摘要：随着经济的快速发展，我国的水利工程事业也得到了快速的发展，水利工程是一项综合性很强的工程项目，不仅能够满足人们的供水需求，同时还具有发电、灌溉、航运、防洪等功效。在进行水利工程的时候，注意要考虑其生态原则，使水利工程能够满足可持续发挥的需求。本文就水利工程进行阐述，提出相关的生态设计原则。
关键词：水利工程；生态；设计；原则
目前我国在水利工程建设上，已经慢慢地倾向于生态型的水利工程建设，开始更多地关注水利工程的水域生态问题，并往可持续方向发展，将水利工程与环境立法、资源管理以及生态产业相结合，加强对生态系统的保护，提高水利工程的生态建设。
一、水利工程对生态系统的影响
随着经济的发展，人们对水利工程的建设也越来越重视，除了对经济和社会所产生的作用，同时人们也观察到水利工程对生态环境所带来的影响，尤其是对河流生态系统的破坏。水利工程的修建改变了河流的流动性、多样性以及连续性特点，改变了水域的水文规律、水深、水温、流速以及河流的水流边界等，这些改变都会严重影响到河流的生态系统。对此，在未来的水利工程建设中除了要考虑其经济效益以外，还要考虑到生态系统的需求，有效地结合二者，使水利工程在满足人们需求的同时，还符合生态系统和可持续发展的需求。
二、生态型的水利工程
目前，水利工程的基础学科是水文学和工程学两大类，所设计以及研究的对象主要是水文系统，对于存在的未来风险以及生态系统的现状往往容易忽略。对此，很多的企业为了在水利工程建设上取得更好地发展，有效地将水利工程学与生态系统相结合，根据生态系统的理论知识，来完善和改进水利工程的设计，从而使一种新水利工程出现，也就是生态型水利工程。生态型水利工程中不仅可以满足人们的需求，同时还可以促进经济的可持续发展，修复河流的生态系统。
三、水利工程的生态设计原则
（一）水利工程的经济性和安全性原则
由于生态型的水利工程属于综合性很强的水利工程，它不仅要满足人们的需求，比如灌溉、防洪、发电、航运以及供水等需求，同时还具有生态系统的功能，能够促进水利工程可持续发展。对此，生态型的水利工程必须要符合水利工程学和生态学原理，符合工程学和水文学的要求，具有一定的稳定性、耐久性以及安全性等特点，严格按照要求来设计水利工程设施，并将其规范，使其能够承受干旱、冰冻、洪水、风暴以及侵蚀等自然力的荷载。同时根据河流的具体地貌特征进行横纵断面的设计，在设计时还要考虑到河流的冲刷、侵蚀以及沙泥的运输等特点，按照河流的变化趋向进行研究，从而提高生态型水泥工程的耐久性。
认真分析水利工程中的合理性和经济性，按照获取最大效益，降低风险最小的设计原则。由于在水利工程中，往往存在很多潜在性的风险，这些风险都是难以预测和把握的，所以在进行设计规划的时候，可以将方案进行类比，择优选择，并做好工程项目的检测和评估工作，充分利用河流的生态系统的规律，促进水利工程的生态发展。
（二）生态系统的自我恢复和设计原则
在生态系统中，所呈现的可持续主要通过其自组织功能才得以表现的，而物种的自然选择则是通过自组织的机理来进行的，简而言之，就是在生态系统中与之较为友好的物种，同时在一定程度上能够承受来自自然选择的考验，并找到适合的环境和相关的能源。
在水利工程生态设计上运用这个自组织原理的时候，由于传统的水利工程与生态型水利工程在本质上存在着一定的差异，尤其像大坝这些较大的人工建筑物的设计是一项确定性的工程项目，所有关于建筑的资料和信息都是在人员掌控之中，并最终按照人们的预期目标进行设计。而生态型水利工程的设计则属于一种指导性的工程设计，当然也可以算得上是一种辅助性设计，通过生态系统的自组织和自设计功能，对于物种进行自由的选择，构建一个合理的结构，从而实现生态型水利工程的设计。
我国传统的水利工程设计主要是控制自然河流，而生态型的水利工程设计则是在设计的时候，放弃对自然界的控制，树立一个全新的设计观念，要学会善于利用自然界，有效地利用生态系统中的宝贵财富，使设计呈现出一种人与自然的和谐状态。但是必须要注意的是，在地球上是不存在相同河流的，每条河流都有属于它自己的特点。对此，在进行生态型水利工程设计的时候，一定要根据当地的实际情况，充分利用每条河流的自身特点、美学价值以及自然属性，制定最佳的设计方案。
在自设计理论中，其适用性主要还是根据具体的实际情况来进行的，根据生态系统中的水质、土壤、水量以及地貌等因子，同时还要考虑生物的密度、种类以及生产力等因素来进行自设计。充分利用自设计的理论知识和乡土种，在采用外来物种的时候，一定要进行严格的检查和审核，避免其他物种对生态系统的破坏。
（三）河流的空间异质性原则
如果一个地方的空间异质性较高的话，则说明该地可以制造很多的小生境，使很多的物种能够共存。相反，如果这个非生物环境比较单调的话，势必会造成物种的下降，从而导致生物物种的比例、密度以及性质等都会出现变化，在一定程度上导致生态系统的退化。目前在一些规模较大的工程建设中，由于人员活动较多，很容易导致河流的渠道化和不连续性，造成河流的生态环境变得单一化，退化其生态系统。建立生态型水利工程主要是为了提高和恢复该地的生物种类的多样化，而不是简单的进行植被种植或者是引进一些其他物种。对此，在进行水利工程的生态设计的时候，首先要做好其河流空间异质性的提高工作，符合当地河流的地貌原理，为生物物种的恢复提供一个条件。
（四）水利工程的整体性和景观尺度
在进行水利工程生态设计的时候，必须要对河流的生态恢复进行管理和规划，以可持续发展为基础，具有大景观尺度和长期性。在大尺度景观上进行的河流修复工作，其效率要比在小尺度景观上的效率要高得多，同时其成功率也相对地较高。生态系统的整体性主要是从其功能和结构上出发的，通过对生态系统中各要素之间相互作用的掌握，制定一个全面的、整体的方案。在水利工程中其景观尺度主要包含两个方面的内容，一个是时间尺度，一个是空间尺度，由于水域的生态系统是一个较为复杂的大系统，其中包含了很多其他系统，比如生物系统、水文系统等，由于这些系统相互作用并联系在一起，形成了一个巨大的自然河流水域生态系统，而水利工程的设计必定会给这个生态系统造成一定的影响。对此，在进行水利工程生态设计的时候，一定要对在工程实行过程所产生的负面影响进行研究和分析，同时还要根据当地的水域特点，构建一个开放系统，增强水利工程与周围生态环境的联系，加强流域之间的交流，提高其修复活动，并协调好其管理工作。
结束语
综上所述，要想做好水利工程的生态设计工作，必须要将水利工程学与生态学进行有效地结合，根据工程周围的环境以及河流特点进行全面的规范和设计，同时还可以借鉴其他国家优秀的设计方案和经验，从实际情况入手，构建一个合理的科学的生态水利工程，促进我国水利工程事业的发展。
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