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【摘 要】文章就生态水利工程所存在的问题进行了系统的总结,并就如何解决这些问题以及水利工程设计原则和方法提出了相应的建议,以期促进我国生态水利工程的发展。
【关键词】生态水利工程;设计原则;方法;问题
前言:
生态水利工程对我国经济建设以及人们的生产生活有着不可忽视的影响,因此,必须要加强生态水利工程的设计工作,这有利于保护生态环境,促进我国生态水利工程的进步,提高我国的经济发展水平。
一、生态水利工程概述
生态水利工程是相对于传统的水利工程而言的,具备更强的环境保护能力的新型水利工程。近年来,由于我国的生态环境问题日益严峻,在社会上受到了普遍的关注,所以我国水利工程主管部门强调加强生态水利工程设计的工作力度。生态水利工程是在对施工地点进行详细研究之后,充分发挥设计人员的主观能动性,合理利用当地的自然地理环境,因地制宜,在尽量不破坏当地生态环境的前提下,建成使用性能高的生态水利工程,为当地的农业、工业、制造业等行业提供充沛的质量好的水源,促进当地经济建设的发展。生态水利工程与水利工程有着很大的区别。水利工程是指人类通过工程措施对水资源的再分配,水利工程的主要目的是防洪、提供水源、防治作物旱涝渍灾害等,这些作用都体现了水利工程的社会性、经济性和资源性。生态水利工程的重点在于服务生态,是现代水利工程的重要标志。生态水利工程应有明确的生态服务目标和功能,在设计阶段,将水利工程所在流域的生态系统健康作为设计的核心内容。在生态水利工程的选址、布局、施工过程等方面充分考虑经济性以及其对环境的友好性,防止在生态水利工程建设过程中产生巨大的经济成本和环境成本,实现生态保护与社会经济的双赢。
二、生态水利工程设计所存在的问题
1、缺乏必要的生态水文测验资料
在生态水利工程设计过程中,生态水文测验资料是重要的理论支持,通过分析生态水文测验资料,可以帮助设计人员更好地了解水利工程建设区域的详细水文情况,确保生态水利工程的设计质量与施工质量而生态水文测验资料的缺乏,令生态水利工程的设计人员难以对当地的生态系统实际情况与科学的设计理论有机地结合,许多技术参数无法得到进一步的核实,从而无法保证工程的设计质量,迁延生态水利工程的设计期限,直接影响到工程的工期。
2、生态水利工程与原有水利工程设施难以协调运行
在一个流域内,一些新建的生态水利工程可能是在原水利工程设施上进行改造和优化设计的,如扎龙湿地补水工程、洪河国家自然保护区水资源恢复工程以及白洋淀湿地供水工程等生态水利工程,这些均是在原水利工程设施的基础上对其进行科学地配置,对区域的来水量进行重新分配或者对水的去向重新调整。生态水利工程的介人必然会影响原水利工程设施的服务对象和功能,甚至会给原水利工程的正常运行带来一定的风险。由于生态水利工程与原水利工程最为显著的差异是服务目标和功能,因此在设计和开发生态水利工程的同时,需要对原水利工程的服务目标和功能进行适当的调整,如何实现生态水利工程与原水利工程的协运行,是生态水利工程设计者应考虑的问题。
3、生态水利设计人员与生态科技研究人员缺乏交流
生态水利设计人员的工作必须是要建立对生态知识具有一定的专业了解的前提之上,由于生态水利设计人员长期接触的都是传统的水利工程设计工作,对生态环境方面的了解并不充分,并且,因为行业与学科之间的差异,生态水利设计人员与生态科技研究人员长期缺乏必要的交流,导致生态水利设计人员的设计理念无法与生态科技研究人员的生态环境研究成果相结合,导致工程的生态服务能力低下,难以达到预期的效果。与此同时,我国在生态水利工程设计对环境的影响方面的评估体系尚不成熟,因此,生态水利工程的实际使用性能以及使用寿命就更加有赖与生态水利设计人员与生态科技研究人员的通力合作,以期将工程对生态环境的影响降到最低。
三、生态水利工程设计的原则及方法
1、工程安全性和经济性
生态水利工程的设计不仅要满足人类对水资源的需求,也要保持生态系统的可持续性;生态水利工程的设计不仅要符合水利工程学原理也要符合生态学原理生态水利工程的设施要符合工程力学和水文学的规律,以保证工程设施的安全性和稳定性;生态水利工程设施的设计不仅要充分考虑到其对洪水、冰冻、干旱等自然力荷载,也要充分考虑对河流泥沙输移、淤积以及河流侵蚀、冲刷的抵抗力,保证生态水利工程的耐久性。设计时应遵循风险最小和效益最大的基本原则,充分利用流域生态系统的自我恢复规律,争取以最小的投人获得最大产出。
2、生态系统自设计和自我恢复
河流生态系统的自组织功能主要表现为河流生态系统的可持续性,生态水利工程与传统水利工程的很大的区别在于是否应用自组织原理。生态水利工程设计是一种辅助性设计或者说是一种指导性的设计,它是依靠河流生态系统自组织、自设计的功能,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。每一项生态水利工程必须做到因地制宜,充分利用每一条河流的自然属性和价值,设计最佳的生态工程方案。在利用自设计理论的同时,也要充分利用本地物种,在引进外来物种的同时防止生物人侵。
3、景观尺度及整体性
从大景观尺度上开展对河流生态的修复,其效率较高,所以在设计河流生态修复的规划和管理应该从大景观尺度和保持可持续性的基础上进行。从生态系统的结构和功能出发,整体把握生态系统中各个要素之间的相互作用,提高河流生态系统的整体修复能力。河流生态系统是一个大系统,当其受到胁迫时需要对各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体的研究;河流生态系统也是一个开放的生态系统,它与周围生态系统进行能量传递和物质循环,所以说一个河流生态的修复活动不是孤立的,需要与相邻流域的生态修复活动进行协调,在设计生态水利工程时应充分考虑这些因素的影响。 4、进行生态水利工程设计要明确生态目标
生态水利工程设计的首要准则就是明确生态目标,确定生态内容设计完成之后,在实际的施工过程中,生态目标与生态内容要根据施工现场的具体情况,结合科学理论,并在多方意见的综合指导下做出相应的变更,充分考虑施工过程对生态目标的影响,对生态内容与生态目标的落实一定要具体到位确保生态水利工程对环境保护的初衷不被改变,保证生态水利工程的经济效益、社会效益以及环境效益三者之间的有机结合,保障生态水利工程的使用性能达到预期的标准。
5、提高河流形态的空间异质性
一个流域的生境空间异质性越高,意味着可以创造出更多的多样性的小生境,可以允许更多的物种共存。生态水利工程的目的是提高和恢复生物群落的多样性,我们不仅要依靠人工直接引进鱼类等其他生物物种或者种植岸边植被,生态水利工程也应该尽可能提高河流形态的异质性,为生物群落多样性的自我恢复创造条件。确定河流生态修复目标后,应该加强对河流进行生物调查、地貌历史以及现状进行评估和勘查,建立生物资源数据库和河流地貌数据库,然后从中识别出那些对生态系统的结构和功能具有重要意义的生物因子或环境因子,在此基础上对河流地貌和生物栖息地进行设计。
结束语:
生态水利的实际施工过程难免会对施工现场,甚至是更加广的范围的生态环境造成一定的影响,因此,在生态水利工程设计时,要把环境保护的科学概念有机融合在设计理念当中,顺应生态环境的自然发展规律,将工程的各个阶段对生态环境的影响都纳入考虑考虑的范围,争取将生态水利工程队环境的影响降到最小。
参考文献:
[1]董哲仁.试论生态水利工程的基本设计原则[J].水利学报,2004,10
[2]余兴明.生态水利工程的设计原则[J].中国水运(理论版),2008,01
[3]刘正茂,吕宪国,武海涛.生态水利工程设计若干问题的探讨[J].水利水电科技进展,2008,01
[4]谢睿.生态水利工程的设计原则与方法思考[J].科技与企业,2014,08
[5]周桃志.浅谈生态水利工程的基本设计原则[J].现代经济信息,2014,15
[6]李民镐.试论生态水利工程的设计方法及其原则[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013,01
[7]王玉民.试论生态水利工程的基本设计原则[J].产业与科技论坛,2006,06
【关键词】生态水利工程;设计原则;方法;问题
前言:
生态水利工程对我国经济建设以及人们的生产生活有着不可忽视的影响,因此,必须要加强生态水利工程的设计工作,这有利于保护生态环境,促进我国生态水利工程的进步,提高我国的经济发展水平。
一、生态水利工程概述
生态水利工程是相对于传统的水利工程而言的,具备更强的环境保护能力的新型水利工程。近年来,由于我国的生态环境问题日益严峻,在社会上受到了普遍的关注,所以我国水利工程主管部门强调加强生态水利工程设计的工作力度。生态水利工程是在对施工地点进行详细研究之后,充分发挥设计人员的主观能动性,合理利用当地的自然地理环境,因地制宜,在尽量不破坏当地生态环境的前提下,建成使用性能高的生态水利工程,为当地的农业、工业、制造业等行业提供充沛的质量好的水源,促进当地经济建设的发展。生态水利工程与水利工程有着很大的区别。水利工程是指人类通过工程措施对水资源的再分配,水利工程的主要目的是防洪、提供水源、防治作物旱涝渍灾害等,这些作用都体现了水利工程的社会性、经济性和资源性。生态水利工程的重点在于服务生态,是现代水利工程的重要标志。生态水利工程应有明确的生态服务目标和功能,在设计阶段,将水利工程所在流域的生态系统健康作为设计的核心内容。在生态水利工程的选址、布局、施工过程等方面充分考虑经济性以及其对环境的友好性,防止在生态水利工程建设过程中产生巨大的经济成本和环境成本,实现生态保护与社会经济的双赢。
二、生态水利工程设计所存在的问题
1、缺乏必要的生态水文测验资料
在生态水利工程设计过程中,生态水文测验资料是重要的理论支持,通过分析生态水文测验资料,可以帮助设计人员更好地了解水利工程建设区域的详细水文情况,确保生态水利工程的设计质量与施工质量而生态水文测验资料的缺乏,令生态水利工程的设计人员难以对当地的生态系统实际情况与科学的设计理论有机地结合,许多技术参数无法得到进一步的核实,从而无法保证工程的设计质量,迁延生态水利工程的设计期限,直接影响到工程的工期。
2、生态水利工程与原有水利工程设施难以协调运行
在一个流域内,一些新建的生态水利工程可能是在原水利工程设施上进行改造和优化设计的,如扎龙湿地补水工程、洪河国家自然保护区水资源恢复工程以及白洋淀湿地供水工程等生态水利工程,这些均是在原水利工程设施的基础上对其进行科学地配置,对区域的来水量进行重新分配或者对水的去向重新调整。生态水利工程的介人必然会影响原水利工程设施的服务对象和功能,甚至会给原水利工程的正常运行带来一定的风险。由于生态水利工程与原水利工程最为显著的差异是服务目标和功能,因此在设计和开发生态水利工程的同时,需要对原水利工程的服务目标和功能进行适当的调整,如何实现生态水利工程与原水利工程的协运行,是生态水利工程设计者应考虑的问题。
3、生态水利设计人员与生态科技研究人员缺乏交流
生态水利设计人员的工作必须是要建立对生态知识具有一定的专业了解的前提之上,由于生态水利设计人员长期接触的都是传统的水利工程设计工作,对生态环境方面的了解并不充分,并且,因为行业与学科之间的差异,生态水利设计人员与生态科技研究人员长期缺乏必要的交流,导致生态水利设计人员的设计理念无法与生态科技研究人员的生态环境研究成果相结合,导致工程的生态服务能力低下,难以达到预期的效果。与此同时,我国在生态水利工程设计对环境的影响方面的评估体系尚不成熟,因此,生态水利工程的实际使用性能以及使用寿命就更加有赖与生态水利设计人员与生态科技研究人员的通力合作,以期将工程对生态环境的影响降到最低。
三、生态水利工程设计的原则及方法
1、工程安全性和经济性
生态水利工程的设计不仅要满足人类对水资源的需求,也要保持生态系统的可持续性;生态水利工程的设计不仅要符合水利工程学原理也要符合生态学原理生态水利工程的设施要符合工程力学和水文学的规律,以保证工程设施的安全性和稳定性;生态水利工程设施的设计不仅要充分考虑到其对洪水、冰冻、干旱等自然力荷载,也要充分考虑对河流泥沙输移、淤积以及河流侵蚀、冲刷的抵抗力,保证生态水利工程的耐久性。设计时应遵循风险最小和效益最大的基本原则,充分利用流域生态系统的自我恢复规律,争取以最小的投人获得最大产出。
2、生态系统自设计和自我恢复
河流生态系统的自组织功能主要表现为河流生态系统的可持续性,生态水利工程与传统水利工程的很大的区别在于是否应用自组织原理。生态水利工程设计是一种辅助性设计或者说是一种指导性的设计,它是依靠河流生态系统自组织、自设计的功能,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。每一项生态水利工程必须做到因地制宜,充分利用每一条河流的自然属性和价值,设计最佳的生态工程方案。在利用自设计理论的同时,也要充分利用本地物种,在引进外来物种的同时防止生物人侵。
3、景观尺度及整体性
从大景观尺度上开展对河流生态的修复,其效率较高,所以在设计河流生态修复的规划和管理应该从大景观尺度和保持可持续性的基础上进行。从生态系统的结构和功能出发,整体把握生态系统中各个要素之间的相互作用,提高河流生态系统的整体修复能力。河流生态系统是一个大系统,当其受到胁迫时需要对各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体的研究;河流生态系统也是一个开放的生态系统,它与周围生态系统进行能量传递和物质循环,所以说一个河流生态的修复活动不是孤立的,需要与相邻流域的生态修复活动进行协调,在设计生态水利工程时应充分考虑这些因素的影响。 4、进行生态水利工程设计要明确生态目标
生态水利工程设计的首要准则就是明确生态目标,确定生态内容设计完成之后,在实际的施工过程中,生态目标与生态内容要根据施工现场的具体情况,结合科学理论,并在多方意见的综合指导下做出相应的变更,充分考虑施工过程对生态目标的影响,对生态内容与生态目标的落实一定要具体到位确保生态水利工程对环境保护的初衷不被改变,保证生态水利工程的经济效益、社会效益以及环境效益三者之间的有机结合,保障生态水利工程的使用性能达到预期的标准。
5、提高河流形态的空间异质性
一个流域的生境空间异质性越高,意味着可以创造出更多的多样性的小生境,可以允许更多的物种共存。生态水利工程的目的是提高和恢复生物群落的多样性,我们不仅要依靠人工直接引进鱼类等其他生物物种或者种植岸边植被,生态水利工程也应该尽可能提高河流形态的异质性,为生物群落多样性的自我恢复创造条件。确定河流生态修复目标后,应该加强对河流进行生物调查、地貌历史以及现状进行评估和勘查,建立生物资源数据库和河流地貌数据库,然后从中识别出那些对生态系统的结构和功能具有重要意义的生物因子或环境因子,在此基础上对河流地貌和生物栖息地进行设计。
结束语:
生态水利的实际施工过程难免会对施工现场,甚至是更加广的范围的生态环境造成一定的影响,因此,在生态水利工程设计时,要把环境保护的科学概念有机融合在设计理念当中,顺应生态环境的自然发展规律,将工程的各个阶段对生态环境的影响都纳入考虑考虑的范围,争取将生态水利工程队环境的影响降到最小。
参考文献:
[1]董哲仁.试论生态水利工程的基本设计原则[J].水利学报,2004,10
[2]余兴明.生态水利工程的设计原则[J].中国水运(理论版),2008,01
[3]刘正茂,吕宪国,武海涛.生态水利工程设计若干问题的探讨[J].水利水电科技进展,2008,01
[4]谢睿.生态水利工程的设计原则与方法思考[J].科技与企业,2014,08
[5]周桃志.浅谈生态水利工程的基本设计原则[J].现代经济信息,2014,15
[6]李民镐.试论生态水利工程的设计方法及其原则[J].中小企业管理与科技(下旬刊),2013,01
[7]王玉民.试论生态水利工程的基本设计原则[J].产业与科技论坛,2006,06