時間：2022-06-20 08:05:46
序論：在您撰寫生態工程論文時，參考他人的優秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發您的創作熱情，引導您走向新的創作高度。
隨著科學進步,人們認識到水利工程對于河流生態系統可能造成不同程度的負面影響。這主要表現在以下兩個方面:一是自然河流的人工渠道化,包括平面布置上的河流形態直線化,河道橫斷面幾何規則化,河床材料的硬質化。二是自然河流的非連續化,包括筑壩導致順水流方向的河流非連續化,筑堤引起側向的水流聯通性的破壞。從保護生態環境的高度,充分認識這種負面作用,積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態系統予以必要的補償,維護水域生態系統的功能,是流域生態建設的重要任務之一。
近年來,各地在進行防洪工程建設和河流整治工程中,已經采取了一些新技術和新材料加強河流的生態建設。比如生態型護坡技術,堤防綠化措施等。但是這些技術經驗還缺乏系統的總結,也迫切需要有關技術規范和技術導則的指導,使之更具科學性和規范化。
2生態化建設的建議
2.1有關防洪工程規劃的原則。工程經濟效益和環境效益分析方面應加強,權衡滿足人的需求的經濟效益與環境效益之間的關系,即進行工程項目經濟技術及生態環境效益評估,改變現行的單一經濟技術評估指標體系。以往的治河工程著眼于河流本身,往往忽略了河流湖泊與岸上生態系統的有機聯系,忽視了河流周圍的生物群落的存在,也常常忽視了整治后原有生物群落的恢復。因此,在進行防洪工程的規劃時,應明確河流與其上下游、左右岸的生物群落處于一個完整的生態系統中。建議按照“河流生態廊道”的范圍,進行統一規劃、設計和建設。在平時的設計當中除說明需進行常規的水文、地質的測量勘察外,還要補充加強相關范圍的生態系統調查的要求,重點是生物群落(動物、植物)的歷史與現狀調查,對特定的生物群落與水體的相互依存的關系有明確的認識。
2.2堤線布置及堤型選擇河流形態的多樣化是生物物種多樣化的前提之一,河流形態的規則化、均一化,會在不同程度上對生物多樣性造成影響。因此,針對有關條款,建議補充或強調以下要點:在堤線布置原則中,補充說明應盡可能保留江河湖泊的自然形態,保留或恢復其蜿蜒性或分汊散亂狀態,即保留或恢復濕地、河灣、急流和淺灘。在確定堤防間距時,遵循宜寬則寬的原則,要處理好行洪和生態保護要求與土地開發利用之間的矛盾,河槽和河漫灘不僅要能滿足設計洪水行洪要求,還要保持一定的淺灘寬度和植被空間,為生物的生長發育提供棲息地,發揮河流的自凈化功能。堤型的選擇原則除滿足工程滲透穩定和滑動穩定等安全條件外,還應結合生態保護或恢復技術要求,盡量采用當地材料和緩坡,為植被生長創造條件,保持河流的側向聯通性。
2.3河流斷面設計。自然河流的縱、橫斷面也顯示出多樣性的變化,淺灘與深潭相間。因此設計規范中應提出河道盡量要做到河床的非平坦化,采用非規則斷面。避免因規則斷面而導致流場的均一化,增加與生物的親和力,并有助于與自然風景相協調。與上述設計相對應,需要推廣使用一些與非規則斷面有關的水力學計算方法和配套的實用工具或計算機軟件包。
2.4岸坡防護。在河流整治工程中,對生態系統沖擊最大的因素是水陸交錯帶的岸坡防護結構。水陸交錯帶是水域中植物繁茂發育地,為動物的覓食、棲息、產卵、避難所,也是陸生、水生動植物的生活遷移區,至關重要。因此,岸坡防護工程的設計應從強調人與自然和諧的生態建設要求出發,采用與周圍自然景觀協調的結構形式,在滿足工程安全的前提下,確保生態和景觀的護岸形式多種多樣。在典型的岸坡防護結構中,可盡量使用具有良好反濾和墊層結構的堆石,多孔混凝土構件和自然材質制成的柔性結構,盡可能避免使用硬質不透水材料,如混凝土、漿砌塊石等,為植物生長,及魚類、兩棲類動物和昆蟲的棲息與繁殖創造條件。
2.5景觀建設。城市水域整治的景觀建設中,可以強調注意保留江河湖泊天然的美學價值,避免將水流置于過多的亭臺樓閣等混凝土與砌石形成的人工環境之中。水利工程設施要造成一種人與自然親近的環境,現代的城市景觀設計,應更多注重生物棲息地建設。水利工程還應為公眾廣泛參與和對兒童進行水環境保護教育創造良好條件。如水生態公園等。
2.6工程施工。在工程施工中,建議強調施工期對生物棲息地進行保護和恢復,避開動植物發育期進行施工。對特殊區域的物種,在施工期要采取其它輔助保護措施,如它處養育等。取料場開挖后應進行適當處理,以滿足美觀和環境方面的要求,要求合理設置排水、平整地形和改善有利于植被生長的條件。料場區應進行植被恢復,與周圍景觀相一致。
2.7工程管理。為降低施工環境對生態系統的沖擊,保障工程效果的實現,并延長生態工程的壽命,宜強調加強前期的養護和后期的管理,包括維護、監測和評估,并積累數據和經驗。
3結語
1.1主體空間利用的原則物種種群分布有兩種模式，分別是平面分布和垂直分布。在水利工程施工中要確保物種種群不受影響，不要打破周邊環境和物種原有的生態平衡。因此在進行水利工程施工的時候，就必須進行物質的分級，并建立多層次利用體系，在這個基礎上相關部門根據生態系統內部物種的分布情況，總結經驗提出了主體空間利用的原則［2］。主體空間的應用可以使空間組織結構面臨的障礙得到有效的處理，人們在進行水利工程施工的時候可以根據這一原則來使水利工程生態系統和建設格局相互適應，還要合理的規劃土地、水流等資源，這樣可以達到對生物結構層次的合理安排的目的。
1.2循環利用可再生原則有效的降低水利工程的建設成本、實現生態效應的主要途徑就是可再生循環利用，在進行水利工程施工的時候可以使用可循環利用材料，也可以使用可再生的原材料，這樣可以充分的挖掘資源的價值能夠達到處理、回收建筑垃圾再利用的目的，通過循環利用可再生原則可以使得生態環境得到切實的保護，變廢為寶，進而在保護生態環境的同時還提高了經濟效益。
1.3經濟效益、社會效益和環境效益協調發展原則在進行水利工程施工的時候，想要實現經濟效益、社會效益和環境效益協調發展這一目標，就必須確保生態系統的平衡，不要打破生態環境，要通過科學發展觀的理念來指導施工，以環境保護作為立足之本，這樣就能夠協調人和自然的關系，在確保生態環境不受破壞，工程質量得到保證的同時，還要處理好經濟建設的問題。在進行水利工程施工的時候，可以發展生態用水，也可以適當的發展水利方面的旅游業，這樣可以促進經濟效益的提升，還能夠確保生態環境的平衡，實現良性循環，這樣也可以很大程度上的降低水利工程施工對生態環境的不利影響。
1.4物種共生原則生態系統開放性的特征很明顯，在一定生物集群范圍內，物種的數量是恒定的不變的，但是在進行水利工程施工的時候，會使得生態系統和外部環境之間進行物質交換，這樣就可能使得生態環境平衡被打破。在對生態環境現狀進行細致的分析之后，要遵循物種共生的原則來進行水利工程的施工，這樣能夠使得工程和自然優勢互補，還能夠維護生態環境的穩定性，使得生物的多樣性得以確保，還能夠使得水利施工建設的生產發展得到滿足，這樣就能夠使水利建設優化的積極作用得到發揮。
2提高水利工程施工生態工程環境措施
1)在進行水利工程建設的時候，要使施工對生態環境的破壞最小，這樣就可以實現生態環境保護和水利工程和諧發展的目標。在水利工程建設過程中，要科學合理的進行施工方案的制定，在制定施工方案的時候要以保護施工地生態環境為前提，采用最合理的施工計劃，這樣才可以實現水利工程生態經濟效益的最大化。
2)在進行水利工程施工的時候，要循環地使用施工中的各種材料和各種物品，并進行綜合的利用，要盡可能的實現所有材料得到最大程度的利用，這樣既能夠保護水利工程施工地的生態環境，還能夠使得水利工程的總成本降低，進而提高經濟效益。
3)對于那些已經完工的水利工程項目和接近完工的工程項目，也要依據國家的相關規定來對施工地的生態環境進行嚴格的監測管理，要確保在整個施工期都能夠有嚴格的環境監測，及時地發現施工中破壞生態環境的問題，進而采取對應措施來解決問題，這樣才可以切實的保護生態環境，在施工過程中，要將相關環境保護人員的責任進行明確的劃分，并配置最專業的監測設備來實現信息數據的收集，聘用最專業的人才來對信息數據進行整理和分析，這樣才能夠更好的保護生態環境。
4)工程區域系統和工程系統是構成生態工程系統的兩部分，工程是工程系統的中心，而且要遵循經濟規律，還要依照生態學原理的基礎，并立足于運行的目標，進而使得生態工程系統結構的最優化得以實現，想要保證工程系統和生態系統正常的能量流動和物質循環，就必須具備好的生態工程系統結構，這樣才可以確保生態系統和工程系統能夠協調的發展，進而提高生態工程的效益。
5)在進行水利工程建設的時候，要有機的和生態環境建設結合。通過工程建設和生態環境建設的有機結合，可以使得施工中生態環境的問題被解決，還能夠取得比較好的經濟效益。
(1)由于施工單位進行水利工程施工時
在運輸原材料以及進行開山炸石等工作過程中產生大量粉塵，而影響了空氣質量。同時，施工機械工作時所產生的廢氣與運輸車輛排放的尾氣共同造成了對周遭空氣的污染，從而使得空氣質量快速下降。這對水利水電工程施工人員以及施工現場附近的居民生存環境會造成嚴重影響，進而使得施工人員與附近的居民很容易感染呼吸道等疾病。
(2)水利工程施工單位進行施工工作時
常常需要利用當地的土地資源進行施工工作。這就使得并未建立健全施工管理體制的施工單位經常會出現浪費土地資源與胡亂處理水利工程廢棄物現象的出現，這對施工當地地質環境的影響是異常嚴重的。并且施工單位進行攔河筑壩與開山炸石等施工工作，會在不同程度上影響當地的地質構造，進而為水土流失等問題的出現埋下了隱患。
(3)在施工單位進行水利工程施工工作的過程當中
往往需要頻繁地進行車輛運輸以及開山炸石等工作，這會對水利工程附近的居民造成極其嚴重的噪音污染，從而影響附近居民的生產以及生活質量;同時，由于水利工程施工單位并未及時并且恰當地對水利工程建設過程中所產生的各種廢棄物進行處理，這會對施工現場的空氣質量以及水體質量造成污染，從而引起其他生態污染問題的產生。所以，針對水利工程建設對生態環境所造成的影響，施工單位需要采取恰當的手段予以有效解決，從而才能滿足我國走可持續發展道路以及建設生態文明社會的根本需求。
2生態工程在水利工程環境問題當中應用的原則
在水利工程當中應用生態工程原理，一般需要遵循經濟效益協同發展的原則、共生互補的原則、循環再生綜合利用與主體空間利用原則、時程需求協調原則等四個基本原則，下文將就這四個原則進行分析。
(1)所謂經濟效益協同發展的原則
主要指的是施工單位在進行水利工程施工時，要協調處理好生態環境與社會經濟效益的關系，從而才能夠在水利工程的施工過程中走可持續發展道路，才能夠在加強施工管理的過程當中規范水利工程的施工工作，以有效減少甚至是杜絕水利工程施工對周遭環境所造成破壞?，F代化社會要求施工單位轉變思維方式，注重對施工現場以及附近生態環境的保護，進而才能夠在最大程度上保證水利工程施工充分遵循生態環境效益與社會經濟效益協同發展的原則。
(2)從一般情況下來講，共生互補原則主要指的是施工單位進行水利工程施工時要遵循合作共存、互惠互利原則
以切實避免土地資源的浪費。從而才能夠在水利工程施工時有效節約土地資源，才能夠有效減少水利工程施工時的社會資源消耗。并且，施工單位在遵循共生互補原則時，可以通過采取多種方式進行規劃管理工作，繼而才能夠協調好水利工程與自然生態環境之間的關系，才能夠在優化資源配置的同時走可持續發展道路。
(3)循環再生綜合利用原則
一般指的是施工單位在水利工程施工過程中，施工單位要在遵循循環再生綜合利用原則的基礎上，對施工過程中所產生的廢棄物以及剩余的施工材料進行充分利用，繼而才能夠達到節省資源與創造社會經濟效益的目的;并且在充分遵循主體空間利用原則的基礎上，施工單位要結合施工當地生物種群分布規律合理地安排生物種群，從而在保護生態環境的基礎上有效解決施工現場空間組織結構的問題。進而在合理規劃、統籌全局的前提下起到保護周遭自然生態環境的效果。
(4)施工單位遵循時程需求協調原則
需要在進行水利工程施工工作時觀察并且協調好因子量值與施工工期、運行期之間的關系，從而在統籌兼顧的基礎上能夠有效提高水利工程的生產能力，能夠有效提供水利工程的施工進度。所以，施工單位在進行水利工程施工時，需要充分遵循以上所提及的經濟效益協同發展的原則、共生互補的原則、循環再生綜合利用與主體空間利用原則、時程需求協調原則等四個基本原則，從而才能夠在保護環境的同時有效減少資源的浪費。
3應用生態工程原理解決水利工程施工中的環境問題
針對上文提及的水利工程對生態環境所造成的影響以及生態工程在水利工程中應用的原則，施工單位可以采取科學、合理的措施將生態工程原理應用到水利工程當中來，從而有效地解決水利工程施工中的環境問題。
(1)在水利工程施工施工的前期，施工單位要加強對水利工程施工現場數據的勘測收集工作
設計人員在進行水利工程設計時要綜合當地的地質結構、自然資源等勘測數據進行短期以及中長期的規劃，從而才能夠盡量減少水利工程施工時對生態環境所造成的影響，進而才能夠使得施工單位按照水利工程設計圖紙規范地進行工程施工工作。這是保證不破壞自然環境的一個基礎性前提。
(2)施工單位要不斷深入、普及施工人員對生態環境的保護意識
并且在水利工程施工過程中要盡量減少對生態環境的污染，從而才能夠真正協調社會經濟效益與生態環境效益的發展。同時，在施工的過程中，要采取盡量減少開山炸石等工作對周遭居民所造成的噪聲污染，對施工過程中產生的廢水要經過處理后才能排放，加強對施工過程中所產生空氣污染等防范措施，這樣才能夠有效解決水利工程施工過程中所產生的環境問題。
(3)建立健全施工監督管理體制能夠有效規范施工人員的施工工作。
第一，水利工程在施工中對當地的生態環境會造成了影響，蓄壩攔誰肯定要對下流的用水造成影響，水利工程的施工對地方生態環境會有破壞最優，改變了動物和植物的生存條件，由于生存環境的改變，一些生物和植物可能會消失，因此在水利工程的實施過程中盡可能管理好現場，在生態環境方面要盡量減少破壞。
第二，水利工程在施工過程中會對該區域的地理環境產生影響。土壤的品質會被改變，一系列地理因素會在施工中被改變。水利工程可以利用間壩蓄水與打通河道等一些手段來確保當地的農用田地正常使用，避免了一些自然災害對其的負面影響，洪澇干旱等會造成非常大的破壞。雨水可以讓土壤中水分充分互補，實現自我調節，這樣很大程度上來使當地的土壤肥沃的程度得以加大。當水利工程施工完畢后，由于上游存在很多的泥沙以及其他沉淀物，水庫的水位會有所上升，進而致使附近的地下水位也上漲，以此為基礎，環境就要發生變化，如氣溫的上升導致水快速蒸發，水庫周邊土壤的含水量會增加，這樣土壤鹽堿化的現象就容易發生。
第三，水利工程實施中必然會對周邊居民產生噪音污染，一般來說水利工程的實施地點在山區等地，在施工過程中需要進行路段的爆破和挖填等工作，不可避免的帶給居民噪音困擾，影響人們的日常生活。第四，水利工程帶來的環境問題，同時對當地居民也產生影響。水利工程還會對當地的空氣質量有一定影響，這是因為施工中會使用一些材料，如石灰、水泥，這些基礎的建筑材料在使用的過程中會根據山地的地貌特征有一定形變和揮發，這樣就會對空氣質量有影響。
2.水利工程中的環境措施
2.1準備前期工作在工程施工開始之前，施工單位要開始準備工作，對現場進行勘察和數據的收集工作都在其中，除此之外還要進行地質機構的考慮，自然資源的因素也要算在內，之后進行規劃，規劃要有科學性，要能改善周圍的生態環境，盡可能的降低負面影響。
2.2增強環保意識環保意識要被提高，這是新時期對人們發展經濟的新要求，施工單位要有環保意識，督促施工人員在是施工過程中也要注意環保觀念，要把環保的理念滲入每個環節。施工中要把污染的風險降到最低，維持社會效益與生態效益的同時發展，不能偏激的傾向一面。再者，對開山炸石等方式則是能免則免，這樣能有效的減弱噪音，施工后的廢水在處理后才可以排放，不能直接排放，從而全方面的對環境污染的問題進行有效實施。
2.3完善監督管理制度建立一個監督管理制度，這是任何一項工程順利實施的保證，施工單位要建立對于生態工程系統的管理制度。對工作人員的工作方法、行為進行約束。此外，生態補償的機制要被建立，提前預測水利工程對周邊環境造成的潛在問題，預防的工作要坐在前面。水利工程中的生態工程要堅持可持續發展戰略，從而使生物資源減少的情況得到緩解，對周邊的生態環境的影響要降到最低。
2.4生態工程系統的建立生態工程系統的建立可以減少水利工程在實施過程中對生態環境的影響和破壞。該系統的建立要考慮工程效益和生態效益，在此基礎上對水利工程的施工單位要進行規范，施工單位利用生態資源的行為要有嚴格的規章制度，按準則辦事。這樣才能減少生態工程中的環境問題，對水利工程與生態環境的互相協助發展問題有所幫助。按照國家的相關法律法規規定，已經完工的水利工程要對環境實行監測管理，對相關工作人員的責任明細化，把責任落實到個人，這樣可以更高效的實施管理，加之專業化的環境監測器材配備，把監測收到的數據與信息進行整合，仔細分析，從而保證生態環境的持續發展。
2.5分管施工單位要有生態保護意識各個分管的施工單位都應該在水利工程實施的過程中加強生態保護意識，準確掌握自己施工的范圍與具體任務，在自己的施工環節要盡力去降低對周遭生態環境的破壞，每個人都應該有這種意識。
2.6重視綜合利用要在水利施工過程中重視共生互補、綜合利用。在施工過程中有很多問題，面對多種問題有多種解決措施，合理規劃與協調，在自然環境與項目工程和諧共生的基礎上，選擇最佳的措施組合。
3.結語
論文摘要：闡述水利工程與水域生態的關系，介紹了生態水利規劃的基本原則：工程安全性與經濟性原則；提高河流形態的空間異質性原則；生態系統自設計與自我恢復原則；景觀尺度與整體修復原則；反饋和調整設計原則。
1水利工程對河流生態系統的影響
在社會生產過程中水利工程對經濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。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。
2生態水利工程
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，形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。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。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）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。
3生態水利工程的規劃設計原則
3.1工程安全性和經濟性原則
生態水利工程是一項綜合性工程，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、航運等需求，也要兼顧生態系統的可持續性。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。
3.2提高河流形態的空間異質性原則
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，造成生態系統某種程度的退化。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、鳥類和其他生物物種，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，就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估，建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。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。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的設計。
3.3生態系統自設計、自我恢復原則
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。
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。
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。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。
3.4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。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。
景觀則是指生態學中的景觀尺度。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。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。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點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。再者，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。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15~20a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。
3.5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。
生態水利工程規劃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。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。
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。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。
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。
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在社會生產過程中水利工程對經濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態系統造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續性和流動性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規律等自然條件發生重大改變。這些改變對河流生態系統造成的影響是不容忽視的。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。
2生態水利工程
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，形成水利工程學新的學科分支——生態水利工程學。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。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）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。
3生態水利工程的規劃設計原則
3.1工程安全性和經濟性原則
生態水利工程是一項綜合性工程，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、航運等需求，也要兼顧生態系統的可持續性。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。
3.2提高河流形態的空間異質性原則
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，造成生態系統某種程度的退化。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、鳥類和其他生物物種，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，就應該對于河流進行生物調查、地貌歷史和現狀進行勘查和評估，建立河流地貌數據庫和生物資源數據庫。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。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的設計。
3.3生態系統自設計、自我恢復原則
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。
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。
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。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。
3.4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。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。
景觀則是指生態學中的景觀尺度。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。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。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點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。再者，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。河流生態修復是靠時間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復需要大約15~20a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。
3.5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。
生態水利工程規劃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。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。
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。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。
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。
論文關鍵詞：生態水利工程設計原則
論文摘要：闡述水利工程與水域生態的關系，介紹了生態水利規劃的基本原則：工程安全性與經濟性原則；提高河流形態的空間異質性原則；生態系統自設計與自我恢復原則；景觀尺度與整體修復原則；反饋和調整設計原則。
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［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.
公路生態工程技術的開展實施以及應用是在其環境保護面臨問題的時候，創新發展出的新技術。目前，我國公路施工在環境保護上還存在很多問題：第一，環境保護管理體制不健全。環境保護管理體系是工程技術發揮作用的前提，但是公路建設在施工前并沒有制定科學制度，環境影響評價報告內容不夠全面，部門工作不協調，無法引導公路生態工程技術的應用。第二，公路生態工程技術問題。公路生態工程技術包含的內容眾多，有公路選線規劃、生態環境影響評價以及生態恢復技術，選線技術對施工能力要求甚高，目前我國技術人員對其的認知還處于基礎階段，技術發展緩慢。傳統的選線技術一般由設計人員完成，費時耗力，環保因素少，選項效率低。另外，公路建設的迅速性、綠化工程技術的實用性，導致植物選擇研究嚴重滯后于綠化工程的發展，早期邊坡大量應用外來草坪草種的弊端日益顯現，公路生態工程技術問題較為突出。
2.公路生態工程技術分析發展
根據上述內容，我們已經直觀明確了解了公路生態工程技術的相關概述，明確了其在工程建設施工中存在的主要問題。為了有效緩解這些不足，彌補其弊端，我們一定要結合實際，找到公路生態工程技術準確應用的對策，協調好技術與工程建設之間的關系。
2.1建立公路生態工程技術體系
俗話說“沒有規矩不能成方圓”，想要做好任何事情都要有健全完善的制度體系作基礎，公路生態工程技術涉及到的內容多樣復雜，系統繁雜化，缺乏建設的良性循環體系，以及成為制約我國公路工程技術進一步發展的巨大阻礙。對此，我國公路生態工程施工企業要根據建設實際，制定系統的工程技術施工方案，完善技術條例規范，從政策上、技術上加以研究，做好環境評估和恢復理論的應用，細化技術工程施工重點，明確責任制，從而保證技術應用的科學化。
2.2完善公路生態工程技術研究工作
公路生態工程技術的科學開展，一定要以工程技術的精準研究為基礎，以科技的探討為前提。首先，加強生態系統優化設計研究，將關注點轉向生態問題，逐步加深研究領域，結合生態系統空間分布規律選擇適合的技術建造和恢復自然建設，打造較高級別的生態系統。其次，做好關鍵技術研究。在公路生態建設區域，對結構功能相似的生態系統加以保護，例如濕地、荒漠、草原以及森林等等，都是生態系統和公路生態建設需要研究的重點。最后，完善生態系統評價技術，對公路建設景觀美學、自然度等予以精準評價，做好等級評定，強化生態多樣性，為綠化工程施工創設基礎。
2.3促進公路生態工程可持續發展
可持續發展是現代化公路生態工程建設追求的關鍵內容，是需要長期系統強化的項目。公路生態工程在施工作業之前，要配套建立合理的綠化工程，將系統管理與綠化工作緊密結合，從長遠性上考慮公路生態環境的恢復與重建。具體而言，國家公路生態工程在施工的時候，要加強技術管理，發揮技術優勢，提高植物殘體和表土的利用效率。在具體建設過程中，路線布設時應盡量避開村鎮,減少汽車噪音、廢氣、震動對沿線村鎮居民的影響，同時應考慮線位不要出現大填大挖,從而減少對原有環境的破壞，并做好完善的排水系統設計，路基兩側設置邊溝和排水溝,以截流路面污水,保護農田免受污染。
3.結束語
