能力越強。如果我們興建的水利工程致使該流域內的水體內部環境日趨單一化，那么，就會導致水生生物種類多樣性的減少、食物鏈結構逐漸簡化、生態系統日趨單一化，造成水體對外界變化的適應能力和抵抗能力降低，自然凈化能力逐漸下降，并逐步喪失其基本功能。所以，在水利工程設計過程中，設計人員需要對河流的近期及遠期的水文情況進行深入了解，掌握生物種類與生態環境間的關系，進而對設計草案組建數學模型，對其可行性、可操作性進行論證，從而保證水利設施的興建能夠擁有足夠的豐富多樣的環境，進而將對自然環境的影響降到最低。

2.3確保河流生態系統的自我修復功能

與傳統水利工程相比，生態水利工程除了要保證傳統水利工程的基本原則外，還需要在設計的時候，充分考慮保護生態系統的自我修復功能，也就是要維持生態系統的可持續性。而在這一方面，人工建筑物所起的作用則十分有限，只有自然因素經過長期的自然選擇后所形成的生態圈才具備良好的自我修復功能，發揮其作用。所以，在生態水利工程設計時，應盡量避免絕對化的人為力量，應充分將人為力量與自然的影響進行有機結合，從而利用生態系統的自設計功能和自組織功能，從大自然中選擇合適的物種，形成良好的合力結構。這樣，不僅僅可以取得生態系統保護及恢復方面的成效，還能降低工程的建設成本，降低工程造價，獲取更高的經濟效益和生態效益。

3.生態水利的應用

3.1永興二級水電站樞紐工程生態環境設計是湖南省水電設計院開展生態水利設計的典范工程

設計之初，技術人員就確立了“綠色工程和生態環境人性家園”的指導思想，把工程定位于生態旅游風景區和水利工程科普園。通過采用高技術手段設計了電站大鵬展翅的屋頂結構，改變了傳統水電站大壩加高壓線單調的外形，使其既體現了水工建筑物的特點和功能，又富有韻律感，與周邊植被、地貌等自然環境相協調。對建筑材料特別注意采用當地天然材料，加快生態修復速度。各種綠化植物盡可能就地取材，對引進外來植物物種持慎重態度。盡量減少人工建筑物對周圍生態環境的破壞，留出生態環境的過渡區域和生態物種的習慣性空間等等。電站竣工后其生態設計效果贏得各級領導的肯定，被人親切稱為“生態電站”和“綠色電站”。

3.2生態水利工程應用應體現與環境有機結合

生態水利工程的設計應當充分吸收環境科學與工程的理論與技術，實現水量與水質同步科學配置的目的。當前尤其是應與水污染防治工程進行有機結合，由于水利工程作用的水量一般較大且具有明顯的季節性變化，使生態水利工程的設計與實施存在較大的挑戰與阻力。如黑龍江省扎龍濕地補水工程，雖然實現了連續幾年的補水，但由于水質不符合濕地水質要求，導致濕地水域中底棲生物明顯減少，部分物種消失，一些遷徙水禽不在此處停留。為了減少早田排水挾帶泥沙或污染物進入下游湖泊或天然濕地，可以在進入湖泊或濕地的過渡帶設計生態處理溝渠或氧化塘。而水田排水溝渠可以在植物生長季節充分蓄水，利用人工溝渠濕地對有機污染物質進行降解。在缺水地區種植水稻，特別是在開采地下水種植水稻的地區，應當進行以水量高效利用與水質凈化為目的的生態水利工程設計。而這種設計思路來源于水污染的自然穩定塘處理理論與工藝。

結語：

生態水利工程的目標是促進生態學與水利工程的結合，要求工程不僅要滿足人類社會生產發展需求，而且還要同時滿足河流生態系統穩定性與生物多樣性的需求。目前，生態水利工程設計由于經驗積累問題上的不足，其發展較為緩慢，但是隨著人們對人與自然的和諧發展認識的逐漸加深，生態水利工程的發展前景將不可限量。

參考文獻：

[1]劉正茂.生態水利工程設計應遵循的理論與技術路線[J].水利發展研究，2012

篇5

水利工程對經濟與社會發展的巨大作用勿庸置疑。但是也必須看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的干擾【1】。水利工程對于河流生態系統的脅 迫主要表現在兩方面：一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形態直線化，即將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。包括河道橫斷面幾何 規則化，即把自然河流的復雜形狀變成梯形、矩形及弧形等規則幾何斷面。還包括河床和邊坡材料的硬質化，即渠道的邊坡及河床采用混凝土、砌石等硬質材料。二 是指自然河流的非連續化。筑壩是順水流方向的河流非連續化，流動的河流生態系統變成了相對靜止的人工湖，流速、水深、水溫及水流邊界條件都發生了重大變 化。庫區內原來的森林、草地或農田統統淹沒水底。陸生動物被迫遷徙。水庫形成后也改變了原來河流營養鹽輸移轉化的規律。由于水庫截留河流的營養物質，氣溫 較高時，促使藻類在水體表層大量繁殖，產生水華現象。藻類蔓延遮蓋住大植物的生長使之萎縮，而死亡的藻類沉入水底，在那里腐爛的同時還消耗氧氣。溶解氧含 量低的水體會使水生生物“窒息而死”。由于水庫的水深高于河流，在深水處陽光微弱，光合作用也弱，導致水庫的生態系統比河流的生物生產量低，相對要脆弱， 自我恢復能力弱。河流泥沙在水庫淤積，而壩下清水下泄又加劇了對河道的沖蝕，這些變化都大幅度改變了生境。由于靠水庫進行人工徑流調節，改變了自然河流年 內豐枯的水文周期規律，即改變了原來隨水文周期變化形成脈沖式河流走廊生態系統的基本狀況。最后，眾所周知，不設魚道的大壩對于洄游魚類是致命的屏障。另 一類非連續化是由于河流兩岸建設的防洪堤造成的側向水流的非連續性。堤防妨礙了汛期主流與岔流之間的溝通，阻止了水流的橫向擴展。堤防把干流與灘地和洪泛 區隔離，使岸邊地帶和洪泛區的棲息地發生改變。原來可能擴散到灘地和洪泛區的水、泥沙和營養物質，被限制在堤防以內的河道內，植被面積明顯減少。魚類無法 進入灘地產卵和覓食，也失去了避難所。魚類、無脊椎動物等會減少，導致灘區和洪泛區的生態功能退化。

概況地講，被改造過的河流生 態系統是由三個子系統組成。即：由動物、植物和微生物組成的生命系統，這是生態系統的主體。廣義的水文系統，包括地表和地下水體、土地、氣候系統等。再有 就是工程設施系統，這是人類改造河流的結果。后面兩個子系統組成生境，是生命支持系統。由于水利工程系統改變了河流形態，水庫調度運行又改變了原有的水文 規律，造成河流生態系統的生境變化，其結果可能造成河流生態系統生物群落多樣性的下降，使生態系統退化。

對于水利工程對河流生態系統的脅迫，應該采取正視而不是回避的態度。傳統意義上的水利工程學作為一門重要的工程學科，以建設水工建筑物為手段，目的是改造和控制河流，以滿足人們 防洪和水資源利用等多種需求。現代科學發展使我們認識到，傳統意義上的水利工程學在力圖滿足人的需求時，卻在不同程度上忽視了河流生態系統本身的需求。而 河流生態系統的功能退化，也會給人們的長遠利益帶來損害。未來的水利工程在權衡社會經濟需求與生態系統健康需求這二者關系方面，似應強調水利工程在滿足人 類社會需求的同時，兼顧水域生態系統的健康和可持續性。從學科發展角度看，現在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學，水利工程規劃設計主要對象 是水文系統，往往忽視生命系統的現狀和未來風險等問題。學科的進一步發展應吸收生態學的理論及方法，促進水利工程學與生態學的交叉融合，用以改進和完善水 利工程的規劃及設計理論，形成水利工程學的新的學科分支－生態水利工程學（Eco-Hydraulic Engineering）。生態 水利工程學作為水利工程學的一個新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態系統健康與可持續性需求的原理與技術方法的工程學【2】 【3】。生態水利工程的內涵是：對于新建工程，是指進行傳統水利建設的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態修復的目標。對于已建工程，則是對于被嚴 重干擾河流重點進行生態修復。

生態水利工程將與傳統治污技術、清潔生產（生態產業）以及環境立法和資源管理一起，成為河流生態建 設的主要手段之一。圖1表示了生態水利工程在河流生態建設中的地位。圖中右側表示人類活動對自然河流生態系統的干擾過程，左側表示人類活動對擾的河流 生態系統的修復過程。

這里討論的生態水利工程學的基本原則也是生態水利工程規劃設計的基本原則，筆者試歸納為以下五項內容。

1．工程安全性和經濟性原則

生態水利工程是一種綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足人的需求，包括防洪、灌溉、供水、發電、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態系統可持續性的需求。 生態水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態學原理。生態水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規律，以確保工程設施的安全、穩定和耐久 性。工程設施必須在設計標準規定的范圍內，能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時，必須充分考 慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征，動態地研究河勢變化規律，保證河流修復工程的耐久性。

對于生態水利工程的經濟 合理性分析，應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態演替的過程和結果事先難以把握，生態水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規劃設計中需要進 行方案比選，更要重視生態系統的長期定點監測和評估。另外，充分利用河流生態系統自我恢復規律，是力爭以最小的投入獲得最大產出的合理技術路線。

2.提高河流形態的空間異質性原則

有關生物群落研究的大量資料表明，生物群落多樣性與非生物環境的空間異質性（spacial heterogeneity）存在正相關 關系。這里所說的“生物群落”是指在特定的空間和特定的生境下，由一定生物種類組成，與環境之間相互影響、相互作用，具有一定結構和特定功能的生物集合 體。一般所說的“生物群落多樣性”指生物群落的結構與功能的多樣性。實際上，生物群落多樣性問題是在物種水平上的生物多樣性。

非生物環境的空間異質性與生物群落多樣性的關系反映了非生命系統與生命系統之間的依存和耦合關系。一個地區的生境空間異質性越高，就意味著創造了多樣的小生 境，能夠允許更多的物種共存。反之，如果非生物環境變得單調，生物群落多樣性必然會下降，生物群落的性質、密度和比例等都會發生變化，造成生態系統的某種 程度的退化。

河流生態系統生境的主要特點是：水－陸兩相和水－氣兩相的聯系緊密性；上中下游的生境異質性；河流縱向的蜿蜒性；河 流橫斷面形狀的多樣性；河床材料的透水性等。水－陸兩相和水－氣兩相的緊密關系，形成了較為開放的生境條件；上中下游的生境異質性，造就了豐富的流域生境 多樣化條件；河流縱向的蜿蜒性形成了急流與緩流相間；河流的橫斷面形狀多樣性，表現為深潭與淺灘交錯；河床材料的透水性為生物提供了棲息所。由于河流形 態異質性形成了在流速、流量、水深、水溫、水質、水文脈沖變化、河床材料構成等多種生態因子的異質性，造就了豐富的生境多樣性，形成了豐富的河流生物群落 多樣性。所以說，提高河流形態異質性是提高生物群落多樣性的重要前提之一【4】。

由于人類活動，特別是大規模治河工程的建設，造 成自然河流的渠道化及河流非連續化，使河流生境在不同程度上單一化，引起河流生態系統的不同程度的退化。生態水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣 性，但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其它生物物種，生態水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態的異質性，使其符合自然河 流的地貌學原理，為生物群落多樣性的恢復創造條件。

在確定河流生態修復目標以后，就應該對于河流地貌歷史和現狀進行勘查和評估。 包括河流與相關濕地、湖泊的形狀與構成、水下地形勘測、水位變化幅度、河流平面彎曲度、河流橫斷面形狀及河床材料、急流與深潭比例、河床的穩定性及淤積及 侵蝕狀況等，建立河流地貌數據庫。河流生物調查，包括植物、魚類、鳥類、兩棲動物和無脊椎動物等的物種分布地圖以及規模和存量，建立生物資源數據庫。遙感 技術和地理信息系統（GIS）是水文、河流地貌和生物調查的有力工具。

關鍵的工作步驟是在以上兩種調查工作的基礎上，確定環境因 子與生物因子的相關關系，必要時建立某種數學模型。河流環境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質、水溫、泥沙、營養鹽的遷移轉 化、水文周期變化等。研究的內容包括：調查單個生物因子的基本需求，評估各種生物因子的相互關系和制約條件，對于“關鍵種”或標志性生物的環境因子進行分 類和評估。需要強調的是，在眾多的環境因子中，識別那些對于系統的結構和功能具有重要意義的環境因子，在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地設計。

3．生態系統自設計、自我恢復原則

有關生態系統的自組織功能的討論始于上世紀60年代，以后有不同學科的眾多學者涉足這個領域。以各種不同形式構成的自組織功能，是自然生態系統的重要特征。

生態學用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現象，也用來說明食物網隨時間的發展過程。生態系統的自組織功能表現為生態系統的可持續性。自組織的機理是物種 的自然選擇，也就是說某些與生態系統友好的物種，能夠經受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個能具有足 夠數量并能進行繁殖的種群。自組織功能原理與達爾文的進化論有相似之處，只是研究的尺度不同而已。達爾文的進化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進行 的，而自組織功能是在生態系統中種群之間發生的。

生態系統的自組織功能對于生態工程學的意義是什么呢？& nbspH.T.Odum認為：“生態工程的本質是對自組織功能實施管理。”（1989）【5】。Mitsch認為：“所謂自組織也就是自設計” （2004)【6】。將自組織原理應用于生態水利工程時，生態工程設計與傳統水工設計有本質的區別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計，建 筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中，建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同，生態工程設計是一種“指導性”的設計，或 者說是輔設計。依靠生態系統自設計、自組織功能，可以由自然界選擇合適的物種，形成合理的結構，從而完成設計和實現設計。成功的生態工程經驗表明，人 工與自然力的貢獻各占一半【7】。

我國古代傳統哲學注重人與自然的和諧相處，老子主張：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。 反映了一種崇尚自然，遵循自然規律的哲學觀。在建筑理念方面，提倡“工不曰人而曰天，務全其自然之勢”（《管氏地理指蒙》），“雖由人作，宛自天開” （《園冶》），都提倡一種效法自然，依靠自然的思想。國際生態學界一些學者認為，系統生態學的哲學理念應該追溯到公元前11世紀中國的周代。其中“陰陽五 行”、萬物競爭共存和相生相克等哲學思想，體現了促進與抑制，成長與腐朽，合成與異化之間的平衡與轉化，這些正是現代生態學的哲學基礎。

傳統的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態水利工程時，要求工程師必須放棄控制自然界的動機，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術控 制自然界是不可能的，這種一廂情愿的企圖最終往往歸于失敗。人們要善于利用生態系統自組織、自設計這個寶貴財富，實現人與自然的和諧。需要強調的是，地球 上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態水利工程必須因地制宜，充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值，尋求最佳的生 態工程方案。

自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質、土壤、地貌、水文特征等生態因子，也取決于生物的種類、密度、生物生產力、群落穩定性等多種因素。在利用自設計理論時，需要注意充分利用鄉土種。引進外來物種時要持慎重態度，防止生物入侵。

要區分兩類擾的河流生態系統。一類是未超過本身生態承載力的生態系統，是可逆的。當去除外界干擾即卸荷以后，有可能靠自然演替實現自我恢復的目標。另 一類是被嚴重干擾的生態系統，它是不可逆的。在去除干擾即卸荷后，還需要輔助以人工措施創造生境條件，再靠發揮自然修復功能，有可能使生態系統實現某種程 度的修復。這就意味著，運用生態系統自設計、自我恢復原則，并不排除工程師和科學家采用工程措施、生物措施和管理措施的主觀能動性。轉貼于 4．景觀尺度及整體性原則

河流生態修復規劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續性的基礎上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內進行。在大景觀尺度上開展的河流生態修復效率要高。小范圍的生態修復不但效率低，而且成功率也低。

所謂“整體性”是指從生態系統的結構和功能出發，掌握生態系統各個要素間的交互作用，提出修復河流生態系統的整體、綜合的系統方法，而不是僅僅考慮河道水文系統的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。

這里說的“景觀”（landscape）是指生態學中的景觀尺度。關于生態學的尺度問題，O’Neill，認為：“生態學不可能建立在單一的時空尺度 上，它應該適應所有尺度的調查研究。”（1986）【8】。按照這種觀點，尺度和層次成為生態學發展的關鍵。目前生態學理論把生物圈劃分為11個層次， 依次是生物圈、生物群系、景觀、生態系統、群落、種群、個體、組織、細胞、基因和分子。景觀的尺度如何掌握？景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。

為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規劃？首先，水域生態系統是一個大系統，其子系統包括生物系統、廣義水文系統和人造工程設施系統。一條河流的廣義水文 系統包括從發源地直到河口的上中下游地帶的地下水與地表水系統，流域中由河流串聯起來的湖泊、濕地、水塘、沼澤和洪泛區。廣義水文系統又與生物系統交織在 一起，形成自然河流生態系統。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分，形成對于水域生態系統的正負影響。水域生態系統受到脅迫時，需要對于各種脅迫因素 之間的相互關系進行綜合、整體研究。如果僅僅考慮河道本身的生態修復問題，顯然是把復雜系統簡單割裂開了。

其次，必須重視水域生 境的易變性、流動性和隨機性的特點，表現為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化，也表現為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動。這些變化決定了 生物種群的基本生存條件。水域生態系統是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態系統。生態系統的變化范圍從生境受到限制時期的高 度臨界狀態到生境擴張時期的冗余狀態。

再者，要考慮生境邊界的動態擴展問題。由于動物遷徙和植物的隨機擴散，生境邊界也隨之發生 動態變動。Gosselink(1990)在研究水域生態系統物種管理的尺度問題時認為，對于給定需要修復的物種，考慮的范圍應是這個物種的分布區 【9】。舉例來說，為便于理解，可以借用“流域”這個概念，比如一個地區野鴨的種群也有一個“鴨域”。所謂“鴨域”的范圍應該包括物種個體在惡劣的條件下 遷徙到的任何地方以及支持此物種的生態系統。這個范圍的邊界，應劃定在某特定物種經常利用的一個很大的空間內。如果進一步擴展，還應該包括所謂“臨時生 境”，指在自然界對于物種產生脅迫的時期，成為該物種的避難所的地區。如果這個地區有若干種標志性動物，那么物種管理的范圍邊界將是這些物種“域”的包絡 圖。另外，還要考慮流域之間的協調問題。考慮到河流生態系統是一個開放的系統，與周圍生態系統隨時進行能量傳遞和物質循環，一條河流的生態修復活動不可能 是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態修復活動進行協調，

最后，河流生態修復的時間尺度也十分重要。河流系統的演進是一個動態過 程。每一個河流生態系統都有它自己的歷史。需要對歷史資料進行收集、整理，以掌握長時間尺度的河流變化過程與生態現狀的關系。河流生態修復是靠時間作工作 的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15到20年的時間。因此對于河流生態修復項目要有長期準備，同時進行長期的監測和管理。

需要說明的是，對于規劃、評估、監測這些不同的任務，工作對象的空間尺度可能是不同的。監測工作應該在盡可能大的尺度內進行。比如修復一塊濕地以吸引鳥 類，經過一年或者更長的時間均告失敗。這就需要考慮是否有質量更好的生境吸引了候鳥而改變了它們的遷徙路線，監測工作可能在大陸的范圍內開展。而評估工作 可能在跨流域的尺度上進行。規劃工作的尺度可能是流域或河流廊道。所謂“河流廊道”（River corridor）泛指河流及其兩岸與 生物棲息地相關的土地，也有定義其范圍為河流與對應某一洪水頻率的洪泛區。至于河流修復工程項目的實施，一般在關鍵的重點河段內進行。

5．反饋調整式設計原則

生態系統的成長是一個過程，河流修復工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態系統的進化需要數百萬年時間。進化的趨勢是結構復雜性、生物群落多樣性、系統 有序性及內部穩定性都有所增加和提高，同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看，生態系統的演替，即一種類型的生態系統被另一種生態系統所代 替也需要若干年的時間，期望河流修復能夠短期奏效往往是不現實的。

生態水利工程設計主要是模仿成熟的河流生態系統的結構，力求 最終形成一個健康、可持續的河流生態系統【10】【11】。在河流工程項目執行以后，就開始了一個自然生態演替的動態過程。這個過程并不一定按照設計預期 的目標發展，可能出現多種可能性。最頂層的理想狀態應是沒有外界脅迫的自然生態演進狀態。在河流生態修復工程中，恢復到未受人類干擾的河流原始狀態往往是 不可能的，可以理解這種原始狀態是自然生態演進的極限狀態上限。如果沒有生態修復工程，在人類活動的脅迫下生態系統的進一步惡化，這種狀態則是極限狀態的 下限。在這兩種極限狀態之間，生態修復存在著多種可能性。針對具體一項生態修復工程實施以后，一種理想的可能是：監測到的各生態變量是現有科學水平可能達 到的最優值，表示生態演進的趨勢是理想的。另一種差的情況是，監測到的各生態變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態之間，形成了一個包絡圖。一項生 態修復工程實施后的實際狀態都落在這個包絡圖中間。

意識到生態系統和社會系統都不是靜止的，在時間與空間上常具有不確定性。除了 自然系統的演替以外，人類系統的變化及干擾也導致了生態系統的調整。這種不確定性使生態水利工程設計不同于傳統工程的確定性設計方法，而是一種反饋調整式 的設計方法。是按照“設計－執行（包括管理）－監測－評估－調整”這樣一種流程以反復循環的方式進行的。在這個流程中，監測工作是基礎。監測工作包括生物 監測和水文觀測。這就需要在項目初期建立完善的監測系統，進行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監測數據，進行階段性的評估。評估的內容是河流生態系統的結 構與功能的狀況及發展趨勢。常用的方法是參照比較方法，一種是與自身河流系統的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態修復的河流比 較。評估的結果不外乎有幾種可能：1）生態系統大體按照預定目標演進，不需要設計變更；2）需要局部調整設計，適應新的狀況；3）原來制定的目標需要重大調整，相應進行設計。

在反饋調整式設計過程中，提倡科學家、管理者和當地居民及社會各界的廣泛參與，通過對話、協商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高設計的科學性。

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.

參考文獻

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【11】董哲仁河流生態恢復的目標[J].中國水利，2004年第10期，P1-5

篇6

前言：我國是水利大國，水資源極為豐富，在沒有進行水資源的科學利用時，不受控制的水不但不會為社會的發展提供有力支持，甚至造成災害。通過對水利工程的建設，我國逐漸加強了對自然水資源的利用，為社會生產和經濟發展都帶來了極大的益處。水利工程在建設中需要從多方面考慮建設效益的問題，這樣才能夠保證該工程建設的科學性。水利工程的建設主要是以對自然狀態下水資源的科學利用為主要目的，但是在建設的過程中出現問題就會降低工程建設對社會進步的收益，這就要求在現代水利工程的設計中，需要根據社會發展的新需求，對設計要求進行調整，以保證水利工程能夠充分發揮出其經濟效益和社會效益。

1、水利工程設計的重要性

水利工程在人類的發展過程中起著十分重要的作用，不僅保障著人們的生命和財產的安全，同時也為經濟發展起到了積極的推動作用。水利工程的建設，使人們在防洪、灌溉、發電、供水、航運、養殖和旅游等眾多領域都享受到了水利工程所帶給我們的安全作用和經濟作用。同時，水利工程建設可以有效的均衡不同地區水源的問題，從而促進植被和生物的生長。進行水利工程建設，能夠使人類與水實現和諧相處，使水利工程在服務過程中保證了生態系統的平衡發展，這也是未來水利工程發展的趨勢。

2、水利工程設計的原則

2.1以人為本的原則

現代水利工程設計應以人為本，以人為中心，以工程安全為基礎，做到人與自然和諧統一，設計者應該把更多的情感融入到自然生態環境中去，從而營造出高品位的景觀和環境。

2.2安全第一，經濟合理的原則

現代水利工程是一種綜合性、系統性工程，水利工程應滿足防洪、供水、發電、航運、旅游等要求，還應考慮生態環境的可持續性。現代水利工程的設計應滿足相關的規范要求，確保水利工程設施的安全性、穩定性和耐久性。現代水利工程設計應遵循風險最小和效益最大原則，做到經濟合理。例如現代城市環境水利工程的設計，除應滿足一般的防洪要求外，還是城市的重要景觀，工程建成后將會有大量的游人進入，因此，在工程設計中既要滿足人們親水、嬉水的要求，同時還要確保人們的生命安全。

2.3堅持生態化和自然化的原則

以人與自然和諧統一始終是可持續發展的長遠設計主題，在保護原有自然景觀和遵循自然規律的基礎上，考慮工程、景觀以及生態要求的條件下，充分發揮自然環境優勢，采取因地制宜，將自然景觀和人文景觀高度結合，體現人與自然的融合。

2.4人工景觀與自然景觀相結合的原則

人工景觀設計是現代水利工程的重要內容，景觀設計應當充分考慮原有天然景觀的類型、分布和特點，將人工景觀與天然景觀融為一體，真正體現人與自然和諧相處設計理念。

2.5合理利用水資源的原則

作為城市景觀的現代水利工程，要保證工程景觀功能的正常運行，蓄水是實現這一功能的重要手段，因此，在設計時應充分考慮水資源的合理利用，從而減少水資源的浪費。

3、現代水利工程設計要點

3.1采取設計監理體制

要想從根本上提高水利工程設計審核工作的有效性，就必須在工程設計中，采取設計監理體制。采取設計監理制，則能夠對設計的整個過程實施有效的控制及監控，促進設計方不斷改進自身設計水平，提高自身設計能力，保證工程質量。從而能夠在工程設計中，能夠對工程設計工作的全過程實施動態跟蹤、監理，從根本上控制工程設計的質量，提高設計工作的效率。

3.2注重美學研究，營造景觀工程

水利工程設計應重視美學研究與景觀設計，這將會給水利工程帶來良好社會、經濟和環境在內的綜合效益。人類已經從原始水利階段、工程經濟水利階段進入生態經濟水利階段，水利工程的設計必須與維護生態和保護環境相協調。

3.3注重科學性和可持續性

在進行工程設計之前，工程的設計單位及設計人員必須對工程所處區域的生態環境進行全面、細致的研究，保證在設計的時候可以通過相應的方法策略解決好工程與環境協調這一問題，保障資源利用的合理性。設計人員必須摒除傳統世俗的審美及評判標準，避免病態空間的構建和國務裝飾問題的發生，在減少視覺污染的同時，使整個工程設計的科學性和可持續性得到有效提升。

3.4生態及美學因素

水利工程設計要對各種生態環境理論和相應的生態技術進行充分的考慮與運用，以便于實現對水量和水質科學配置的同步化，將工程設計與生態環境設計進行有效結合。在保護生態環境的同時，將工程結構的建設與環境相結合，充分利用環境因素，將水利工程的建設的應用變得更加現代化和實用化。

3.5凸顯文化品味和文化內涵

不同于傳統的水利工程建設，現代水利工程從某一角度上看已經成為城市景觀的組成部分，其文化品味與城市的品味結合在一起，水利工程設計的文化品味和文化內涵能夠有效提升城市的文化氣息。因此在工程設計的過程中，設計人員需要對城市的人文風俗、自然文化等進行相對深入的了解和感知，以便于通過相應的建筑小品、景觀和水域等的布局與規劃，使整個水利工程的文化品味與城市的文化氣息融合在一起。

3.6設計中要強化質量管理，確保整個設計質量水平

設計單位在進行管理時，要樹立質量管理理念，將質量問題當做最根本的問題看待。緊緊圍繞著顧客需求進行設計，不斷提高項目設計質量，通過全方位質量控制來推動發展。設計單位在編制施工組織的過程中，要盡量做到具體詳盡，為施工單位的工作提供完整可靠的信息，以防后期階段發生一些本來可以避免的糾紛。與此同時，編制的概算也要盡可能完整以及準確，關于項目單價的確定，要結合當地的具體實際進行計算，這樣才能使工程造價得到有效控制。

3.7加強施工的機制和觀念創新

項目施工管理創新方案確定組織機構，明確了母、分公司的體制，并相應建立起了現代企業管理制度，創新的方案基本具備了。但這一方案的有效運行還需要有創新的機制，方能使這一創新方案具有極強的生命力。創新的機制就是要使項目經理部及分公司不斷增強市場的競爭能力，牢牢占有自己的市場，不斷開拓和占有潛在的市場。項目施工管理不斷創新的關鍵是企業高層管理者給予足夠的重視，加大人才的培養、引進和凝聚，切實加強創新意識，以創新的思維方式對企業進行管理，即以市場的需求為出發點，要深刻認識項目施工管理創新的緊迫性、重要性、艱巨性和長期性。施工企業應將項目施工管理的創新放在企業發展戰略的高度上來定位，并將創新工作切實落到實處，要根據時代要求和遵循創新原則去提出創新方案。

4、結語

總而言之，水利工程設計工作是保證水利工程可以順利進行的基礎，也是保證水利可以獲得更多的經濟效益的保證。水利工程在進行施工的時候，安全是非常重要的，這就需要在進行工程設計的時候對工程的細節也進行很好的控制。水利工程的設計工作可以受到很多因素的影響，在設計的時候要能夠克服出現的問題，保證水利工程設計工作可以順利完成。筆者衷心希望，以上關于對我國現代水利工程設計的探究能夠被相關負責人合理的吸收和采納，進而更好的發揮水利工程的作用，為我國人民群眾謀福利。

篇7

在以往的水利工程學中，人們多側重于自身的需求，對生態方面有所忽視，進而導致很多生態問題出現。人們在對這些生態問題反思與改進后，推出了生態水利工程。生態水利工程以可持續發展為理念，通過多種技術手段，改變以往粗放式的建筑方式，將水利工程和生態工程有效地融合在一起，實現人類社會與生態環境的共同發展。

1.水利工程的優勢與不足之處

水利工程對于人類社會的發展具有重要意義，其優勢重要體現在如下方面：一是水利工程能夠大幅度提高水資源的利用率；二是在水利工程下，很多人工湖泊出現，對城市夏季高溫有顯著的調節作用；三是水利工程能夠儲備一定量的水資源，實現水資源的調用，滿足人類社會的生產與生活需要；四是水利工程能夠有效地減少水土流失的現象。

盡管水利工程給人類社會的發展作出了巨大貢獻，但其也產生了諸多不利影響，主要表現為：一是水利工程給上游的生態環境帶來一定影響，在建設的過程中，上游水面會升高很多，原本為陸地的部分可能會成為水庫或濕地，陸地上的景觀也會淹沒；二是水利工程給下游的生態環境也帶來嚴重的影響，下游很有可能出現浮游生物惡性繁殖的狀況；三是水利工程會給自然生物帶來嚴重的影響，影響其正常的繁衍。比方說，很多魚類都在上游產卵，在水利工程的影響下，其無法到上游產卵，嚴重時會出現物種滅絕的后果；四是水利工程會給周邊地貌帶來很大影響，地質穩定性被破壞，使得自然災害頻發。除了這些以外，水利工程還會帶來深層次的影響，如水文形勢等。興建的水壩改變河流的流速、水深等，水體自凈能力有所下降，水體密度、水體溫度都發生變化。倘若水壩位于上游，那么河道內徑流量就會增加很多，徑流的速度會降低，使得水體流體變化，甚至導致地殼運動更為活躍，引發洪水與地震等嚴重災害。

2.生態水利工程的基本設計原則

（1）整體性原則

在對河流生態進行修復規劃的時候，倘若只是在小范圍內進行短時間修復，那么生態效率將難以提高，修復效果也大打折扣。所以，在設計生態水利工程的過程中，應從大景觀的角度出發，只有這樣，生態效率才能夠被恢復，修復效果才比較理想。從整體的角度來看，這是依托于生態系統的結構與功能，在各種要素相互作用的基礎上，制定出的河流生態系統修復的方案。該方案具有極強的綜合性，并不簡單的植被修復。生態學領域下的景觀尺度涵蓋時間與空間兩方面。在河流修復的過程中需要采用大尺度景觀，這是由于：一是水域生態系統是由多個子系統構建而成的，其包括生物系統與人造工程設施系統。這些系統和生物系統有機融合在一起，共同組建了整個生態系統。如果水域系統被破壞，單純從河道而進行生態修復是難以達到修復效果的，相關人員必須靠綜合各種因素之間的作用關系而制定出可靠的修復方案。二是在進行生態系統修復的過程中，必須考慮水域生態環境的多種特性，如隨機性、流動性與可變性等，因為這些特性直接對生物種群產生影響。三是在設計的過程中要考慮河流生態系統的開放性。河流生態系統本身會與周邊生態系統進行物質交換，所以僅對河流進行生態修復是難以達到修復效果的。四是河流生態修復需要一定的時間，并非一蹴而就的。相關資料顯示，要重建或修復一個濕地，所耗費的時間大約為15年到20年。所以，相關部門與工作人員應做好充足的準備，對所修復的河流進行長時間的監測與管理。綜上所述，在進行生態水利工程設計的過程中，必須立足于整體，做好長期性的規劃，綜合考慮各種因素，制定出大尺度的景觀方案。

（2）充分利用生態系統自我修復的原則

和以往的水利工程相比，生態水利工程在考慮水利工程的相關原則外，還要充分考慮生態系統本身的自我修復能力，最大限度地促進生態系統的可持續發展。要想實現這一點，單純地依賴人工建筑物是不可能的。事實上，任何一個生態圈的出現都是經過了漫長的自然考驗的，是各方面因素相互作用的最終結果，其往往具有極強的修復能力。因此，在設計生態水利工程的過程中應充分利用生態系統自我修復的功能，否則單純依靠人為力量，很有可能會適得其反，導致生態環境的進一步惡化。最有效的路徑是，將人為力量和大自然有效地結合在一起，充分利用生態系統的組織功能，由大自然的選擇恰當的物種。在這一方式下，一方面生態系統的修復效果顯著提升，另一方面能夠節約大量的成本，兼顧經濟效益與生態效益，實現雙贏。

（3）保護水體環境多樣性的原則

對于生活群落來說，非生物環境會對其產生多種影響。也就是說，某一地區，倘若其自然環境具有多樣性，那么其生物也會具有多樣性。通常，這種多樣性強的生態系統具有很強的適應性，可以應對一系列的外部變化。如果水利工程導致水體內部環境趨于單一化，那么其自身m應能力將會大幅度下降，難以抵御外界的變化。這樣一來，生態系統的功能也會逐步喪失。所以，在設計水利工程的過程中，相關設計人員應充分了解水域情況和周邊生態環境，推出合理的設計方案，并從多方面對設計方案進行反復論證。只有這樣，生態水利工程才會修復與改良生態系統，造福人類。

3.結束語

在當前社會下，人們的環保意識不斷提高，生態水利工程開始出現。和以往的水利工程不同，生態水利工程從水域的生態環境出發，充分考慮多種因素，有效地利用生態系統的自我修復功能，實現經濟效益與生態效益的雙贏。在設計生態水利工程的過程中，設計人員應立足于整體，構建大尺度景觀，充分利用生態系統自身的功能，在確保生態系統多樣化的前提下，推出合理的生態水利工程設計方案。

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1概述

生態水利工程是水利工程中的重要分支，主要結合可持續發展理念，研究為滿足人們需求，確保生態水域健康，對水利工程技術進行合理運用。不只是采用傳統建設理論，還要恢復建設完成的水利工程生態，時刻關注對河流生態性的修復。嚴格遵循生態水利工程規劃設計原則，對生活環境不斷改善，進而有力促進經濟社會的發展。

2生態水利工程

2.1生態水利工程內涵。水利工程在傳統中是由水文、水力及結構力學等多個學科組成比較完整的工程力學體系。不僅對人類行為影響水域的程度提高關注程度，也對人與自然的和諧發展更加重視。有機結合環境工程及生態理論，進而形成具有較強綜合性的跨學科領域體系。

2.2生態水利工程分類.在實際中根據水利工程用途，可將生態水利工程分為農田及防洪水利工程兩類，如小浪底是農田水利工程，三峽工程是防洪水利工程。

2.3生態水利工程特點。生態水利工程所需建設經費較多，相對于普通水利工程，具有較長工期、較大建設規模及難度等特點，具有不確定的經濟和生態效益。生態水利工程與環境具有比較密切的關系，不管是對生態環境、氣候及經濟社會發展，水利工程對其的影響都很大，其相互作用難免存在不足之處，但在水利工程規劃過程中，應充分發揮水利工程的優勢，重視其不足之處并盡可能采取有效措施予以消除。其綜合性與系統性特點使水域之間產生一定的聯系，也具有一定制約，使水利工程與經濟發展建立聯系。

2.4河流生態系統對水利工程的影響。在社會生產中，水利工程對于社會及經濟發展都具有重要推動作用，但在建設過程中不可忽視水利工程破壞生態環境的程度。使河流連續性、多樣性及流動性的到一定程度的改變，也改變了水域水深、水溫、流速等情況。針對破壞生態環境的水利工程應予以高度重視，在建設中應滿足社會經濟及生態環境的實際需求，從而確保水域環境的可持續發展。

3生態水利工程規劃原則

一是反饋調整式原則。水利工程修復所需時間較長，生態系統成長比較漫長，但針對不同情況，生態系統也需不同的恢復時間，若時間較短恢復河流生態是無法實現的，若時間較長，生態系統結構在進化中將增加復雜性及多樣性，在一定程度上使穩定性增加，對外抵抗力也明顯提高。通常生態水利工程設計原則應實現對較為成熟的自然界河流生態體系盡可能模擬后，再建設水利生態系統。投入建設的水利工程已實現生態系統的自然演替，但其發展可能不是按照設計計劃進行，可能向著可能性較多的方向發展。通常外界對最高層不能脅迫是最理想的演替，但在實際中，若對生態系統的恢復施工中，難以避免受到很多因素的影響。自然界生態系統演替是以不受干擾的狀態為上限，若沒有修復水利生態工程，系統將不斷惡化甚至不能修復，這是生態系統演替過程中的下限。在兩個極限之間，生態系統恢復存在的可能性較多。任何生態恢復系統都無法恢復到最佳的自然生態狀態，只能盡可能減少所受的危害，使其發展向著良好的生態方向。生態系統與社會系統不管是在時間還是空間上，都存在不斷變化性。不僅系統逐漸更替，生態系統狀態也會受到人類行為狀態的干擾。生態水利工程設計受這種非靜態特征的影響，與傳統工程設計方法存在明顯差別，采用反饋調整式設計原則，遵循設計—執行—監測—評估—調整的流程。監測是基礎，在監測工作中水文及生物監測是主體。因此建立的監測系統在確立項目時應完善，將監測貫穿項目施工的整個過程。在階段性評估中善于應用數據集資料，實現預期評果。評估對象主要是河流生態系統結構或功能，主要采用參照比較法進行評估。該方法應用便捷，具有較高的效率及較廣的普及性。二是景觀尺度及整體性原則。以長遠的發展觀點而言，盡竟可能選擇具有較大尺度的景觀區域開展河流生態修復規劃與管理，基于可持續發展理念，若選擇較小尺度，短期內在局部分散的范圍內進行，不具有較高的效率及較高的成功率。但若在較大尺度的景觀上修復生態河流，可明顯提高工作效率，實現預期良好的目標。此外，還應嚴格遵循整體性原則，將生態系統結構功能作為關鍵，深入了解生態系統中要素之間的關系，有針對性的提出河流生態系統修復方法，對水域和生態環境特點提高重視。對動態擴展的生境邊界予以充分考慮，因遷徙的動物和隨機擴散的植物將動態影響生境邊界的變化。控制好修復河流生態的時間尺度，由于都需要較長時間，更要做好充分準備。三是生態系統自設計與恢復原則。生態系統的典型特點就是自組織功能，生態學采用自組織功能對豐富的物種分布進行解釋，可證明對時間變化食物網也不斷變化。生態系統可持續性是其自組織功能的主要表現，物種以自組織機理為自然選擇，物種與生態系統具有比較和諧的關系，能夠接受自然選擇考驗，對適應其發展的良好環境也能找到。基于此情況，生物環境對具有足夠繁殖數量的種群提供相應支持。自組織功能原理類似于達爾文進化論，只是在研究尺度方面存在差別。四是經濟性與安全性原則。分析經濟效益應掌握風險不斷降低，逐漸獲得更大效益的原則。因隨機性是水域環境生態系統演變的一個主要特點，這在一定程度上對于生態水利工程規劃的風險性具有決定性作用，需要在初選生態水利工程方案過程中進行比較研究，注重長遠利益，高度重視評估監測水域生態環境。還要將投入的經費不斷降低，對生態系統恢復力充分利用，獲得較高的經濟和生態效益。生態水利工程不只是滿足可持續發展要求，還要滿足人們具體要求，使生態水利工程達到耐久性、安全性、穩定性，與客觀的科學發展規律相符。

4結論

綜上所述，作為新興學科的生態水利工程，其目標是實現社會經濟發展與自然環境的平衡。因此在實際施工過程中，嚴格遵循有關原則，實現人與自然的和諧統一。只有不斷吸取先進的技術并提高創新性，才能有利促進生態水利工程建設的發展，為農業發展發揮十分重要的作用。

作者:周林 單位:五常市供水公司

參考文獻:

[1]邵蕾，李麗.淺談生態水利工程的規劃設計基本原則[J].民營科技，2013，11.

[2]禹博.論生態水利工程的基本設計原則[J].河南水利與南水北調，2014，10.

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中圖分類號： F323.213 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/ki.jlny.2017.06.029

農村水利灌溉工程不僅在旱季能用來灌溉農作物，還能在雨季排洪抗澇，如何做好農田水利灌溉工程，規劃設計好取水方式尤為重要，本文就農田水利灌溉工程的規劃設計做細致分析。

1設計標準

河流的徑流量會隨一年四季的變化而持續處于變化之中，同時農作物對應的種類以及種植面積都將會發生較大的改變，這種改變將造成灌溉用水量的大幅度變化。因此，灌溉工程既要保證規劃設計的標準，也要保障規劃設計的科學性，又要滿足灌溉用水量隨氣候和灌溉面積的變化而變化。目前，我國的灌溉設計最常見的有以下兩種：

灌溉設計保證率，首先應該調查當地灌溉工程的規模，清楚當地農作物的種植種類，最重要的是當地的水源情況，這些是確定灌溉設計保證率的關鍵因素。

抗旱天數，了解當地的氣候條件，確定旱季的時間周期，摸排了解灌溉設施的供水能力，保證滿足農作物的供水需求，才能確定抗旱天數。

2灌溉渠系的規劃設計

2.1總體規劃布局

要結合當地的水資源、地勢、發電能力、飲水情況等諸多方面的因素，系統地做出合理的統籌規劃，因地制宜做出科學的規劃設計，實現更好的管理和工程高效施工。做好農田水利灌溉渠系規劃設計。

2.1.1利用地形優勢 旱季是灌溉農作物的關鍵時期，要達到自流灌溉的要求，首先要把灌溉渠道布置在地萁細叩牡胤劍以便提高水的流速，實現自流灌溉。到了雨季，排洪抗澇是首要任務，排水溝渠的布置要選擇地勢相對低的地方，便于農田內多余水量的排出，達到排洪抗旱的目的。由于排水的地勢較低而灌溉渠道的地勢較高，所以要分開修建。為了不影響全局基礎又能有效照顧到局部，所以采取小片灌溉的方式是針對局部高地，采取小片提排的措施是針對局部洼地。在進行渠系布置時，盡量直、整、齊，減少交叉建筑物，這樣可以節約渠系規劃的成本。

2.1.2安全是主要原則 在農田水利灌溉工程施工過程中，保證安全是否順利完成農田水利灌溉工程的前提，要做到減少挖方，盡量減少高填方，避免存在難工險段。在地形為山丘時，為避免渠道被破壞，在渠道布置時要盡可能避開小溪和河流，選擇透水性極低甚至不透水的土質地帶。避開風化巖石層，在滿足灌溉要求的同時做好排洪、泄洪的措施。

2.1.3綜合利用 因各個地方地勢條件不同，在山丘進行渠道布置時，首先要考慮水源和供電設施，提高水土資源利用率，真正實現多種用途和一水多用。使用集中落差的渠道布置方式是最可行的，如果在平原地區，地勢較為平坦，基本沒有太大的起伏和落差，灌溉模式可以選擇河井相結合的方法。

2.2干、支渠的規劃設計

結合當地的地形地貌對灌溉渠道的干、支渠進行有效的規劃設計。對平原灌溉區的干、支渠規劃設計進行系統的分析。平原地區耕地面積多，地勢廣闊，結合平原的地勢情況和旱澇具體嚴重程度，對平原地區干、支渠的規劃與設計做出行之有效的安排和部署。

3取水方式與規劃設計

灌溉水源決定灌溉取水方式，在農田水利灌溉工程規劃和設計中確定好取水方式非常重要。根據灌溉水源的地勢等因素，有以下兩種灌溉方式，即自流灌溉和提水灌溉。自流取水灌溉是以河流作為水源，進行有壩取水和無壩取水。在進行取水方式的設計時要考慮開渠建閘，引水地點水位的高低、地點和引水口的長度，方便農民對農田進行灌溉，同時還能節約工程成本。

3.1無壩取水

是否需要修建水閘是進行無壩取水的關鍵所在。如果不修建水閘，會使引水口無法控制水流量和流速，導致渠道在水的沖擊下損壞，嚴重的還會淹沒農田。需要結合實際情況來決定是否需要修建水閘，將引水角度掌握在30°～45°之間，這個角度能保證水流相對平穩流入渠道，引水口能夠承受相對大的引水量。

3.2有壩取水

3.2.1溢沙壩 通過攔截河流提高水位，可以將雨季多余的水量排出。

3.2.2進水閘 進水閘是引水灌溉的根本，可以有效控制進水量，不讓多余的水流入。

3.2.3排沙閘 泥沙流入渠道會造成渠道堵塞，排沙閘的作用就是有效防止和控制泥沙流入渠道。可以考慮修建沉沙槽、沉沙池等防止泥沙的設施。

3.2.4防洪堤 防洪堤的主要作用是在雨季防洪，保護城鎮居民的人身安全和財產安全，平時還可減少攔河壩對上游的損失。

4結語

隨著我國農業經濟的不斷發展，興修農田水利灌溉工程是大力推進農村發展農業經濟的基石，是“功在當代，利在千秋”的惠民工程。要綜合實際情況，建設科學合理的農田水利灌溉工程，造福百姓，讓更多的農民受益，從而提高我國的農業經濟水平。

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目前我國在水利工程建設上，已經慢慢地傾向于生態型的水利工程建設，開始更多地關注水利工程的水域生態問題，并往可持續方向發展，將水利工程與環境立法、資源管理以及生態產業相結合，加強對生態系統的保護，提高水利工程的生態建設。

一、水利工程對生態系統的影響

隨著經濟的發展，人們對水利工程的建設也越來越重視，除了對經濟和社會所產生的作用，同時人們也觀察到水利工程對生態環境所帶來的影響，尤其是對河流生態系統的破壞。水利工程的修建改變了河流的流動性、多樣性以及連續性特點，改變了水域的水文規律、水深、水溫、流速以及河流的水流邊界等，這些改變都會嚴重影響到河流的生態系統。對此，在未來的水利工程建設中除了要考慮其經濟效益以外，還要考慮到生態系統的需求，有效地結合二者，使水利工程在滿足人們需求的同時，還符合生態系統和可持續發展的需求。

二、生態型的水利工程

目前，水利工程的基礎學科是水文學和工程學兩大類，所設計以及研究的對象主要是水文系統，對于存在的未來風險以及生態系統的現狀往往容易忽略。對此，很多的企業為了在水利工程建設上取得更好地發展，有效地將水利工程學與生態系統相結合，根據生態系統的理論知識，來完善和改進水利工程的設計，從而使一種新水利工程出現，也就是生態型水利工程。生態型水利工程中不僅可以滿足人們的需求，同時還可以促進經濟的可持續發展，修復河流的生態系統。

三、水利工程的生態設計原則

（一）水利工程的經濟性和安全性原則

由于生態型的水利工程屬于綜合性很強的水利工程，它不僅要滿足人們的需求，比如灌溉、防洪、發電、航運以及供水等需求，同時還具有生態系統的功能，能夠促進水利工程可持續發展。對此，生態型的水利工程必須要符合水利工程學和生態學原理，符合工程學和水文學的要求，具有一定的穩定性、耐久性以及安全性等特點，嚴格按照要求來設計水利工程設施，并將其規范，使其能夠承受干旱、冰凍、洪水、風暴以及侵蝕等自然力的荷載。同時根據河流的具體地貌特征進行橫縱斷面的設計，在設計時還要考慮到河流的沖刷、侵蝕以及沙泥的運輸等特點，按照河流的變化趨向進行研究，從而提高生態型水泥工程的耐久性。

認真分析水利工程中的合理性和經濟性，按照獲取最大效益，降低風險最小的設計原則。由于在水利工程中，往往存在很多潛在性的風險，這些風險都是難以預測和把握的，所以在進行設計規劃的時候，可以將方案進行類比，擇優選擇，并做好工程項目的檢測和評估工作，充分利用河流的生態系統的規律，促進水利工程的生態發展。

（二）生態系統的自我恢復和設計原則

在生態系統中，所呈現的可持續主要通過其自組織功能才得以表現的，而物種的自然選擇則是通過自組織的機理來進行的，簡而言之，就是在生態系統中與之較為友好的物種，同時在一定程度上能夠承受來自自然選擇的考驗，并找到適合的環境和相關的能源。

在水利工程生態設計上運用這個自組織原理的時候，由于傳統的水利工程與生態型水利工程在本質上存在著一定的差異，尤其像大壩這些較大的人工建筑物的設計是一項確定性的工程項目，所有關于建筑的資料和信息都是在人員掌控之中，并最終按照人們的預期目標進行設計。而生態型水利工程的設計則屬于一種指導性的工程設計，當然也可以算得上是一種輔設計，通過生態系統的自組織和自設計功能，對于物種進行自由的選擇，構建一個合理的結構，從而實現生態型水利工程的設計。

我國傳統的水利工程設計主要是控制自然河流，而生態型的水利工程設計則是在設計的時候，放棄對自然界的控制，樹立一個全新的設計觀念，要學會善于利用自然界，有效地利用生態系統中的寶貴財富，使設計呈現出一種人與自然的和諧狀態。但是必須要注意的是，在地球上是不存在相同河流的，每條河流都有屬于它自己的特點。對此，在進行生態型水利工程設計的時候，一定要根據當地的實際情況，充分利用每條河流的自身特點、美學價值以及自然屬性，制定最佳的設計方案。

在自設計理論中，其適用性主要還是根據具體的實際情況來進行的，根據生態系統中的水質、土壤、水量以及地貌等因子，同時還要考慮生物的密度、種類以及生產力等因素來進行自設計。充分利用自設計的理論知識和鄉土種，在采用外來物種的時候，一定要進行嚴格的檢查和審核，避免其他物種對生態系統的破壞。

（三）河流的空間異質性原則

如果一個地方的空間異質性較高的話，則說明該地可以制造很多的小生境，使很多的物種能夠共存。相反，如果這個非生物環境比較單調的話，勢必會造成物種的下降，從而導致生物物種的比例、密度以及性質等都會出現變化，在一定程度上導致生態系統的退化。目前在一些規模較大的工程建設中，由于人員活動較多，很容易導致河流的渠道化和不連續性，造成河流的生態環境變得單一化，退化其生態系統。建立生態型水利工程主要是為了提高和恢復該地的生物種類的多樣化，而不是簡單的進行植被種植或者是引進一些其他物種。對此，在進行水利工程的生態設計的時候，首先要做好其河流空間異質性的提高工作，符合當地河流的地貌原理，為生物物種的恢復提供一個條件。

（四）水利工程的整體性和景觀尺度

在進行水利工程生態設計的時候，必須要對河流的生態恢復進行管理和規劃，以可持續發展為基礎，具有大景觀尺度和長期性。在大尺度景觀上進行的河流修復工作，其效率要比在小尺度景觀上的效率要高得多，同時其成功率也相對地較高。生態系統的整體性主要是從其功能和結構上出發的，通過對生態系統中各要素之間相互作用的掌握，制定一個全面的、整體的方案。在水利工程中其景觀尺度主要包含兩個方面的內容，一個是時間尺度，一個是空間尺度，由于水域的生態系統是一個較為復雜的大系統，其中包含了很多其他系統，比如生物系統、水文系統等，由于這些系統相互作用并聯系在一起，形成了一個巨大的自然河流水域生態系統，而水利工程的設計必定會給這個生態系統造成一定的影響。對此，在進行水利工程生態設計的時候，一定要對在工程實行過程所產生的負面影響進行研究和分析，同時還要根據當地的水域特點，構建一個開放系統，增強水利工程與周圍生態環境的聯系，加強流域之間的交流，提高其修復活動，并協調好其管理工作。

結束語

綜上所述，要想做好水利工程的生態設計工作，必須要將水利工程學與生態學進行有效地結合，根據工程周圍的環境以及河流特點進行全面的規范和設計，同時還可以借鑒其他國家優秀的設計方案和經驗，從實際情況入手，構建一個合理的科學的生態水利工程，促進我國水利工程事業的發展。

參考文獻：

[1]王光林.試論生態水利工程的基本設計原則[J].中國科技博覽，2012，（9）