生态水利设计
在水工、水文学的基础上吸收融合生态学、经济学的理论而进行水利工程的设计。以工程学和生态学两者为理论基础,以人与资源和谐共处为指导思想。在满足人类对水资源的开发利用的同时,兼顾水体本身存在于一个健全生态系统之中,对河流湖泊的治理既要注重开发河流湖泊的功能性,也要维护流域生态系统的完整性。洁净的河流是一个生态系统的动脉,需要权衡经济效益与环境效益之间的关系,建立起工程项目经济技术及生态环境效益评价指标体系。
生态水利设计过程中除进行常规的水文、地质的勘测外,还要加强相关范围的生态系统的调查,重点是生物群落的历史及现状调查,不但要掌握水在气候系统、水文循环中的运动转化规律,还要研究在特定的生态系统中,特定的生物群落与水体的相互依存的关系; 在开发利用水流时,明确河流与其上下游、左右岸的生物群落处在一个完整的生态系统中,从而进行统一规划设计; 在对江河湖泊进行开发的同时,尽可能保留其自然形态,保留或恢复其多样性,以及保留或恢复湿地、河湾、急流和浅滩,为当地野生的水生、陆生动植物的栖息繁衍提供方便条件,提供相应的技术方法和工程材料,如建设新型护岸、鱼道及生态型城市雨洪利用排水系统等技术和产品; 设计有利于提高水体自净能力的库区或河岸植被种植和水生动物的放养,在充分利用当地野生生物物种的同时,慎重引进可以提高水体自净能力的其他物种; 生态水利设计运用技术手段协调人们在供水、防洪、发电、航运效益与生态系统建设的关系。
生态水利设计将自组织原理应用于生态水利工程,与传统水工设计有本质的区别。依靠生态系统自设计、自组织功能,由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。生态水利设计运用的是一种反馈调整式的设计方法,是按照 “设计-执行 (包括管理) -监测-评估-调整” 流程以反复循环的方式进行的,其中,监测工作是基础,包括生物监测和水文观测,需要在项目初期建立完善的监测系统,进行长期观测。依靠完整的历史资料和监测数据,进行阶段性的评估,评估的内容是河流生态系统的结构与功能的状况及发展趋势。在反馈调整式设计过程中,生态水利设计提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。生态水利设计还提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。