水利是人類經(jīng)濟社會發(fā)展不可或缺的重要基礎(chǔ)支撐。具有中華民族特色的“水利”,，在中國已經(jīng)有4000多年的發(fā)展歷史,，從大約4 000年前的大禹治水，到2200年前秦國修建的都江堰,、鄭國渠,、靈渠三大水利工程，1400年前隋朝鑿?fù)ǖ木┖即筮\河等,，無不凝聚著古代先賢為順應(yīng)自然,、改變環(huán)境所付出的努力和智慧，為國家民族的發(fā)展進步發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,。水利的興廢與國家的盛衰有著十分密切的關(guān)系,，自古即有“善為國者必先治水”之說。興水利,、除水害,，事關(guān)人類生存、經(jīng)濟發(fā)展、社會進步,，歷來是治國安邦的大事,。

近現(xiàn)代以來，經(jīng)濟社會快速發(fā)展對水利發(fā)展提出了更多需求,，加之科學(xué)與工程技術(shù)的進步,，人們開發(fā)利用水資源的能力大幅提升。據(jù)統(tǒng)計,，2014年全世界已修建30 m以上的水壩有15117座,，總庫容約14萬億m ³，相當(dāng)于世界河流年徑流的25%,，其中,，中國6543座，占43%,。進入21世紀,，三峽、小灣,、錦屏一級,、烏東德和白鶴灘等一批300 m級大壩相繼建成; 長江、黃河,、塔里木河等江河流域的水電梯級開發(fā),，如雨后春筍拔地而起。南水北調(diào)工程,、山西的引黃入晉,、山東的引黃濟青、青海的引大濟湟和引黃濟寧,、陜西的引漢濟渭,、遼寧的大伙房引水工程和遼西北引水工程、云南的滇中引水工程,、新疆的北疆供水工程和艾比湖流域生態(tài)環(huán)境保護工程等一大批引(調(diào))水工程開工建設(shè)并相繼建成,，全國進入了規(guī)模空前的水利工程建設(shè)時期,。

水利工程極大地防御和減輕了洪旱自然災(zāi)害,，提高了水資源開發(fā)和綜合利用水平，促進了社會經(jīng)濟發(fā)展,，實現(xiàn)了防洪,、灌溉、發(fā)電,、供水,、航運等巨大的社會經(jīng)濟效益。但同時也永久改變或影響了河流的連通性、水體的自凈能力,、河道的水生態(tài)環(huán)境,、生物的多樣性、生態(tài)系統(tǒng)的完整性和水資源的分配格局,，使河流生態(tài)環(huán)境長期處于脅迫狀態(tài),，甚至?xí)斐闪饔蛐缘纳鷳B(tài)災(zāi)難，進而威脅人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境,，蘇聯(lián)造成的中亞“咸海危機”就是典型的例證,。雖然中國出臺許多政策性、法規(guī)性,、規(guī)范性,、技術(shù)性文件，并采取各種措施加強生態(tài)環(huán)境保護,，但由于人口迅速增加,、農(nóng)業(yè)用水規(guī)模巨大、城市化和工業(yè)化規(guī)模不斷擴大,、對水資源的需求不斷增加,，導(dǎo)致水資源過度開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境惡化等問題。

生態(tài)環(huán)境問題是當(dāng)前社會各界關(guān)注的焦點,，也是水利水電事業(yè)發(fā)展面臨的重大挑戰(zhàn),。無論是水資源過度開發(fā)利用造成的生態(tài)環(huán)境惡化，還是人們對美好生活,、美麗環(huán)境,、健康生態(tài)要求的不斷提升，都對新時期現(xiàn)代水利發(fā)展提出了新的,、更高的要求,。迫使人們更深刻地反思傳統(tǒng)工程水利在規(guī)劃、設(shè)計,、運行和管理等各個環(huán)節(jié)存在的弊端，進一步擴展對生態(tài)水利的認知,，著眼于生態(tài)系統(tǒng)循環(huán)-鏈接-轉(zhuǎn)化-平衡全視角,，從流域復(fù)雜水系統(tǒng)演變過程中，尋找水資源開發(fā)利用與生態(tài)環(huán)境保護之間的平衡點,，建立水利工程“規(guī)劃設(shè)計—建設(shè)管理—運行調(diào)度”全過程生態(tài)安全保障體系,，形成人與自然和諧共生的現(xiàn)代生態(tài)水利新格局。同時,，還迫使人們重新認識人類自身對生態(tài)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu),、運作機理、服務(wù)功能等的依賴性和脅迫性，從“生態(tài)環(huán)境-社會經(jīng)濟-水循環(huán)調(diào)控”多維度,，研究生態(tài)環(huán)境對生產(chǎn)和生活空間的反饋機制,，為實現(xiàn)“生產(chǎn)空間集約高效、生活空間綠色宜居,、生態(tài)空間青山綠水”的國土空間均衡發(fā)展,、優(yōu)化布局提供科學(xué)支撐。

廣義生態(tài)水利是“生態(tài)文明”時代孕育出的一種生態(tài)環(huán)境保護,、水資源開發(fā)利用全過程分析視角,、多維度空間均衡的新理念、新途徑,。廣義生態(tài)水利以尊重和維護生態(tài)環(huán)境為主旨,，開發(fā)水利、發(fā)展經(jīng)濟,，為國土空間優(yōu)化布局和人類社會持續(xù)發(fā)展服務(wù),。其主要研究水利工程建設(shè)和運行對流域生態(tài)環(huán)境的影響以及在這種影響下生態(tài)系統(tǒng)的演變趨勢; 探索在水資源開發(fā)利用過程中既能滿足人類社會需求、又能兼顧水生態(tài)系統(tǒng)健康和良性發(fā)展的各種措施和方法,。隨著氣候變化,、人類活動加劇、人口增長,、經(jīng)濟發(fā)展,、人民生活水平和人居環(huán)境質(zhì)量的提高，水資源所擔(dān)負的角色越來越重要,。因此,，堅持“綠水青山就是金山銀山”、“山水林田湖草生命共同體”,、“節(jié)水優(yōu)先,，空間均衡，系統(tǒng)治理,，兩手發(fā)力”的科學(xué)發(fā)展觀,，把握水利發(fā)展規(guī)律，增強生態(tài)保護意識,，完善生態(tài)水利發(fā)展思路,，把控水利在生態(tài)環(huán)境保護和社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展過程中的關(guān)鍵定位，進一步完善生態(tài)水利的理論,、方法和技術(shù),，具有重要的科學(xué)意義和實踐價值。

工程水利是指以水資源或水體作為開發(fā)、利用,、保護對象,，采用工程技術(shù)手段，對水資源或水體進行重新配置,，以解決除水患,、興水利等問題［8］,。其內(nèi)涵是研究水利與工程的關(guān)系，特別是水資源規(guī)劃,、開發(fā),、利用的措施和理論以及工程的規(guī)劃、設(shè)計,、施工,、運行與管理的理論與方法［9-10］。工程水利階段,，針對保障和提高人民生存所需的生活用水和農(nóng)業(yè)用水等,，人們面對水問題從消極躲避的思想轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽抗こ淌侄谓鉀Q，包括修堤,、筑壩,、建庫、鑿井,、開渠,、隧洞等工程形式，并以強化人對自然的控制為指導(dǎo)思想,，側(cè)重點在于改造自然,、征服自然。該階段不僅在工程上以水利工程建設(shè)為主,，而且科研上主要的研究方向和成果也以服務(wù)水利工程建設(shè)為主要目標,。

水利建設(shè)的目標是“除水患，興水利”,，得到了人類社會的普遍重視,。世界上著名的伊泰普水電站、胡佛大壩,、羅貢壩,、阿斯旺大壩乃至中國享譽世界的都江堰和三峽工程，都是人類社會為滿足自身需求,，改造自然而修建的水利工程,。中國自建國以來，圍繞防洪,、排澇,、供水、灌溉,、水力發(fā)電等,，開展了大規(guī)模的水利基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，并取得了巨大的成效。例如,，1960年開始修建的紅旗渠工程,，徹底改善了當(dāng)?shù)厝嗣窨刻斓扔甑膼毫由姝h(huán)境，實現(xiàn)了林州由山區(qū)貧困縣向現(xiàn)代化新興城市,、生態(tài)旅游城市的跨越,。三峽工程不僅提高了下游荊江地區(qū)的防洪標準，同時也為華中電網(wǎng)提供了豐富的清潔能源,，并改善了川江通航條件,，發(fā)揮了防洪、發(fā)電,、航運等社會和經(jīng)濟效益。2200多年前修建的都江堰水利工程,，如今仍在從容有度地澆灌著“天府之國”的“沃野千里”,，發(fā)揮著巨大的綜合效益。

隨著人類活動加劇,，諸如水利,、農(nóng)業(yè)、城市發(fā)展,、礦產(chǎn)開發(fā),、畜牧、旅游,、林業(yè)生產(chǎn)等,，都會對河流生態(tài)系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)到功能產(chǎn)生不同程度的影響。水利工程在給人類社會帶來生產(chǎn)力和經(jīng)濟效益的同時,，也打破了原有自然生態(tài)模式,，并引起其他的生態(tài)環(huán)境與社會問題。大壩阻斷河流廊道的連續(xù)性,，對河流的水力學(xué)特征,、泥沙的輸移以及水生生物的棲息和遷移都將造成影響; 水庫的徑流調(diào)節(jié)作用，在滿足人類社會需求的同時,，也對河道內(nèi)水量,、水質(zhì)、水溫,、水生植物等產(chǎn)生一定影響; 跨流域調(diào)水和水庫移民帶來調(diào)出與調(diào)入,、遷出與遷入地區(qū)的利益分配、環(huán)境改變等問題; 工程水利多關(guān)注于水資源開發(fā)利用和水利工程建設(shè),，而對于節(jié)水,、治污、配套、環(huán)保,、管理等方面,，由于關(guān)注度不夠，落實力不強,，從而導(dǎo)致水資源過度開發(fā),、粗放管理和生態(tài)環(huán)境破壞。進入21世紀以來,，水利工程的規(guī)?；⒋笮突l(fā)展,，對河流生態(tài)系統(tǒng)的不利影響更應(yīng)引起我們的高度關(guān)注,。

人類社會在進步的同時逐漸意識到了保護生態(tài)環(huán)境的重要性，忽視水體和河流自身的需求而存在的水利工程必將受到生態(tài)環(huán)境的反噬,。水利部于20世紀80年代初開始推動環(huán)境水利工作,，這一時期，中國剛剛開始改革開放,，人口增速快,、工農(nóng)業(yè)和城市化加速發(fā)展，水利工程及水資源過度開發(fā)引起的生態(tài)環(huán)境惡化問題呈現(xiàn)不斷加劇的趨勢,。在這種背景情況下,，中國專家學(xué)者在傳統(tǒng)水利工程領(lǐng)域，汲取更多環(huán)境科學(xué)的新成果,，率先提出的全面系統(tǒng)研究水利與環(huán)境相互關(guān)系的新學(xué)科———環(huán)境水利學(xué)應(yīng)運而生,，并開始將環(huán)境影響評價納入水利工程立項建設(shè)的必要程序［11-12］ 。

環(huán)境水利是傳統(tǒng)工程水利的結(jié)合擴展與深化發(fā)展,，是實現(xiàn)生態(tài)水利的手段,。1982 年在阿根廷召開的世界水資源大會上，中國專家宣讀了《中國的環(huán)境水利工作》論文,，國際同行給予高度評價,。1983年方子云［13］提出了環(huán)境水利學(xué)的定義、內(nèi)容及三大主要任務(wù),，即: 研究因水利工程而引發(fā)的環(huán)境問題并事先提出對策,、充分發(fā)揮水利工程保護環(huán)境改善水質(zhì)的作用、研究保護和利用水環(huán)境,。1990年出版的《中國水利百科全書》將“環(huán)境水利”列為分支學(xué)科之一,，2003年再版為《環(huán)境水利》分冊。1999年沈坩卿［14］將生態(tài)經(jīng)濟相關(guān)內(nèi)容納入環(huán)境水利,，基于可持續(xù)發(fā)展思想,，建立了生態(tài)經(jīng)濟型的環(huán)境水利新模式,。喬凱華［15］提出通過大環(huán)境綜合治理,，以期從根本上治理水害,、防止干旱,、制止水污染,，最終實現(xiàn)“營造一個安全的水環(huán)境”,、“營造一個布局合理,、水資源合理開發(fā)利用的水環(huán)境”、“營造一個清潔和美化的水環(huán)境”的環(huán)境水利目標。

廣義的環(huán)境水利是研究水與環(huán)境的關(guān)系,，包含的內(nèi)容十分豐富，解決的問題既包括與環(huán)境有關(guān)的水利問題,，如排放污水引起的河流污染,、水土流失引起的河道和水庫淤積; 同時，也包括與水利有關(guān)的環(huán)境問題,，如建庫后水庫上下游河道的變形、庫周區(qū)土地鹽堿化,、水生生態(tài)系統(tǒng)改變等,，為環(huán)境水利相關(guān)措施的落實提供理論與技術(shù)支撐; 狹義的環(huán)境水利是研究人類用水過程及其對水環(huán)境的影響以及水環(huán)境科學(xué)的理論和方法體系，使地表、地下水資源更好地為生產(chǎn)、生活服務(wù)。環(huán)境水利的內(nèi)容兼容了社會科學(xué),、自然學(xué)科,、工程技術(shù),、文化歷史等相關(guān)內(nèi)容，具有跨學(xué)科、綜合性強的特點，在不同時代對人類社會提出的要求也不盡相同。

30多年來，環(huán)境水利堅持防污、治理、環(huán)保的理念,，研究水與環(huán)境的關(guān)系以及水環(huán)境科學(xué)的理論和方法體系,，促進了環(huán)境水利學(xué)科的發(fā)展，在河流水環(huán)境、非點源污染防治、水污染處理,、多自然河流建設(shè),、水景觀工程等方面取得了顯著進展［16-18］。但因現(xiàn)階段處理環(huán)境水利問題的技術(shù)和手段的局限性,，其仍是當(dāng)前及今后水資源開發(fā)利用方面的研究難點和熱點,。

20世紀90年代，中國洪澇災(zāi)害,、水資源短缺和水污染等問題尤為突出,。如1997年黃河下游斷流達到226 d,，斷流河段約700 km，并且第一次出現(xiàn)汛期斷流; 1998年長江流域發(fā)生自1954年以來又一次全流域大洪水,，嫩江,、松花江流域發(fā)生150年來最嚴重的全流域大洪水; 90年代中期中國水污染造成的損失占全部環(huán)境損失的 76.2%，水污染問題進一步加劇了水資源短缺,。針對這些問題,，中國政府和學(xué)術(shù)界認真分析面臨的水利形勢和應(yīng)對措施，改變了一些傳統(tǒng)的認識,，強調(diào)水資源的基礎(chǔ)屬性和自然資源屬性,，重視水資源的保護，提出走人水和諧發(fā)展之路,，強調(diào)在建設(shè)的同時必須與資源環(huán)境保護相協(xié)調(diào),。

時任水利部部長汪恕誠［19］提出了資源水利的新理念，其內(nèi)涵包括水資源開發(fā),、利用,、治理、配置,、節(jié)約和保護等6個方面,，理論基礎(chǔ)是水權(quán)和水市場理論，體制保障是流域統(tǒng)一管理與準市場的統(tǒng)一結(jié)合,，實現(xiàn)目標是從工程水利向資源水利,、從傳統(tǒng)水利向現(xiàn)代水利、可持續(xù)發(fā)展水利的轉(zhuǎn)變,。在這一理念的指導(dǎo)下,，人水和諧思想逐步被接受，成為中國治水的主導(dǎo)思想,，并取得了顯著成效,。例如，黃河水利委員會正式啟動黃河水量統(tǒng)一調(diào)度,，實現(xiàn)了連續(xù)20年不斷流,，保障了流域供水安全，生態(tài)環(huán)境持續(xù)改善［20］; 王浩等［21］首次提出的“模擬—配置—評價—調(diào)度”水資源調(diào)控模型,，為黑河流域水量調(diào)度和張掖市節(jié)水型社會建設(shè)提供了較為完整的理論框架體系; 塔里木河開始向斷流近30 a的下游河道實施生態(tài)輸水,，搶救瀕于毀滅的綠色走廊［22］。

廣義的資源水利是研究水與土地,、能源,、礦產(chǎn)等資源合理開發(fā)和優(yōu)化配置的方式和手段; 狹義的資源水利是研究水資源本身，包括大氣水,、地表水和地下水的有效利用和優(yōu)化配置,、水的多功能與綜合利用,、水資源的區(qū)域性配置等理論、方法和手段［23］,。其基本要求體現(xiàn)在4個方面: 人與自然和諧,，實現(xiàn)社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展; 在重視水資源的治理、開發(fā)和利用的同時,，更加重視水資源的配置,、節(jié)約和保護; 建立合理的水價形成機制，積極探索建立水權(quán)制度和水市場,，促進水資源的優(yōu)化配置; 改革水的管理體制,，加強水資源的統(tǒng)一管理和科學(xué)管理。通過綜合開發(fā),，優(yōu)化配置,，科學(xué)管理，使水資源在整體上發(fā)揮最大的經(jīng)濟效益,、社會效益和環(huán)境效益,，實現(xiàn)水資源的可持續(xù)利用［19］。

資源水利是面對中國日益嚴峻的水資源短缺,、洪澇災(zāi)害頻發(fā),、生態(tài)環(huán)境惡化形勢下的必然選擇，是水利科學(xué)發(fā)展必由之路,。資源水利治水思路是可持續(xù)發(fā)展理論在水資源管理中的具體應(yīng)用,，體現(xiàn)了水利科學(xué)與時俱進的科學(xué)理論品質(zhì)，是中國水利事業(yè)逐步轉(zhuǎn)入健康發(fā)展軌道的關(guān)鍵標志,。中國的水利從最初的“除水患,，興水利”、“人定勝天,，人本理念”,，不斷朝著“天人合一”、“人與自然和諧共處”的方向發(fā)展,。要實現(xiàn)這一最終目標,，達到環(huán)境資源的良性循環(huán)、水資源的可持續(xù)利用和經(jīng)濟社會的穩(wěn)步推進,，更需要各方面的協(xié)調(diào)配合,、統(tǒng)籌發(fā)展。由此,，催生了更為全面的生態(tài)水利,。

廣義生態(tài)水利的發(fā)展理念，是在生態(tài)文明社會建設(shè)的新時代背景下提出的,，是對工程水利,、環(huán)境水利、資源水利的傳承和發(fā)展,。要全面實現(xiàn)人與自然和諧共生的現(xiàn)代化建設(shè)新格局,，應(yīng)當(dāng)跳出水利看水利，將水作為關(guān)鍵生態(tài)要素之一,，從生態(tài)系統(tǒng)全視角,、水資源-生態(tài)環(huán)境-社會經(jīng)濟統(tǒng)籌協(xié)調(diào)發(fā)展多維度、水利工程規(guī)劃設(shè)計—建設(shè)管理—運行調(diào)度全過程,，建立廣義生態(tài)水利的學(xué)科及理論技術(shù)體系,，科學(xué)把控水利在生態(tài)環(huán)境保護和社會經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展過程中的定位。當(dāng)我們局限在工程水利及水資源開發(fā)利用-社會經(jīng)濟發(fā)展這個平面二維圈子里,，感到困惑無策,、徘徊不前時，必然要用環(huán)境水利,、資源水利,、生態(tài)水利的思想升維。在這個過程中,，就會覺得水利科學(xué)和人與自然和諧共生最終會走到一起,，且越往山頂爬它們就越接近。在向自然科學(xué)頂峰攀登時,，一定要有人文思想澆灌,，這就是我們中華民族積淀歷久的水文化。

關(guān)于生態(tài)水利的研究,，最早主要聚焦在研究水利工程建設(shè),、河道治理、水污染,、水生動植物,、河岸帶植物景觀等方面［23-25］，始于20世紀五六十年代,。狹義的生態(tài)水利是研究水資源開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境的影響,、水利工程建設(shè)與生態(tài)系統(tǒng)演變關(guān)系等［26］。國外并沒有創(chuàng)建生態(tài)水利這一學(xué)科分支,，只停留在一些概念,、名詞、方法等層面,，而中國由于對生態(tài)保護高度重視和迫切需求,，尤其是“生態(tài)文明建設(shè)”已提升到國家戰(zhàn)略，因此亟待發(fā)展生態(tài)水利的內(nèi)涵、理論方法和學(xué)科體系,。廣義的生態(tài)水利是以人口,、資源、環(huán)境與經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展為前提,，應(yīng)用生態(tài)經(jīng)濟學(xué)原理,、可持續(xù)理論、系統(tǒng)科學(xué)等,，提出水資源的合理開發(fā),、利用、科學(xué)管理和保護生態(tài)環(huán)境的方式和措施,，滿足代內(nèi)人和代際人用水需要,，走良性發(fā)展的道路［27］。生態(tài)水利主要研究內(nèi)容包括水循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)平衡,、水資源優(yōu)化配置和水資源可持續(xù)利用,，以維護生態(tài)環(huán)境為主旨，實現(xiàn)人與自然和諧相處［28］,。其發(fā)展大體經(jīng)歷了“生態(tài)工程—生態(tài)水利工程—生態(tài)水利”3個階段(圖1),。其中，生態(tài)工程與生態(tài)水利工程側(cè)重于從工程學(xué)與水利工程學(xué)角度出發(fā),，重點解決生態(tài)保護,、修復(fù)或改善目標下的工程建設(shè)問題; 生態(tài)水利則要求用生態(tài)學(xué)的基本觀點，解決水利工程規(guī)劃,、設(shè)計,、建設(shè)與運行全過程問題，為生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展與水資源高效開發(fā)利用服務(wù),。

工業(yè)革命以后,，伴隨著歐美等西方發(fā)達國家經(jīng)濟發(fā)展，大量消耗能源和自然資源,，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境急劇惡化,，如英國相繼發(fā)生倫敦?zé)熿F事件與泰晤士河污染事件，使得人們對生態(tài)環(huán)境的關(guān)注程度日益上升,，并相繼進行了諸多生態(tài)改善與修復(fù)的嘗試,，為生態(tài)學(xué)理論與技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展提供了基礎(chǔ)。1953 年,，美國學(xué)者Odum［30］出版《生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)》標志著現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的形成,。1962年Odum［31］提出生態(tài)工程概念，旨在促進生態(tài)學(xué)與工程學(xué)相結(jié)合,，其含義是: 為了自然環(huán)境和人類社會兩方面的利益而對工程進行設(shè)計,，采用工程措施進行生態(tài)修復(fù),，使生態(tài)系統(tǒng)得以更新。20世紀80年代后,，生態(tài)工程快速發(fā)展［12,，32-33］，并相應(yīng)提出了生態(tài)工程技術(shù),，即“在環(huán)境管理方面,，根據(jù)對生態(tài)學(xué)的深入了解,，花最小的代價,、對環(huán)境的損害也最小的一些技術(shù)和措施”［34-35］。1989年Mitsch等對于“生態(tài)工程學(xué)”給出定義,，1993年美國科學(xué)院所主辦的生態(tài)工程研討會中根據(jù)Mitsch的建議,，對“生態(tài)工程學(xué)”定義為“將人類社會與其自然環(huán)境相結(jié)合，以達到雙方受益的可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計方法”,。

生態(tài)工程的范圍很廣,，包括河流、湖泊,、濕地,、礦山、森林,、土地及海岸等的生態(tài)建設(shè)問題,。整體來看，生態(tài)工程涵蓋了林業(yè)生態(tài)工程,、農(nóng)業(yè)生態(tài)工程,、牧業(yè)生態(tài)工程、環(huán)境生態(tài)工程,、水利生態(tài)工程等多類生態(tài)工程,。如美國佛羅里達的世界人工淡水濕地—大沼澤生態(tài)恢復(fù)區(qū)［36］、北非五國綠色壩工程 ［37］,、中國的基塘農(nóng)業(yè)生態(tài)工程,、三北防護林建設(shè)工程等。中國生態(tài)工程概念最早由馬世駿先生于1984年提出［12］,，即生態(tài)工程是應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理,、結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合系統(tǒng)分析最優(yōu)化方法,，設(shè)計促進分層多級利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng),。生態(tài)工程研究與處理的對象，不僅是自然或人為構(gòu)造的生態(tài)系統(tǒng),，更多的是社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),，生態(tài)工程建設(shè)目標是使人工控制的生態(tài)系統(tǒng)具有強大的自然再生產(chǎn)和社會再生產(chǎn)的能力,。

生態(tài)水利工程是生態(tài)工程的一種，是傳統(tǒng)水利工程和生態(tài)工程的融合,，其設(shè)計,、建設(shè)需遵循水利工程原理與生態(tài)工程原理，且相較傳統(tǒng)水利工程更加傾向于對生態(tài)系統(tǒng)的改善與修復(fù),。20世紀 50年代德國正式創(chuàng)立了“近自然河道治理工程學(xué)”,，提出要在河道工程設(shè)計中吸收生態(tài)學(xué)的原理和知識，河道的整治應(yīng)符合植物化和生命化的原理［29］ ; 在此基礎(chǔ)上,，1965年德國率先開創(chuàng)近自然河道修復(fù)技術(shù),，隨后，美國,、荷蘭,、英國、日本等國家相繼開展了河道生態(tài)治理,。

二次大戰(zhàn)以后萊茵河沿岸國家工業(yè)急劇發(fā)展,，污染不斷蔓延、生物物種減少,，標志生物———鮭魚開始死亡,。萊茵河保護國際委員于1987年提出了萊茵河行動計劃，以生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)作為萊茵河重建的主要指標,。該計劃詳細提出了要使生物群落重返萊茵河及其支流所需要提供的條件,，治理總目標是萊茵河要成為“一個完整的生態(tài)系統(tǒng)的骨干”。20世紀80年代萊茵河的治理為生態(tài)水利工程技術(shù)提供了新的經(jīng)驗,，促進了生態(tài)水利工程的發(fā)展［38-41］ ,。以德國生態(tài)治理理念為基礎(chǔ)，1990年,，日本結(jié)合國家自身資源條件以及河道生態(tài)問題,，推出生態(tài)水利工程的“多自然型建設(shè)工法”(又稱近自然工法)，并應(yīng)用于全國 600 余條河流治理試驗工程中［42-43］; 1980 年,，美國提出“多自然河道修復(fù)技術(shù)”概念［44］,，并對 Oichtenbach河流域和Melk河流域進行“近自然治理”，取得明顯成效,。前者的動物種類由 44種增加到133種,，后者每100 m河段的魚類數(shù)量由150條增加到410條。在此之后,，生態(tài)水利工程不再局限于某些河段或者河道本身的恢復(fù),，開始著眼于全流域尺度生態(tài)系統(tǒng)，如 1990年美國的密西西比河,、伊利諾伊河等流域生態(tài)系統(tǒng)整體恢復(fù)以及2005年德國的Emscher流域生態(tài)修復(fù)等,。

在中國,，“生態(tài)水利工程”一詞最早出現(xiàn)于1992年張利等［45］撰寫的《海河平原區(qū)生態(tài)水利工程體系研究》一文。2003年董哲仁［46］針對水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)脅迫問題,，首次定義了生態(tài)水利工程的內(nèi)涵,，即:對于新建工程，是指進行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時,，兼顧河流生態(tài)修復(fù); 對已建工程,，則是對被嚴重干擾的河流進行生態(tài)修復(fù)。2019年董哲仁出版《生態(tài)水利工程學(xué)》專著［47］,，改進和完善了傳統(tǒng)水利工程學(xué)的規(guī)劃設(shè)計方法,，為水生態(tài)系統(tǒng)保護與修復(fù)提供理論與技術(shù)支持。2010 年蔡守華［48］初步構(gòu)建了水生態(tài)工程理論的框架,，并具體闡述了生態(tài)學(xué)及生態(tài)工程學(xué)原理在水利工程各領(lǐng)域中的應(yīng)用,。于修建［49］認為生態(tài)水利工程是把人和水體置于整個生態(tài)系統(tǒng)中,，研究人和自然對水利的共同需求,，從生態(tài)的角度出發(fā)進行水利工程建設(shè)，建立良性循環(huán)和可持續(xù)利用的水利體系,，從而達到可持續(xù)發(fā)展以及人與自然和諧的目的,。李雅萍和徐瑞蘭［50］認為生態(tài)水利工程是按照生態(tài)學(xué)原理，遵循生態(tài)平衡的法則和要求,，從生態(tài)的角度出發(fā)進行水利工程建設(shè),，建立滿足良性循環(huán)和可持續(xù)利用的水利體系，從而達到可持續(xù)發(fā)展和人與自然相處所采取的工程或非工程措施,。2019年段紅東［51］在梳理生態(tài)水利工程相關(guān)研究成果的基礎(chǔ)上,，提出生態(tài)水利工程是指遵循人與自然和諧共生的理念而規(guī)劃設(shè)計建設(shè)的，以保護,、修復(fù)或改善流域或區(qū)域自然生態(tài)與環(huán)境為主要目標,，在保障人類對水資源開發(fā)利用必要需求的前提下，體現(xiàn)水資源合理利用與生態(tài)保護間的平衡關(guān)系,，注重生態(tài)健康和可持續(xù)發(fā)展,、文化傳承，使河湖的生態(tài)系統(tǒng)具有強大的自然和社會再生產(chǎn)能力,，實現(xiàn)經(jīng)濟,、社會、生態(tài)效益相統(tǒng)一的防洪,、發(fā)電,、灌溉、供水等為人類服務(wù)功能的水利工程,。

生態(tài)水利思想內(nèi)涵豐富,，不同時期,、不同領(lǐng)域、不同專業(yè)對生態(tài)水利內(nèi)涵的理解和研究側(cè)重有所不同,。國外對于生態(tài)水利的研究開始較早,，1987年可持續(xù)發(fā)展理論的提出可以認為是該階段的開始，通過近20年的不斷探索與實踐,，生態(tài)水利逐步被人們關(guān)注,。

國內(nèi)關(guān)于生態(tài)水利的研究起步略晚。1999年劉昌明［52］提出了水轉(zhuǎn)化是水資源評價的基礎(chǔ),，從理論角度論述了生態(tài)水利的四大平衡,，即水熱平衡、水鹽平衡,、水沙平衡,、區(qū)域水量與供需平衡，并建議在水資源供需平衡的研究中,，將生態(tài)水利和環(huán)境水利相結(jié)合,，實現(xiàn)水資源可持續(xù)利用。2000 年傅春和馮尚友［27］提出生態(tài)水利的本質(zhì)為可持續(xù)水利,，是人類文明發(fā)展到“生態(tài)文明”時代的水資源利用的一種途徑和方式,。2002年穆宏強和蔡長治［8］認為生態(tài)水利是研究水資源的開發(fā)利用對生態(tài)環(huán)境的影響、水利工程建設(shè)與生態(tài)系統(tǒng)演變的關(guān)系,，以及研究在進行水資源開發(fā),、利用、保護和配置方面,，提高水資源的有效利用水平,、節(jié)約用水的條件下，保證生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)和良性發(fā)展的途徑和措施,。孫宗鳳［28］認為生態(tài)水利涵蓋了水利事業(yè)和水利產(chǎn)業(yè)目標,，又突出了環(huán)境目標，生態(tài)水利是包括規(guī)劃,、設(shè)計,、建設(shè)管理的系統(tǒng)工程。2008年代鋒剛等［26］初步探討了生態(tài)水利的理論內(nèi)涵及影響因素,。2015年姜翠玲和王?。?3］定義生態(tài)水利內(nèi)涵為“研究水利工程建設(shè)和運行對流域生態(tài)環(huán)境的影響以及在這種影響下生態(tài)系統(tǒng)的演變趨勢，探索在水資源開發(fā)利用過程中,，采取的既能滿足人類社會需求,、又能兼顧水生態(tài)系統(tǒng)健康和良性發(fā)展的各種措施和方法”。2019年程冬兵和周蕊［54］結(jié)合中國生態(tài)文明建設(shè),、水資源管理等領(lǐng)域所提出的一系列方針舉措,，如“山水林田湖草系統(tǒng)治理”,、“人與自然是生命共同體”、“水利工程補短板,，水利行業(yè)強監(jiān)管”等,，擴展了生態(tài)水利的內(nèi)涵。

生態(tài)水利是新時代社會文明進步的產(chǎn)物,。2013年水利部發(fā)布的《關(guān)于加快推進水生態(tài)文明建設(shè)工作的意見》明確了中國水利工作對生態(tài)文明建設(shè)的支撐形式,，標志著中國水利發(fā)展正式步入生態(tài)水利階段。進入新時代,，中國現(xiàn)代水利事業(yè)將匯集工程水利,、環(huán)境水利、資源水利的發(fā)展成果,，融合自然和人工生態(tài)系統(tǒng)以及社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),，站在生態(tài)文明及中華民族永續(xù)發(fā)展的高度，科學(xué)系統(tǒng)地研究建立生態(tài)水利學(xué)科,，全面深入地發(fā)展生態(tài)水利事業(yè),。

流域生態(tài)系統(tǒng)從動物、植物和微生物的微觀用水需求,，從微型生態(tài)系統(tǒng)平衡的維持,，到中觀流域生態(tài)結(jié)構(gòu)、景觀格局的塑造,，甚至到宏觀更大區(qū)域范圍乃至地球生物圈中的水汽環(huán)流,，是一個循環(huán)作用的大系統(tǒng)。水與種群龐大的動,、植物,，通過食物鏈、養(yǎng)分循環(huán),、能量交換,、水文循環(huán)以及氣候系統(tǒng),，相互交織在一起，處于復(fù)雜的平衡之中,。在這 5 種循環(huán)和作用中,，水資源專家多關(guān)注水文循環(huán)及運移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究，生態(tài),、環(huán)境專家多關(guān)注水在生態(tài)系統(tǒng)中與生物群落之間進行的能量交換,、食物鏈、養(yǎng)分循環(huán),。生態(tài)水利是將二者結(jié)合起來,，竭盡努力防止對生態(tài)系統(tǒng)造成結(jié)構(gòu)性、功能性破壞,，并充分利用生態(tài)系統(tǒng)的自然修復(fù)功能，努力恢復(fù)受損的生態(tài)系統(tǒng),。

從傳統(tǒng)的工程水利,，演變?yōu)榄h(huán)境水利,、資源水利、生態(tài)水利,，從行業(yè)利益,、工程思維，升華到整體的,、系統(tǒng)的,、和諧的綜合科學(xué)思維，從單元的,、單維度的水利過程,，升維到全過程的、多維度的,、可持續(xù)的綜合調(diào)控過程,，滿足更多方位、更大區(qū)域,、更廣空間協(xié)調(diào)平衡發(fā)展的要求,，是廣義生態(tài)水利的核心思想，而“生態(tài)環(huán)境-社會經(jīng)濟-水循環(huán)調(diào)控”復(fù)合系統(tǒng)主控要素的交互耦合調(diào)控理論與技術(shù)則是其核心理論技術(shù),。因此,，篩選復(fù)合系統(tǒng)中總量、質(zhì)量、結(jié)構(gòu),、效率等主控多維要素,，分析交互耦合的脅迫影響及臨界閾值，基于水資源,、生態(tài)約束下的經(jīng)濟發(fā)展模式,，進行相關(guān)生態(tài)安全設(shè)計、生態(tài)調(diào)度,、生態(tài)修復(fù)等,，可為工程建設(shè),、流域管理提供科學(xué)依據(jù),，以利提高“水事行為”的主動性,、前瞻性、科學(xué)性和有效性,。

水利工程規(guī)劃設(shè)計—建設(shè)管理—運行調(diào)度是一個完整的過程，在這個過程中必須全面貫穿生態(tài)水利的思想,，特別是工程建成之后,，全生命周期的工程安全和生態(tài)安全，是兩項最為重要的使命和責(zé)任,。河流上每一座重要的水利工程,，都應(yīng)當(dāng)納入全流域水資源綜合利用和生態(tài)環(huán)境保護行動，從將“生態(tài)目標”嵌入興利調(diào)度的簡單調(diào)控過程,，轉(zhuǎn)變?yōu)椤昂髩喂r代”大尺度生態(tài)調(diào)度的綜合調(diào)控過程,，即: 全流域-大空間尺度,、長系列-大時間尺度,、水循環(huán)-大系統(tǒng)尺度,，充分發(fā)揮生態(tài)調(diào)度對生態(tài)恢復(fù)和保護的重要作用。將水利工程全生命周期的生態(tài)調(diào)度和生態(tài)安全納入生態(tài)水利,，是該定義的一個重要內(nèi)涵,。

針對人口膨脹、土地緊缺、資源低效,、環(huán)境污染等“城市病”以及空心化,、老弱化、污損化,、非農(nóng)化等“鄉(xiāng)村病”,，面對未來發(fā)展資源約束趨緊、環(huán)境污染加重,、生態(tài)系統(tǒng)退化的危機和挑戰(zhàn),，十八大提出構(gòu)建生產(chǎn)空間集約高效、生活空間宜居適度,、生態(tài)空間山清水秀的“三生空間”優(yōu)化目標和原則,。因此，為“三生空間”優(yōu)化布局提供決策支撐,，為“三生用水”合理配置提供保障服務(wù),，成為了新時期生態(tài)水利的重要任務(wù)。如: 干旱內(nèi)陸河“山區(qū)—人工綠洲—荒漠”是完整的水循環(huán)過程,，對應(yīng)的“徑流形成—水資源利用—徑流耗散”和“草原生態(tài)退化—綠洲次生鹽堿化—河流下游荒漠化”的演變過程,，就完整地體現(xiàn)了生態(tài)水利的空間結(jié)構(gòu)。

生態(tài)水利需融合水文學(xué),、水力學(xué)、地貌學(xué),、地理學(xué),、生態(tài)學(xué)、環(huán)境學(xué),、資源學(xué),、水利工程學(xué)等傳統(tǒng)學(xué)科與現(xiàn)代信息技術(shù)，在吸收傳統(tǒng)學(xué)科理論知識和技術(shù)方法的基礎(chǔ)上,，力圖構(gòu)建以生態(tài)健康為目標的流域水資源開發(fā)利用管理的方法技術(shù)體系,。將水利工程與生態(tài)建設(shè)相結(jié)合，探索將“綠水青山”轉(zhuǎn)化為“金山銀山”的創(chuàng)新路徑,，是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇,。要按照生態(tài)學(xué)和水文學(xué)原理、水資源高效利用原則,、遵循自然平衡法則和發(fā)展規(guī)律要求,，建立良性循環(huán)和可持續(xù)利用的生態(tài)水利體系。通過生態(tài)規(guī)劃,、生態(tài)設(shè)計,、生態(tài)監(jiān)控，建設(shè)與自然和諧相處、與周邊景觀協(xié)調(diào)的以人為本的水利工程,，以實現(xiàn)生態(tài)修復(fù)和生態(tài)安全,，提高城鄉(xiāng)居民的生活質(zhì)量和環(huán)境質(zhì)量［11］。

4.2.1 生態(tài)水利發(fā)展的空間格局

4.2.2 生態(tài)水利的維度及復(fù)合結(jié)構(gòu)體系

生態(tài)環(huán)境是指整個人類社會賴以生存的自然環(huán)境的總和,，它包括除人以外的一切活生物體和非生物體，前者指植物,、動物和微生物,，后者包括大氣層、光,、熱,、水、礦物質(zhì),、土壤等,。在生態(tài)水利研究中，重點關(guān)注水生生態(tài)系統(tǒng),、陸生生態(tài)系統(tǒng)及其水陸交錯生態(tài)系統(tǒng),。旱區(qū)是地球自然生態(tài)系統(tǒng)中的脆弱區(qū)域，面臨著嚴重的生態(tài)環(huán)境危機,，如河道斷流,、湖泊干涸、水質(zhì)污染,、天然植被覆蓋率低,、生物多樣性下降,、土地沙漠化、土壤鹽堿化等,，旱區(qū)生態(tài)水利必須運用生態(tài)學(xué)原理，有效地改善生態(tài)環(huán)境,，促進人與自然的和諧相處,。

4.2.3 基于“全過程”的生態(tài)水利發(fā)展模式

本文刊于《水科學(xué)進展》2020年第5期