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【摘 要】 水利工程在社会经济建设和发展中起着非常重要的作用。本文主要结合实例对生态水利工程设计的原则进行了阐述,对生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线进行了分析,并研究了水利设计中的生态化理念的应用。
【关键词】 现代;生态水利;设计;热点
引言:
东营市麻湾灌区四干渠位于东营市中心城南部,西起麻湾总干渠庞家闸,东至胜利油田广南水库,全长32.13km。2006年东营市对四干渠实施了以提高干渠水利用率、加大渠道挟沙能力、改善渠道两侧生态环境为目标的综合治理工程。该工程于2006年底完成设计,2007年实施完成包括生态绿化建设在内的全部工程内容。本文将结合此案例,对现代生态水利设计的热点进行分析。
1、生态水利工程设计的原则
1.1安全经济性原则
从经济效益上分析开来,一定要把握这样一个原则那就是不断的降低风险,收获最大的效益。由于水域环境的生态系统演变具有随机性的特点,这就决定了生态水利工程的规划在一定程度上具有很大的风险性,这就要求在生态水利工程在方案初选阶段一定要进行方案的对比研究,从长远利益出发,对于水域的生态环境的评估和监测给予高度的重视。此外应该不断的降低资金的投入,然后获得最大的经济和生态效益,这需要充分利用生态系统的恢复力。生态水利工程具有综合性和跨学科的特征,不仅要满足可持续发展观的具体要求,也应该满足人们的具体要求。为了实现生态水利工程的耐久性、稳定性、安全性,生态水利工程的施工建设一定要符合科学规律,例如工程力学和水文学的客观事实。总之,生态水利工程应该遵循生态学的基本原理,也应该符合工程学的相关原理。
1.2反馈调整式
生态系统与社会系统都是在不断变化的,不论是时间还是空间都存在变化性。除了系统自身的不断更替外,人类的行为及状态都会干扰到生态系统的状态。这种非静态的特征使生态水利工程设计与传统的工程设计方法是存在一定的不同的,采用的是一种反馈调整式的设计手段,是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样的流程开展的。从对这一流程的分析来看,监测是这一流程的基础,水文监测与生物监测是监测工作的主体。针对这一问题,必须要在项目确立的时候就要建立完善的监测系统,使监测贯穿在整个项目的施工过程中。善于运用手中所掌握的数据集资料进行阶段性的评估,达到预期的评估效果。从评估对象来看,主要是评估河流生态系统的结构或功能状况的发展情况。目前,对生态水利工程的评估主要采用的是参照比较法,这一方法运用十分简单,效率较高,因此普及性较广。从比较对象来看,主要是对河流自身的系统的历史情况与初期现状进行分析;一种是对比与自然条件类型但缺乏生态修复的河流进行对比。从评估结果来看,主要呈现3种类型:
(1)大致是按照预期的目标在进行的,设计变更没必要;
(2)局部结构的设计存在一定的错误,需要进行一定的调整使其适应新的情况;
(3)与预期的目标存在较大差异,必须要进行大的调整,必要的情况下可能要进行重新设计。在进行反馈调整设计的过程中,激发社会群众的工作热情,使其参与到工程调整中,通过对话、协商的方式实现大家共同的目标。提倡多学科间的交流与融合,完善生态水利工程设计的科学性。
1.3把握好景观的尺度及整体性原则
在东营市麻湾灌区四干渠的水利设计中,生态绿化工程以生态防护为基本功能,一般渠段以种植速生楊、白蜡为主;在辛河路上延1km至东王路下延600m(新建田庄节制闸处)范围内作为主要生态景观带,引入景观元素,结合桥头周边、节制闸周边规划田园风光休闲区、农耕展示体验区,在生态防护的前提下,增加可观赏性和可参与性,形成和谐的田园景观,使干渠沿线绿树常青,一年四季“春有花、夏有荫、秋有果、冬有绿”,给当地居民和附近久居城市的人们提供亲近自然、放松心情的舒适空间。以此可以看出:
从长远的发展角度来说,河流生态修复规划与管理尽量选择尺度较大的景观区域开展,要建立在可持续发展的基础上,如果是选择尺度较小,短期内与零星局部的范围内进行的话,效率较差,而且成功率也很低。但是如果选在尺度大的景观上进行生态河流的修复工作,可以很大程度的提高工作效率,达到良好的生态发展目标。另外,还必须要遵循“整体性”原则,关键是立足生态系统的结构功能,掌握生态系统中不同要素间的关系,同时了解互相作用的原理,提出有针对性的河流生态系统整体、综合的系统手段,不能单纯的考虑河道水文系统的修复,也不仅仅是修复单一动物或者河岸的植被情况。
2、生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线
(1)认清工程将会影响的重要敏感生态目标。生态水利工程的设计一定要可以准确认清受工程间接或直接影响的生态目标,并且要在工程规划时做出充分考虑.目前大多数水利工程的设计没有或很少考虑流域生态敏感点。
(2)应以工程水文学与生态水文学当作工程设计的基础。进行水文过程的计算与分析。由于生态水利工程的服务对象相当广,通常同时涉及林业、湿地、农业、草原、江河湖泊和畜牧业等生态用水和工业、消防、城镇、居民等生活经济用水,因此只要认清生态目标对水资源的时空要求规律,才能使生态水利工程的设计,建立在科学的基础上。
(3)环境工程设计要与生态水利工程的设计进行有机结合。设计生态水利工程时,要完全吸收工程的理论与和环境科学技术,从而实现水质与水量同步的科学配置。目前特别是要与水污染防治工程进行有机的结合,因为水利工程作用的水量通常较大,并且拥有显著的季节性变化,使生态水利工程的实施与设计存在相当大的阻力与挑战。为了降低早田排水挟带污染物或泥沙进人下游天然湿地或湖泊,可以在进人湿地或湖泊的过渡带设计氧化塘或生态处理沟渠。而水田里的排水沟渠能在植物生长季节完成蓄水,再运用人工沟渠湿地对有机污染物质进行有效的降解。如果是以开采地下水种植水稻,要进行以水质净化与水量高效利用为目的的生态水利工程设计。 3、水利设计中的生态化理念
3.1水利设计中的生态化理念应用的重要性
近年来,随着我国社会需求量的不断增大,水利设施正在进入快速发展阶段,其规模、数量都在增加。水利设施作为人们对水资源利用的重要手段,其不仅能够达到预防洪水等自然灾害的作用,还能够在农田灌溉、水力发电等众多方面发挥重要的作用,对于满足人类生活需求、实现经济发展有着重要作用。然而如果在进行水利施工过程中段有对当地的生态环境有所了解和考虑那么很容易对当地的生态环境造成负面影响,破坏当地的生态系统平衡,最终出现生态环境恶化的情况。如此一来,不仅会使水利工程难以发挥出应有的作用,还会出现水土流失、湿地退化等情况使人类赖以生存的生态环境遭到破坏。
为了真正发挥出水利工程的实际作用,实现人与生态环境的和谐发展,必须要将生态理念应用到水利设计工作中。以生态理念为基准来进行水利工程设计,不仅能够充分发挥出水利设施各种功能的价值,还能够实现原有生态环境与人为后天建造的水利设施和谐相处的目标,在进一步保证原有河流、湖泊内的生态环境的基础上,发挥出水利工程的最大化效益进而实现人与自然和谐相处的战略发展目标。
3.2河道改造工程
为了为鱼类及水生物创造良好的生态景观,水利技术人员在河道整治的生态设计上主要定位以下几方面:
(1)在河道整治过程中,生态理念在工程中的运用要因地制宜,在进项规划之前,要对河道的生态环境进行相关调查,继而提出相应的生态保护措施,最终实现人与水道流域环境的和谐统一
(2)结合当地所独特的自然特征,对护坡断面和定位河道岸线等问题进行科学合理的设计,要坚持河道流域生态环境的自我设计和自我修复的原则,因地制宜的进行水利设计,具体问题具体分析,使水利设计真正符合实际需要,真正造福于民。
3.3堤岸工程建设
在对堤岸建设的设计中,保持堤型和堤线的选择多样化,可以有助于流域生物物种实现多样化。反之,原有河流形态的单一则不利于实现生物的多样性。因此,在设计堤线的原则上,需要保持陆地和自然水面原有的参差交错的形态,保留直至恢复急流和河湾以及湿地和浅滩。尤其要重视保留那些大型的自然滞洪区。工程人员在堤岸建设设计中不仅要坚持某些特定合理的原则,诸如,宽的就要宽的原则就是在确定堤防的间距的时候需要遵循的等等。而且在设计过程中还需要处理好土地利用和生态保护及防洪防涝之间的矛盾,河槽、河漫滩及河流断面的设计也需要因地制宜,结合实际,为水道的生态和谐进行合理的设计。河床的设计也应采用合理的非几何形断面,在保留自然原有形态的基础上,避免一些流场的均一化结果,不但要有助于协调自然风景而且还要有利于诸多物种的生长。为了实现以上的规划设计,我们不仅需要配套的实用工具及相关的软件包,还需要我们掌握一些与非规则断面相关的水力学计算方法。
4、结语
总而言之,我们要遵循生态水利设计的基本原则,运用生态化理念,遵循的理论与技术路线,设计出合理的生态水利工程,进而促进周围农业生产,为人们的生活生产带来便利。
参考文献:
[1]赵洪霞,傅海娟.关于现代生态水利设计的几点研究[J].黑龍江科技信息,2012,30:262.
[2]贾浩谋,宋晓鹏.探析生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用[J].河南科技,2013,17:166.
【关键词】 现代;生态水利;设计;热点
引言:
东营市麻湾灌区四干渠位于东营市中心城南部,西起麻湾总干渠庞家闸,东至胜利油田广南水库,全长32.13km。2006年东营市对四干渠实施了以提高干渠水利用率、加大渠道挟沙能力、改善渠道两侧生态环境为目标的综合治理工程。该工程于2006年底完成设计,2007年实施完成包括生态绿化建设在内的全部工程内容。本文将结合此案例,对现代生态水利设计的热点进行分析。
1、生态水利工程设计的原则
1.1安全经济性原则
从经济效益上分析开来,一定要把握这样一个原则那就是不断的降低风险,收获最大的效益。由于水域环境的生态系统演变具有随机性的特点,这就决定了生态水利工程的规划在一定程度上具有很大的风险性,这就要求在生态水利工程在方案初选阶段一定要进行方案的对比研究,从长远利益出发,对于水域的生态环境的评估和监测给予高度的重视。此外应该不断的降低资金的投入,然后获得最大的经济和生态效益,这需要充分利用生态系统的恢复力。生态水利工程具有综合性和跨学科的特征,不仅要满足可持续发展观的具体要求,也应该满足人们的具体要求。为了实现生态水利工程的耐久性、稳定性、安全性,生态水利工程的施工建设一定要符合科学规律,例如工程力学和水文学的客观事实。总之,生态水利工程应该遵循生态学的基本原理,也应该符合工程学的相关原理。
1.2反馈调整式
生态系统与社会系统都是在不断变化的,不论是时间还是空间都存在变化性。除了系统自身的不断更替外,人类的行为及状态都会干扰到生态系统的状态。这种非静态的特征使生态水利工程设计与传统的工程设计方法是存在一定的不同的,采用的是一种反馈调整式的设计手段,是按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”这样的流程开展的。从对这一流程的分析来看,监测是这一流程的基础,水文监测与生物监测是监测工作的主体。针对这一问题,必须要在项目确立的时候就要建立完善的监测系统,使监测贯穿在整个项目的施工过程中。善于运用手中所掌握的数据集资料进行阶段性的评估,达到预期的评估效果。从评估对象来看,主要是评估河流生态系统的结构或功能状况的发展情况。目前,对生态水利工程的评估主要采用的是参照比较法,这一方法运用十分简单,效率较高,因此普及性较广。从比较对象来看,主要是对河流自身的系统的历史情况与初期现状进行分析;一种是对比与自然条件类型但缺乏生态修复的河流进行对比。从评估结果来看,主要呈现3种类型:
(1)大致是按照预期的目标在进行的,设计变更没必要;
(2)局部结构的设计存在一定的错误,需要进行一定的调整使其适应新的情况;
(3)与预期的目标存在较大差异,必须要进行大的调整,必要的情况下可能要进行重新设计。在进行反馈调整设计的过程中,激发社会群众的工作热情,使其参与到工程调整中,通过对话、协商的方式实现大家共同的目标。提倡多学科间的交流与融合,完善生态水利工程设计的科学性。
1.3把握好景观的尺度及整体性原则
在东营市麻湾灌区四干渠的水利设计中,生态绿化工程以生态防护为基本功能,一般渠段以种植速生楊、白蜡为主;在辛河路上延1km至东王路下延600m(新建田庄节制闸处)范围内作为主要生态景观带,引入景观元素,结合桥头周边、节制闸周边规划田园风光休闲区、农耕展示体验区,在生态防护的前提下,增加可观赏性和可参与性,形成和谐的田园景观,使干渠沿线绿树常青,一年四季“春有花、夏有荫、秋有果、冬有绿”,给当地居民和附近久居城市的人们提供亲近自然、放松心情的舒适空间。以此可以看出:
从长远的发展角度来说,河流生态修复规划与管理尽量选择尺度较大的景观区域开展,要建立在可持续发展的基础上,如果是选择尺度较小,短期内与零星局部的范围内进行的话,效率较差,而且成功率也很低。但是如果选在尺度大的景观上进行生态河流的修复工作,可以很大程度的提高工作效率,达到良好的生态发展目标。另外,还必须要遵循“整体性”原则,关键是立足生态系统的结构功能,掌握生态系统中不同要素间的关系,同时了解互相作用的原理,提出有针对性的河流生态系统整体、综合的系统手段,不能单纯的考虑河道水文系统的修复,也不仅仅是修复单一动物或者河岸的植被情况。
2、生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线
(1)认清工程将会影响的重要敏感生态目标。生态水利工程的设计一定要可以准确认清受工程间接或直接影响的生态目标,并且要在工程规划时做出充分考虑.目前大多数水利工程的设计没有或很少考虑流域生态敏感点。
(2)应以工程水文学与生态水文学当作工程设计的基础。进行水文过程的计算与分析。由于生态水利工程的服务对象相当广,通常同时涉及林业、湿地、农业、草原、江河湖泊和畜牧业等生态用水和工业、消防、城镇、居民等生活经济用水,因此只要认清生态目标对水资源的时空要求规律,才能使生态水利工程的设计,建立在科学的基础上。
(3)环境工程设计要与生态水利工程的设计进行有机结合。设计生态水利工程时,要完全吸收工程的理论与和环境科学技术,从而实现水质与水量同步的科学配置。目前特别是要与水污染防治工程进行有机的结合,因为水利工程作用的水量通常较大,并且拥有显著的季节性变化,使生态水利工程的实施与设计存在相当大的阻力与挑战。为了降低早田排水挟带污染物或泥沙进人下游天然湿地或湖泊,可以在进人湿地或湖泊的过渡带设计氧化塘或生态处理沟渠。而水田里的排水沟渠能在植物生长季节完成蓄水,再运用人工沟渠湿地对有机污染物质进行有效的降解。如果是以开采地下水种植水稻,要进行以水质净化与水量高效利用为目的的生态水利工程设计。 3、水利设计中的生态化理念
3.1水利设计中的生态化理念应用的重要性
近年来,随着我国社会需求量的不断增大,水利设施正在进入快速发展阶段,其规模、数量都在增加。水利设施作为人们对水资源利用的重要手段,其不仅能够达到预防洪水等自然灾害的作用,还能够在农田灌溉、水力发电等众多方面发挥重要的作用,对于满足人类生活需求、实现经济发展有着重要作用。然而如果在进行水利施工过程中段有对当地的生态环境有所了解和考虑那么很容易对当地的生态环境造成负面影响,破坏当地的生态系统平衡,最终出现生态环境恶化的情况。如此一来,不仅会使水利工程难以发挥出应有的作用,还会出现水土流失、湿地退化等情况使人类赖以生存的生态环境遭到破坏。
为了真正发挥出水利工程的实际作用,实现人与生态环境的和谐发展,必须要将生态理念应用到水利设计工作中。以生态理念为基准来进行水利工程设计,不仅能够充分发挥出水利设施各种功能的价值,还能够实现原有生态环境与人为后天建造的水利设施和谐相处的目标,在进一步保证原有河流、湖泊内的生态环境的基础上,发挥出水利工程的最大化效益进而实现人与自然和谐相处的战略发展目标。
3.2河道改造工程
为了为鱼类及水生物创造良好的生态景观,水利技术人员在河道整治的生态设计上主要定位以下几方面:
(1)在河道整治过程中,生态理念在工程中的运用要因地制宜,在进项规划之前,要对河道的生态环境进行相关调查,继而提出相应的生态保护措施,最终实现人与水道流域环境的和谐统一
(2)结合当地所独特的自然特征,对护坡断面和定位河道岸线等问题进行科学合理的设计,要坚持河道流域生态环境的自我设计和自我修复的原则,因地制宜的进行水利设计,具体问题具体分析,使水利设计真正符合实际需要,真正造福于民。
3.3堤岸工程建设
在对堤岸建设的设计中,保持堤型和堤线的选择多样化,可以有助于流域生物物种实现多样化。反之,原有河流形态的单一则不利于实现生物的多样性。因此,在设计堤线的原则上,需要保持陆地和自然水面原有的参差交错的形态,保留直至恢复急流和河湾以及湿地和浅滩。尤其要重视保留那些大型的自然滞洪区。工程人员在堤岸建设设计中不仅要坚持某些特定合理的原则,诸如,宽的就要宽的原则就是在确定堤防的间距的时候需要遵循的等等。而且在设计过程中还需要处理好土地利用和生态保护及防洪防涝之间的矛盾,河槽、河漫滩及河流断面的设计也需要因地制宜,结合实际,为水道的生态和谐进行合理的设计。河床的设计也应采用合理的非几何形断面,在保留自然原有形态的基础上,避免一些流场的均一化结果,不但要有助于协调自然风景而且还要有利于诸多物种的生长。为了实现以上的规划设计,我们不仅需要配套的实用工具及相关的软件包,还需要我们掌握一些与非规则断面相关的水力学计算方法。
4、结语
总而言之,我们要遵循生态水利设计的基本原则,运用生态化理念,遵循的理论与技术路线,设计出合理的生态水利工程,进而促进周围农业生产,为人们的生活生产带来便利。
参考文献:
[1]赵洪霞,傅海娟.关于现代生态水利设计的几点研究[J].黑龍江科技信息,2012,30:262.
[2]贾浩谋,宋晓鹏.探析生态水利设计理念在城市河道治理工程中的应用[J].河南科技,2013,17:166.