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生態(tài)水利工程規(guī)劃存在問題及工作原則探討論文
本文主要闡述了建設生態(tài)水利工程的必要性，提出了生態(tài)水利工程工作面臨的困難，并對生態(tài)水利工程基本規(guī)劃原則進行了探討。
1. 建設生態(tài)水利工程的必要性
水利工程指具有防洪、排澇、河道整治、發(fā)電、灌溉、供水、航運、生態(tài)環(huán)境等單一功能或多種功能的興利除害的工程，這就是傳統(tǒng)的水利工程。傳統(tǒng)的水利工程規(guī)劃規(guī)劃主要對象是水文系統(tǒng)，往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風險等問題。生態(tài)水利，就是按照生態(tài)學原理，遵循生態(tài)平衡規(guī)律的法則和要求建立起來的滿足良性循環(huán)和可持續(xù)利用的水利體系，生態(tài)水利工程不僅需要滿足工程本身的生態(tài)規(guī)劃要求，又要滿足整個流域水系的生態(tài)要求，或者說在滿足人類社會需求的同時，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時(如防洪、河道整治工程)，兼顧河流生態(tài)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(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術、清潔生產(chǎn)和環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建設的主要手段。建設人類美好的生存環(huán)境和社會持續(xù)發(fā)展，需要生態(tài)水利工程。
2. 當前生態(tài)水利工程工作面臨的困難
2.1 生態(tài)水利工程規(guī)劃缺乏基于不同區(qū)域的評價標準和規(guī)劃方法。
生態(tài)水利工程對于工程的服務目標具有明顯的地域性區(qū)別，因為對于不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境來說它們都具有自己的特點，所以生態(tài)水利工程每個地區(qū)也應該具有不同的特點，必須因地制宜的進行規(guī)劃。對于我國的生態(tài)水利工程建設來說也有了一些大體的方法和規(guī)劃標準，但是對于不同地區(qū)的工程來說就沒有具體的規(guī)劃指標和參考模式。因此，對于我國現(xiàn)階段的生態(tài)水利工程的規(guī)劃和建設來說還具有很大的問題，最主要的就是缺乏針對于不同地區(qū)生態(tài)環(huán)境特點的把握以及因地制宜的不同規(guī)劃方案。
2.2 生態(tài)水利工程規(guī)劃工作的目標和標準的確定比較難。
對于生態(tài)水利工程來說其建設的目標和任務與原有單一的水利工程建設來說有所不同，它更加注意維護和保證生態(tài)環(huán)境的健康和發(fā)展，主要任務和目標就是實現(xiàn)人類和生態(tài)系統(tǒng)的和諧相處。所以基于這種特殊的任務，生態(tài)水利工程建設的第一步就是確定好規(guī)劃的目標和建設標準，對于工程要達到的標準都要有一個具體的量化。目前我國的生態(tài)保護工作的目標還都處于定向描述的階段，沒有明確的目標和標準，也沒有具體量化的一些要求，所以這也就給工程的預期目標和標準的建設以及工程的建設質(zhì)量都帶來了一定的困難。
2.3 生態(tài)水利工程規(guī)劃缺少生態(tài)水文測驗資料。
對于工程的建設來說，一些前期必備的資料是必不可少的，生態(tài)水利工程建設依然如此。生態(tài)水文的測驗資料是生態(tài)水利工程規(guī)劃的關鍵和重要參考內(nèi)容。如果不能從水文測驗站的觀測資料去分析水文過程對生態(tài)過程的正負影響機理，就很難基于生態(tài)系統(tǒng)的自組織規(guī)律尋求生態(tài)水利工程的規(guī)劃理論、方法與技術參數(shù)。當前，我國水文測驗工作相對落后，水文測驗站還不能適應當前生態(tài)水利工程規(guī)劃對資料的需求。有關生態(tài)水文站方面的規(guī)劃與布局在我國還未正式開展，國內(nèi)也少有報道，不過我國已經(jīng)提高了對這方面工作的重視程度，經(jīng)過一段時間的努力也會有一定的發(fā)展的。
2.4 生態(tài)水利工程規(guī)劃技術人才匱乏。
不管對于什么類型的工程來說，人才都是工程建設中必不可少的關鍵組成部分。實現(xiàn)生態(tài)水利工程是水利工程和生態(tài)學的有機結合，需要生態(tài)水利工程的規(guī)劃人員不僅具備水利工程規(guī)劃的知識和經(jīng)驗，還要具備生態(tài)保護和生態(tài)恢復學的理論和知識。以往的人才培養(yǎng)目標和方向，使兩者分屬于不同的學科與專業(yè)，具有兩方面綜合知識和規(guī)劃能力技術人才匱乏，加之生態(tài)水利工程的實踐活動的經(jīng)驗缺乏，可以參考與借鑒的規(guī)劃項目有限，難以保證生態(tài)水利工程的規(guī)劃水平和質(zhì)量。
3. 生態(tài)水利工程基本規(guī)劃原則
3.1 工程安全性和經(jīng)濟性原則。
(1)生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，既要滿足人類的需求，同時也要考慮可持續(xù)發(fā)展的要求。另外，生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理，也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律，以確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。
(2)從生態(tài)水利工程的經(jīng)濟上分析，應準尋風險小效益大的基本原則，由于生態(tài)系統(tǒng)的演變方向是隨機的，生態(tài)水利工程規(guī)劃具有一定的風險，這需要在規(guī)劃規(guī)劃中進行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外，應該合理的利用生態(tài)系統(tǒng)的恢復能力，力爭以最小的投入獲得最大收獲的規(guī)劃路線。
3.2 生態(tài)系統(tǒng)自我規(guī)劃、自我恢復原則。
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能是其重要特征。生態(tài)學用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現(xiàn)象，也用來說明食物網(wǎng)隨時間的發(fā)展過程。生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇，也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，能夠經(jīng)受自然選擇的考驗，尋找到相應的能源和合適的環(huán)境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個能具有足夠數(shù)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(tài)系統(tǒng)中種群之間發(fā)生的。依靠生態(tài)系統(tǒng)自規(guī)劃、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，從而完成規(guī)劃和實現(xiàn)規(guī)劃。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明，人工與自然力的貢獻各占一半。
3.3 景觀尺度及整體性原則。
(1)河流生態(tài)修復規(guī)劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)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(nèi)進行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復效率要高。小范圍的生態(tài)修復不但效率低，而且成功率也低。所謂“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用，提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法，而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復問題，也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
(2)同時，必須重視水域和生態(tài)環(huán)境的易變性、流動性和隨機性的特點，表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化，也表現(xiàn)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(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的變化范圍從生境受到限制時期的高度臨界狀態(tài)到生境擴張時期的冗余狀態(tài)。
(3)再者，要考慮生境邊界的動態(tài)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(fā)生動態(tài)變動。
(4)最后，河流生態(tài)修復的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)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(tài)現(xiàn)狀的關系。河流生態(tài)修復長期的工作。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(tài)修復項目要有長期準備，同時進行長期的監(jiān)測和管理。
3.4 反饋調(diào)整式規(guī)劃原則。
3.4.1 生態(tài)系統(tǒng)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(tài)系統(tǒng)的進化需要數(shù)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(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)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(tài)系統(tǒng)的演替，即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)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(xiàn)實的。
3.4.2 生態(tài)水利工程規(guī)劃主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結構，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項目按照規(guī)劃執(zhí)行以后，就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照規(guī)劃預期的目標發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。最理想狀態(tài)應是沒有外界脅迫的自然生態(tài)演進狀態(tài)。在河流生態(tài)修復工程中，恢復到未受人類干擾的河流原始狀態(tài)往往是不可能的，可以理解這種原始狀態(tài)是自然生態(tài)演進的極限狀態(tài)上限。如果沒有生態(tài)修復工程，在人類活動的脅迫下生態(tài)系統(tǒng)的進一步惡化，這種狀態(tài)則是極限狀態(tài)的下限。在這兩種極限狀態(tài)之間，生態(tài)修復存在著多種可能性。針對具體一項生態(tài)修復工程實施以后，一種理想的可能是：監(jiān)測到的各生態(tài)變量是現(xiàn)有科學水平可能達到的最優(yōu)值，表示生態(tài)演進的趨勢是理想的。另一種差的情況是，監(jiān)測到的各生態(tài)變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態(tài)之間，形成了一個包絡圖。一項生態(tài)修復工程實施后的實際狀態(tài)都落在這個包絡圖中間。
3.4.3 意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)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(tǒng)的演替以外，人類系統(tǒng)的變化及干擾也導致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程規(guī)劃不同于傳統(tǒng)工程的確定性規(guī)劃方法，而是一種反饋調(diào)整式的規(guī)劃方法。是按照“規(guī)劃-執(zhí)行(包括管理)-監(jiān)測-評估-調(diào)整”這樣一種流程以反復循環(huán)的方式進行的。在這個流程中，監(jiān)測工作是基礎。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。這就需要在項目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，進行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行階段性的評估。
3.4.4 評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能的狀況及發(fā)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(tǒng)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(tài)修復的河流比較。評估的結果不外乎有幾種可能：
(1)生態(tài)系統(tǒng)大體按照預定目標演進，不需要規(guī)劃變更;
(2)需要局部調(diào)整規(guī)劃，適應新的狀況;
(3)原來制定的目標需要重大調(diào)整，相應進行規(guī)劃。
4. 結束語
生態(tài)水利工程是一門將生態(tài)學和工程學很好的結合在一起的一門學科，也是將人與自然和諧相處的思想很好的運用于實際的學科。因此在生態(tài)水利工程的規(guī)劃過程中，提倡科學家、管理者和當?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與，通過對話、協(xié)商，以尋求共同利益。提倡多學科的交流和融合，提高規(guī)劃的科學性。
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