一、水利工程對生態環境的影響

1.對水質的影響

水利工程建成后，庫區水流速度變緩，水中的溶解性礦物質減少，溶解氧量下降，水體富營養化可能性增大。進入庫區水體的建設垃圾和工農業廢水，其含污染物種類多、成分相對復雜、難降解，而庫區流態又不利于水中污染物擴散，導致庫區水體水質的污染。

2.對土壤的影響

水利工程建設可以保護工程沿岸及下游農田免受洪水沖刷，減緩土壤侵蝕，改善土壤水分狀況。但水利工程也可能引起水庫周邊地下水位上升，氣候變化，蒸發量加大，進而將可能導致或加劇庫區周圍土壤鹽堿化現象。

3.對生物多樣性的影響

傳統水利工程建設使自然河流及沿岸渠道化、人工河網化、島嶼化，壓縮了野生生物生存空間，降低了河流及其沿岸生境多樣性;筑壩建庫，導致河流的不連續化，破壞河流水生生態環境，嚴重影響水生生物生存與繁殖;水利工程建設可能引發的水體污染，不僅危及河湖水生生物生存，也惡化河湖沿岸生物的生存環境。以上影響均將導致區域生態環境質量下降及生物多樣性降低。

二、建設生態水利工程實現可持續發展

水資源是基礎性及戰略性的自然資源。在世界各國水資源開發與環境保護都日益受到關注，人們已經意識到只有更加科學地、綜合地利用水資源、減少對生態環境的影響，才能實現社會經濟的可持續發展。而生態水利工程是一種兼顧水利工程功能及對環境資源可持續利用的新興水利工程，它從生態環境的全局著手，把科學規劃、河流綜合管理以及污染防治技術等有機結合，在開發利用水資源、滿足社會經濟需求的同時，兼顧生態環境的保護。生態水利工程不僅高效開發利用水資源，同時，也妥善保護環境資源，維護社會經濟發展與環境保護關系的和諧統一。

生態水利與傳統的水資源利用存在著本質的不同。傳統的水資源開發利用是粗放型經濟增長模式下的產物，其特點是只顧及眼下，不考慮長遠，只注重經濟效益，不看重生態價值，為追求經濟發展，不惜犧牲生態環境質量。由此，造成了當今日益加劇的生態環境問題，嚴重威脅人類生存與發展。這種“涸澤而漁，焚林而獵”的資源利用方式，必然代之以協調有序的、可持續利用方式。而生態水利正是這樣一種可持續的資源利用模式，它通過對流域水文系統綜合整治與管理，充分發揮水系的資源功能、生態功能、環境功能，使全流域安全保障性、生態適宜性都得以維持或不斷改善，支持流域內社會經濟的可持續發展。

三、生態水利工程設計原則

1.安全可靠與經濟合理原則

從安全角度出發，生態水利工程建設、施工須符合水文學、工程力學相關規定，確保設施的規范性;河流縱、橫斷面規劃設計時，要全面考慮河流泥沙輸運、河床侵蝕沖刷特性及河勢變化趨勢，以確保河流修復改造工程的安全穩固性和持久性。從工程的經濟因素考慮，應本著投入小、風險小、收益大的原則進行設計。

2.維持或恢復河流形態空間異質性原則

生態系統群落多樣性與生境多樣性呈正相關關系，而一個區域的非生物環境空間異質性越強則往往其生境多樣性越大。傳統的河道治理工程使天然河道渠道化，致使河流生境單一化，導致河流生態系統退化。生態水利工程的根本目的之一，即在于保護和恢復河流乃至流域的生物多樣性。因此，在生態水利工程設計時應首先對河流演變歷史和現狀進行調查評估，確定河流生態修復目標，明確保護目標制約因素，對保護物種關鍵生態因子進行分類和評估，并確定生物對生態因子適宜范圍，必要時利用數理模型對不同情境下的非生物環境要素進行模擬。

3.利用生態系統自組織能力進行設計

生態系統有自組織功能，生態學用以解釋生態系統動態平衡特征，也可用來解釋生物群落的動態演替過程。生態工程設計是一種“引導性”或者說是一種“觸發性”的設計，生態工程主要依靠生態系統的自組織功能，而設計工作，旨在為生態系統的這種內秉功能建設或恢復適宜的條件，包括演替初期一定的群落組成及水文特征、水質、土壤、地貌等生態因子。

4.景觀尺度及整體性設計原則

河流生態系統的恢復或重建應該是在大時空尺度上的，以保證河流生態修復的高效性。空間范圍小修復或重建成效低，工程收益有限;河流生態修復的時間尺度亦同等重要，需要搜集、整理河流歷史演變歷史資料，以充分了解大時間尺度河流變化過程及其對生態過程的相互關系。河流的生態修復或重建非短期過程，需要較長時間方能實現。整體性原則則是指應在綜合考慮生態系統的組成、結構與功能，了解生態系統各組成要素間互相作用的基礎上，選擇、制定修復或重建河流生態系統系統、有效的方法，而不只著眼于水文系統或單一物種及河岸帶植被的修復或重建問題。

5.遵循反饋調整式設計原則

生態系統群落演替是一個動態過程，該過程未必會按預期方向進行，而人類的干擾也引起生態系統的調節反饋。在規劃設計工作完成后，還要對后續工作及工程實施效果進行跟蹤，具體過程為“規劃設計－執行－監測－評價－調整反饋－…”，發現問題及時修正，循環往復直至達預期效果。在這樣一種反饋調整式設計過程中，鼓勵管理者、科學家、公眾及社會各界的積極參與，通過指導、建議與協商，尋求共同利益。提倡多學科的交融，提升設計的科學性。

四、當前生態水利工程設計工作存在的主要問題

1.缺少針對性的設計方法及評價標準

每一個生態水利工程的具體服務目標都會因時因地不同，這就要求生態水利工程設計要因時因地而異。當前，尚缺乏具體的、有針對性的生態水利工程功能評價方法與標準，缺少足夠的技術標準與規范，使得生態水利工程建設目標不夠明確、針對性不足。

2.水利工程設計者與生態科技人員缺乏合作

水利工程設計必須要遵循生態學原理、遵循流域生態需水規律，但是在具體設計工作中，水利工程設計者與生態科技人員尚缺乏真正意義的合作，部分設計人員對工程生態服務功能考慮不足，對工程設計方案生態可行性研究較少，對設計方案生態影響評價工作重視程度不夠，導致許多水利工程的生態效益不明顯，甚至是產生很多的不利影響。

3.缺乏生態水文測驗資料

生態水文測驗資料是生態水利工程設計的重要基礎數據之一，能夠幫助分析評價生態過程受水文過程的影響情況。缺乏水文資料，生態水利工程設計工作就難以有效的設計理論、方法與技術參數進行。目前，我國的水文測驗工作相對仍不完善，生態水利工程設計人員不能獲得足夠的水文基礎資料，是致使生態水利工程設計工作未能很好地進行的主要原因之一。

五、改善生態水利工程設計現狀的主要措施

(1)依靠工程水文學與生態水文學進行生態水利工程設計，加強水利工作者與生態科技人員間的合作

生態水利工程設計要有機的將工程水文學與生態水文學相結合，科學制定水利工程生態功能目標。在設計中，既要重視對水利工程社會經濟服務目標，又要保障生態目標對水資源的需求，才能提高設計的科學性，從而實現水利工程社會經濟服務功能與生態保護功能的和諧統一。生態水文學與工程水文學是生態水利工程設計的重要理論基礎，基于對生態水文知識一定認識高度基礎上的設計，才可能使水利工程建設對生態的不利影響因素得到更加全面、有效地控制，進而才可能實現水利工程的生態服務功能目標。生態水利工程設計工作具有鮮明的跨學科特性，水利科學與生態科學在該項工作中的地位均舉足輕重。水利工程設計人員與生態科技人員在設計中的全過程交流反饋，是科學設計、實現生態水利工程價值的基礎。

(2)明確生態敏感目標，豐富設計基礎資料，科學進行生態水利工程設計

生態水利工程設計首先要明確設計的內容和目標，設計過程中要清楚地認識到工程直接或間接影響的生態目標，在工程規劃設計階段充分考慮到對生態目標各方面的不利影響，在實際設計工作中有針對性的調整、優化設計方案，以避免或減緩工程的不利生態影響，使不利生態影響最小化;同時水利工程設計方案須符合水利建設的實際，保證水利工程的正常進行。設計中基礎資料的充分搜集十分重要，應盡可能的搜集已有水文、生態等基礎觀測資料及研究成果，相關專業科技人員應注重溝通與資料的共享。

(3)生態水利工程結合環境工程設計

生態水利工程設計要吸收環境科學理論與技術，對水量與水質進行同步科學配置，盡量將生態水利工程與水污染防治工程相結合。可依具體工程建設區域及水量變化過程進行設計，具體工程實施方案應考慮水量季節變化，使生態水利工程能夠更好的建設、運用。同時，應設計以水資源高效利用與凈化水質為目的的生態水利工程，如以減小土壤鹽漬化風險為目的適度開采地下水進行水稻種植，以實現水質凈化為目的的人工濕地工程等，實現水利工程生態服務功能與水污染控制功能的兼備。生態水利工程是現代水利的標志，其功能定位決定其應具備的科學內涵。水利工程建設應有明確的生態服務目標與功能，工程的選址、布局、施工等環節，都須注重生態環境與經濟的可行性，使工程在建設和運行過程中能夠實現社會經濟發展與生態環境保護的雙贏。

作者：李維俊 單位：內蒙古水利規劃設計研究院