生態(tài)水利工程設(shè)計基本原則的現(xiàn)實應(yīng)用-建筑論文

這里討論的生態(tài)水利工程學的基本原則也是生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計的基本原則，試歸納為以下五項內(nèi)容。
一、水利工程安全性和經(jīng)濟性原則。生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，在河流綜合治理中既要滿足社會需要，包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運以及旅游等需要，同時也要兼顧生態(tài)的可持續(xù)性發(fā)展。生態(tài)水利工程一要符合水利工程學原理，二要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施和工程施工要符合水文學和工程力學的規(guī)律，以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計規(guī)范的標準內(nèi)，能夠防止洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力的侵襲。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設(shè)計時，要充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等特性，綜合全面的研究河勢變化規(guī)律，保證河流修復工程的長久性。
二、提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則。相關(guān)生物群落的文獻，大量資料表明，生物群落的多樣性與非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性存在正相關(guān)關(guān)系。這里所說的生物群落，是指在相應(yīng)的空間和相應(yīng)的生境下，由一定的生物種群組成，與環(huán)境之間進行相互的影響、相互的作用，具有相應(yīng)結(jié)構(gòu)和特定功能的集合生物體。一般所說的生物群落多樣性，指生物群落的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能的多樣性。實質(zhì)上，生物群落多樣性的問題是在物種水平上的這個平臺的生物多樣性。非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物群落多樣性的關(guān)系客觀的反映了，非生物系統(tǒng)與生物系統(tǒng)之間的依存和連帶關(guān)系。一個地區(qū)的生生物空間異質(zhì)性越高，就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境，能夠允許更多的物種生命共同存在。相反，如非生物環(huán)境變得單調(diào)，生命族群的多樣性必然會出現(xiàn)降低，生命族群的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生極大改變，進而使生態(tài)系統(tǒng)更加退化。
三、生態(tài)系統(tǒng)的自我設(shè)計、自我恢復原則。有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的自我組織能力的探討開始于上世紀60年代，此后有很多學科的眾多學者涉及這個領(lǐng)域。以多種不同形式構(gòu)成的自我組織能力，是自然界生態(tài)系統(tǒng)的重要特性。生態(tài)學用自我組織能力來解釋物種分布的豐富性復雜性情況，同時也是用來表明食物網(wǎng)絡(luò)隨時間的發(fā)展過程而發(fā)展。生態(tài)系統(tǒng)的自組織能力表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自我組織的原理是生物進化物種的自我選擇，也就是說，一些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種，能夠經(jīng)受的住自然世界選擇的考驗，來找到一種相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境，在這種情況下，生物環(huán)境就可以支持一個能夠具有相應(yīng)數(shù)量并能進行繁殖的物種種群。自我組織揮舞功能原理與達爾文的進化論是一脈相承的，只是研究的角度和方法不同而已。
四、總體性和綜合性及整體性原則。河流生態(tài)系統(tǒng)的修復規(guī)劃和進行都應(yīng)該具有總體性和綜合性及整體性而且要本著長期的和保持可持續(xù)性的原則基礎(chǔ)上進行。在總體性綜合性及整體性尺度上開展的河流生態(tài)修復效率要高。小范圍的局部生態(tài)修復不但效率低下，而且成功率也低下。所謂“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互的關(guān)系，提出恢復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的辦法，而不是僅想到河道水文的恢復問題，也不僅僅是恢復單一動物或恢復植被。這里提的景觀是指生態(tài)學中的景觀尺度，關(guān)于生態(tài)學的景觀尺度問題，我認為：生態(tài)學不應(yīng)該建立在單一的時空尺度上，它應(yīng)該適用所有尺度的調(diào)查研究。按照這種看法，尺度和層次成為生態(tài)系統(tǒng)學發(fā)展的關(guān)鍵。目前生態(tài)學理論把生物圈劃分為十一個積層，依次是生物圈、生物群系、景觀、生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群、個體、組織、細胞、基因和分子共十一個。景觀的尺度如何掌握？景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。
五、反饋調(diào)整式設(shè)計的原則。就生物的發(fā)展來看是有一個逐步螺旋漸進過程，河流進行修復的工程需要一個時間。從歷史漸進發(fā)展角度看，自然界的生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展進化往往要有數(shù)百萬年。發(fā)展進化的過程是結(jié)構(gòu)很復雜、生物群落很多樣，同時系統(tǒng)的有序及內(nèi)部的穩(wěn)定都是有所變動的，同時從自身發(fā)展看對外界的免疫力都有所增強。從較短的時間尺度看，生態(tài)系統(tǒng)的交替，即一種形態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)被另一種形態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間，期望河流恢復能夠在較短時期奏效往往是不可能的。生態(tài)水利工程設(shè)計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，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設(shè)計執(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設(shè)計預(yù)期的目標發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。最頂層的理想狀態(tài)應(yīng)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(luò)圖。一項生態(tài)。在反饋調(diào)整式設(shè)計過程中，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，提高設(shè)計的科學性。