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序論:在您撰寫生態(tài)水利工程論文時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導您走向新的創(chuàng)作高度。
論文摘要:闡述水利工程與水域生態(tài)的關系,介紹了生態(tài)水利規(guī)劃的基本原則:工程安全性與經(jīng)濟性原則;提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則;生態(tài)系統(tǒng)自設計與自我恢復原則;景觀尺度與整體修復原則;反饋和調(diào)整設計原則。
1水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響
在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟與社會有著巨大的作用,同時也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關系方面,似應強調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。
2生態(tài)水利工程
從學科發(fā)展角度看,現(xiàn)在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學,水利工程規(guī)劃設計主要對象是水文系統(tǒng),往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風險等問題。學科的進一步發(fā)展應吸收生態(tài)學理論及方法,促進水利工程學與生態(tài)學的交叉融合,用以改進和完善水利工程的規(guī)劃及設計理論,形成水利工程學新的學科分支——生態(tài)水利工程學。生態(tài)水利工程學作為水利工程學的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對于新建工程,是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復的目標。對于已建工程,則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)(生態(tài)產(chǎn)業(yè))及環(huán)境立法和資源管理一起,成為河流生態(tài)建設的主要手段之一。
3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設計原則
3.1工程安全性和經(jīng)濟性原則
生態(tài)水利工程是一項綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運等需求,也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理,也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律,以確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設施必須在設計標準規(guī)定的范圍內(nèi),能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時,必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律,保證河流修復工程的耐久性。
對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析,應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握,生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規(guī)劃設計中進行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外,充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復規(guī)律,是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。
3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
一個地區(qū)的生境空間異質(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共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動,特別是大規(guī)模治河工程的建設,造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種,生態(tài)水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性,使其符合自然河流的地貌學原理,為生物群落多樣性的恢復創(chuàng)造條件。
在確定河流生態(tài)修復目標以后,就應該對于河流進行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進行勘查和評估,建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎上,確定環(huán)境因子與生物因子的相關關系,必要時建立某種數(shù)學模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括:調(diào)查單個生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關系和制約條件,對于“關鍵種”或標志性生物的環(huán)境因子進行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中,識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子,在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。
3.3生態(tài)系統(tǒng)自設計、自我恢復原則
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,能夠經(jīng)受自然選擇的考驗,尋找到相應的能源和合適的環(huán)境條件。
將自組織原理應用于生態(tài)水利工程時,生態(tài)工程設計與傳統(tǒng)水工設計有本質(zhì)的區(qū)別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計,建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同,生態(tài)工程設計是一種“指導性”的設計,或者說是輔設計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結(jié)構(gòu),從而完成設計和實現(xiàn)設計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明,人工與自然力的貢獻各占一半。
傳統(tǒng)的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態(tài)水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機,樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設計這個寶貴財富,實現(xiàn)人與自然的和諧。需要強調(diào)的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點都是各不相同的。因此,每一項生態(tài)水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。
自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設計理論時,需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進外來物種時要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態(tài)修復規(guī)劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎上進行,而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復效率要高。小范圍的生態(tài)修復不但效率低,而且成功率也低。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)各個要素間的交互作用,提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復問題,也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
景觀則是指生態(tài)學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規(guī)劃?首先,水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起,形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分,形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時,需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點,這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán),一條河流的生態(tài)修復活動不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復活動進行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復是靠時間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態(tài)修復項目要有長期準備,同時進行長期的監(jiān)測和管理。
3.5反饋調(diào)整式設計原則
生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程,河流修復工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進化需要數(shù)百萬年時間。進化的趨勢是結(jié)構(gòu)復雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高,同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看,生態(tài)系統(tǒng)的演替,即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間,期望河流修復能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。
生態(tài)水利工程規(guī)劃設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計預期的目標發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。
意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外,人類系統(tǒng)的變化及干擾也導致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設計方法,而是一種反饋調(diào)整式的設計方法。是按照“設計—執(zhí)行(包括管理)—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復循環(huán)的方式進行的。在這個流程中,監(jiān)測工作是基礎。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進行生態(tài)修復的河流比較。
在反饋調(diào)整式設計過程中,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,提高設計的科學性。
參考文獻:
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[2]董哲仁.生態(tài)水工學的理論框架[J].水利學報,2003,(1):1~6.
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在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟與社會有著巨大的作用,同時也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關系方面,似應強調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。
2生態(tài)水利工程
從學科發(fā)展角度看,現(xiàn)在的水利工程學的學科基礎主要是工程力學和水文學,水利工程規(guī)劃設計主要對象是水文系統(tǒng),往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風險等問題。學科的進一步發(fā)展應吸收生態(tài)學理論及方法,促進水利工程學與生態(tài)學的交叉融合,用以改進和完善水利工程的規(guī)劃及設計理論,形成水利工程學新的學科分支——生態(tài)水利工程學。生態(tài)水利工程學作為水利工程學的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對于新建工程,是指進行傳統(tǒng)水利建設的同時(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復的目標。對于已建工程,則是對于被嚴重干擾河流重點進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)(生態(tài)產(chǎn)業(yè))及環(huán)境立法和資源管理一起,成為河流生態(tài)建設的主要手段之一。
3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設計原則
3.1工程安全性和經(jīng)濟性原則
生態(tài)水利工程是一項綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運等需求,也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學原理,也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設施必須符合水文學和工程力學的規(guī)律,以確保工程設施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設施必須在設計標準規(guī)定的范圍內(nèi),能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、橫斷面設計時,必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律,保證河流修復工程的耐久性。
對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析,應遵循風險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握,生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風險。這就需要在規(guī)劃設計中進行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。另外,充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復規(guī)律,是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。
3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
一個地區(qū)的生境空間異質(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共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動,特別是大規(guī)模治河工程的建設,造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標是恢復或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進魚類、鳥類和其他生物物種,生態(tài)水利工程的重點應該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性,使其符合自然河流的地貌學原理,為生物群落多樣性的恢復創(chuàng)造條件。
在確定河流生態(tài)修復目標以后,就應該對于河流進行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進行勘查和評估,建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎上,確定環(huán)境因子與生物因子的相關關系,必要時建立某種數(shù)學模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括:調(diào)查單個生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關系和制約條件,對于“關鍵種”或標志性生物的環(huán)境因子進行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中,識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子,在此基礎上進行河流地貌學設計和生物棲息地的設計。
3.3生態(tài)系統(tǒng)自設計、自我恢復原則
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,能夠經(jīng)受自然選擇的考驗,尋找到相應的能源和合適的環(huán)境條件。
將自組織原理應用于生態(tài)水利工程時,生態(tài)工程設計與傳統(tǒng)水工設計有本質(zhì)的區(qū)別。像設計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設計,建筑物的幾何特征、材料強度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復工程設計與此不同,生態(tài)工程設計是一種“指導性”的設計,或者說是輔設計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結(jié)構(gòu),從而完成設計和實現(xiàn)設計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明,人工與自然力的貢獻各占一半。
傳統(tǒng)的水利工程設計的特征是對于自然河流實施控制。而設計生態(tài)水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機,樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設計這個寶貴財富,實現(xiàn)人與自然的和諧。需要強調(diào)的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點都是各不相同的。因此,每一項生態(tài)水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學價值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。
自設計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設計理論時,需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進外來物種時要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態(tài)修復規(guī)劃和管理應該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎上進行,而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復效率要高。小范圍的生態(tài)修復不但效率低,而且成功率也低。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)各個要素間的交互作用,提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復問題,也不僅僅是修復單一動物或修復河岸植被。
景觀則是指生態(tài)學中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進行河流修復規(guī)劃?首先,水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起,形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動和工程設施作為生境的組成部分,形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時,需要對于各種脅迫因素之間的相互關系進行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點,這些特點決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán),一條河流的生態(tài)修復活動不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復活動進行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復是靠時間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態(tài)修復項目要有長期準備,同時進行長期的監(jiān)測和管理。
3.5反饋調(diào)整式設計原則
生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程,河流修復工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進化需要數(shù)百萬年時間。進化的趨勢是結(jié)構(gòu)復雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高,同時對外界干擾的抵抗力有所增強。從較短的時間尺度看,生態(tài)系統(tǒng)的演替,即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間,期望河流修復能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。
生態(tài)水利工程規(guī)劃設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計預期的目標發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。
意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外,人類系統(tǒng)的變化及干擾也導致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設計方法,而是一種反饋調(diào)整式的設計方法。是按照“設計—執(zhí)行(包括管理)—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復循環(huán)的方式進行的。在這個流程中,監(jiān)測工作是基礎。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進行生態(tài)修復的河流比較。
在反饋調(diào)整式設計過程中,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,提高設計的科學性。
論文關鍵詞:生態(tài)水利工程設計原則
論文摘要:闡述水利工程與水域生態(tài)的關系,介紹了生態(tài)水利規(guī)劃的基本原則:工程安全性與經(jīng)濟性原則;提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則;生態(tài)系統(tǒng)自設計與自我恢復原則;景觀尺度與整體修復原則;反饋和調(diào)整設計原則。
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(1)由于施工單位進行水利工程施工時
在運輸原材料以及進行開山炸石等工作過程中產(chǎn)生大量粉塵,而影響了空氣質(zhì)量。同時,施工機械工作時所產(chǎn)生的廢氣與運輸車輛排放的尾氣共同造成了對周遭空氣的污染,從而使得空氣質(zhì)量快速下降。這對水利水電工程施工人員以及施工現(xiàn)場附近的居民生存環(huán)境會造成嚴重影響,進而使得施工人員與附近的居民很容易感染呼吸道等疾病。
(2)水利工程施工單位進行施工工作時
常常需要利用當?shù)氐耐恋刭Y源進行施工工作。這就使得并未建立健全施工管理體制的施工單位經(jīng)常會出現(xiàn)浪費土地資源與胡亂處理水利工程廢棄物現(xiàn)象的出現(xiàn),這對施工當?shù)氐刭|(zhì)環(huán)境的影響是異常嚴重的。并且施工單位進行攔河筑壩與開山炸石等施工工作,會在不同程度上影響當?shù)氐牡刭|(zhì)構(gòu)造,進而為水土流失等問題的出現(xiàn)埋下了隱患。
(3)在施工單位進行水利工程施工工作的過程當中
往往需要頻繁地進行車輛運輸以及開山炸石等工作,這會對水利工程附近的居民造成極其嚴重的噪音污染,從而影響附近居民的生產(chǎn)以及生活質(zhì)量;同時,由于水利工程施工單位并未及時并且恰當?shù)貙λこ探ㄔO過程中所產(chǎn)生的各種廢棄物進行處理,這會對施工現(xiàn)場的空氣質(zhì)量以及水體質(zhì)量造成污染,從而引起其他生態(tài)污染問題的產(chǎn)生。所以,針對水利工程建設對生態(tài)環(huán)境所造成的影響,施工單位需要采取恰當?shù)氖侄斡枰杂行Ы鉀Q,從而才能滿足我國走可持續(xù)發(fā)展道路以及建設生態(tài)文明社會的根本需求。
2生態(tài)工程在水利工程環(huán)境問題當中應用的原則
在水利工程當中應用生態(tài)工程原理,一般需要遵循經(jīng)濟效益協(xié)同發(fā)展的原則、共生互補的原則、循環(huán)再生綜合利用與主體空間利用原則、時程需求協(xié)調(diào)原則等四個基本原則,下文將就這四個原則進行分析。
(1)所謂經(jīng)濟效益協(xié)同發(fā)展的原則
主要指的是施工單位在進行水利工程施工時,要協(xié)調(diào)處理好生態(tài)環(huán)境與社會經(jīng)濟效益的關系,從而才能夠在水利工程的施工過程中走可持續(xù)發(fā)展道路,才能夠在加強施工管理的過程當中規(guī)范水利工程的施工工作,以有效減少甚至是杜絕水利工程施工對周遭環(huán)境所造成破壞?,F(xiàn)代化社會要求施工單位轉(zhuǎn)變思維方式,注重對施工現(xiàn)場以及附近生態(tài)環(huán)境的保護,進而才能夠在最大程度上保證水利工程施工充分遵循生態(tài)環(huán)境效益與社會經(jīng)濟效益協(xié)同發(fā)展的原則。
(2)從一般情況下來講,共生互補原則主要指的是施工單位進行水利工程施工時要遵循合作共存、互惠互利原則
以切實避免土地資源的浪費。從而才能夠在水利工程施工時有效節(jié)約土地資源,才能夠有效減少水利工程施工時的社會資源消耗。并且,施工單位在遵循共生互補原則時,可以通過采取多種方式進行規(guī)劃管理工作,繼而才能夠協(xié)調(diào)好水利工程與自然生態(tài)環(huán)境之間的關系,才能夠在優(yōu)化資源配置的同時走可持續(xù)發(fā)展道路。
(3)循環(huán)再生綜合利用原則
一般指的是施工單位在水利工程施工過程中,施工單位要在遵循循環(huán)再生綜合利用原則的基礎上,對施工過程中所產(chǎn)生的廢棄物以及剩余的施工材料進行充分利用,繼而才能夠達到節(jié)省資源與創(chuàng)造社會經(jīng)濟效益的目的;并且在充分遵循主體空間利用原則的基礎上,施工單位要結(jié)合施工當?shù)厣锓N群分布規(guī)律合理地安排生物種群,從而在保護生態(tài)環(huán)境的基礎上有效解決施工現(xiàn)場空間組織結(jié)構(gòu)的問題。進而在合理規(guī)劃、統(tǒng)籌全局的前提下起到保護周遭自然生態(tài)環(huán)境的效果。
(4)施工單位遵循時程需求協(xié)調(diào)原則
需要在進行水利工程施工工作時觀察并且協(xié)調(diào)好因子量值與施工工期、運行期之間的關系,從而在統(tǒng)籌兼顧的基礎上能夠有效提高水利工程的生產(chǎn)能力,能夠有效提供水利工程的施工進度。所以,施工單位在進行水利工程施工時,需要充分遵循以上所提及的經(jīng)濟效益協(xié)同發(fā)展的原則、共生互補的原則、循環(huán)再生綜合利用與主體空間利用原則、時程需求協(xié)調(diào)原則等四個基本原則,從而才能夠在保護環(huán)境的同時有效減少資源的浪費。
3應用生態(tài)工程原理解決水利工程施工中的環(huán)境問題
針對上文提及的水利工程對生態(tài)環(huán)境所造成的影響以及生態(tài)工程在水利工程中應用的原則,施工單位可以采取科學、合理的措施將生態(tài)工程原理應用到水利工程當中來,從而有效地解決水利工程施工中的環(huán)境問題。
(1)在水利工程施工施工的前期,施工單位要加強對水利工程施工現(xiàn)場數(shù)據(jù)的勘測收集工作
設計人員在進行水利工程設計時要綜合當?shù)氐牡刭|(zhì)結(jié)構(gòu)、自然資源等勘測數(shù)據(jù)進行短期以及中長期的規(guī)劃,從而才能夠盡量減少水利工程施工時對生態(tài)環(huán)境所造成的影響,進而才能夠使得施工單位按照水利工程設計圖紙規(guī)范地進行工程施工工作。這是保證不破壞自然環(huán)境的一個基礎性前提。
(2)施工單位要不斷深入、普及施工人員對生態(tài)環(huán)境的保護意識
并且在水利工程施工過程中要盡量減少對生態(tài)環(huán)境的污染,從而才能夠真正協(xié)調(diào)社會經(jīng)濟效益與生態(tài)環(huán)境效益的發(fā)展。同時,在施工的過程中,要采取盡量減少開山炸石等工作對周遭居民所造成的噪聲污染,對施工過程中產(chǎn)生的廢水要經(jīng)過處理后才能排放,加強對施工過程中所產(chǎn)生空氣污染等防范措施,這樣才能夠有效解決水利工程施工過程中所產(chǎn)生的環(huán)境問題。
(3)建立健全施工監(jiān)督管理體制能夠有效規(guī)范施工人員的施工工作。
1.1主體空間利用的原則物種種群分布有兩種模式,分別是平面分布和垂直分布。在水利工程施工中要確保物種種群不受影響,不要打破周邊環(huán)境和物種原有的生態(tài)平衡。因此在進行水利工程施工的時候,就必須進行物質(zhì)的分級,并建立多層次利用體系,在這個基礎上相關部門根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部物種的分布情況,總結(jié)經(jīng)驗提出了主體空間利用的原則[2]。主體空間的應用可以使空間組織結(jié)構(gòu)面臨的障礙得到有效的處理,人們在進行水利工程施工的時候可以根據(jù)這一原則來使水利工程生態(tài)系統(tǒng)和建設格局相互適應,還要合理的規(guī)劃土地、水流等資源,這樣可以達到對生物結(jié)構(gòu)層次的合理安排的目的。
1.2循環(huán)利用可再生原則有效的降低水利工程的建設成本、實現(xiàn)生態(tài)效應的主要途徑就是可再生循環(huán)利用,在進行水利工程施工的時候可以使用可循環(huán)利用材料,也可以使用可再生的原材料,這樣可以充分的挖掘資源的價值能夠達到處理、回收建筑垃圾再利用的目的,通過循環(huán)利用可再生原則可以使得生態(tài)環(huán)境得到切實的保護,變廢為寶,進而在保護生態(tài)環(huán)境的同時還提高了經(jīng)濟效益。
1.3經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)發(fā)展原則在進行水利工程施工的時候,想要實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益協(xié)調(diào)發(fā)展這一目標,就必須確保生態(tài)系統(tǒng)的平衡,不要打破生態(tài)環(huán)境,要通過科學發(fā)展觀的理念來指導施工,以環(huán)境保護作為立足之本,這樣就能夠協(xié)調(diào)人和自然的關系,在確保生態(tài)環(huán)境不受破壞,工程質(zhì)量得到保證的同時,還要處理好經(jīng)濟建設的問題。在進行水利工程施工的時候,可以發(fā)展生態(tài)用水,也可以適當?shù)陌l(fā)展水利方面的旅游業(yè),這樣可以促進經(jīng)濟效益的提升,還能夠確保生態(tài)環(huán)境的平衡,實現(xiàn)良性循環(huán),這樣也可以很大程度上的降低水利工程施工對生態(tài)環(huán)境的不利影響。
1.4物種共生原則生態(tài)系統(tǒng)開放性的特征很明顯,在一定生物集群范圍內(nèi),物種的數(shù)量是恒定的不變的,但是在進行水利工程施工的時候,會使得生態(tài)系統(tǒng)和外部環(huán)境之間進行物質(zhì)交換,這樣就可能使得生態(tài)環(huán)境平衡被打破。在對生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀進行細致的分析之后,要遵循物種共生的原則來進行水利工程的施工,這樣能夠使得工程和自然優(yōu)勢互補,還能夠維護生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性,使得生物的多樣性得以確保,還能夠使得水利施工建設的生產(chǎn)發(fā)展得到滿足,這樣就能夠使水利建設優(yōu)化的積極作用得到發(fā)揮。
2提高水利工程施工生態(tài)工程環(huán)境措施
1)在進行水利工程建設的時候,要使施工對生態(tài)環(huán)境的破壞最小,這樣就可以實現(xiàn)生態(tài)環(huán)境保護和水利工程和諧發(fā)展的目標。在水利工程建設過程中,要科學合理的進行施工方案的制定,在制定施工方案的時候要以保護施工地生態(tài)環(huán)境為前提,采用最合理的施工計劃,這樣才可以實現(xiàn)水利工程生態(tài)經(jīng)濟效益的最大化。
2)在進行水利工程施工的時候,要循環(huán)地使用施工中的各種材料和各種物品,并進行綜合的利用,要盡可能的實現(xiàn)所有材料得到最大程度的利用,這樣既能夠保護水利工程施工地的生態(tài)環(huán)境,還能夠使得水利工程的總成本降低,進而提高經(jīng)濟效益。
3)對于那些已經(jīng)完工的水利工程項目和接近完工的工程項目,也要依據(jù)國家的相關規(guī)定來對施工地的生態(tài)環(huán)境進行嚴格的監(jiān)測管理,要確保在整個施工期都能夠有嚴格的環(huán)境監(jiān)測,及時地發(fā)現(xiàn)施工中破壞生態(tài)環(huán)境的問題,進而采取對應措施來解決問題,這樣才可以切實的保護生態(tài)環(huán)境,在施工過程中,要將相關環(huán)境保護人員的責任進行明確的劃分,并配置最專業(yè)的監(jiān)測設備來實現(xiàn)信息數(shù)據(jù)的收集,聘用最專業(yè)的人才來對信息數(shù)據(jù)進行整理和分析,這樣才能夠更好的保護生態(tài)環(huán)境。
4)工程區(qū)域系統(tǒng)和工程系統(tǒng)是構(gòu)成生態(tài)工程系統(tǒng)的兩部分,工程是工程系統(tǒng)的中心,而且要遵循經(jīng)濟規(guī)律,還要依照生態(tài)學原理的基礎,并立足于運行的目標,進而使得生態(tài)工程系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的最優(yōu)化得以實現(xiàn),想要保證工程系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)正常的能量流動和物質(zhì)循環(huán),就必須具備好的生態(tài)工程系統(tǒng)結(jié)構(gòu),這樣才可以確保生態(tài)系統(tǒng)和工程系統(tǒng)能夠協(xié)調(diào)的發(fā)展,進而提高生態(tài)工程的效益。
5)在進行水利工程建設的時候,要有機的和生態(tài)環(huán)境建設結(jié)合。通過工程建設和生態(tài)環(huán)境建設的有機結(jié)合,可以使得施工中生態(tài)環(huán)境的問題被解決,還能夠取得比較好的經(jīng)濟效益。
第一,水利工程在施工中對當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境會造成了影響,蓄壩攔誰肯定要對下流的用水造成影響,水利工程的施工對地方生態(tài)環(huán)境會有破壞最優(yōu),改變了動物和植物的生存條件,由于生存環(huán)境的改變,一些生物和植物可能會消失,因此在水利工程的實施過程中盡可能管理好現(xiàn)場,在生態(tài)環(huán)境方面要盡量減少破壞。
第二,水利工程在施工過程中會對該區(qū)域的地理環(huán)境產(chǎn)生影響。土壤的品質(zhì)會被改變,一系列地理因素會在施工中被改變。水利工程可以利用間壩蓄水與打通河道等一些手段來確保當?shù)氐霓r(nóng)用田地正常使用,避免了一些自然災害對其的負面影響,洪澇干旱等會造成非常大的破壞。雨水可以讓土壤中水分充分互補,實現(xiàn)自我調(diào)節(jié),這樣很大程度上來使當?shù)氐耐寥婪饰值某潭鹊靡约哟?。當水利工程施工完畢后,由于上游存在很多的泥沙以及其他沉淀物,水庫的水位會有所上升,進而致使附近的地下水位也上漲,以此為基礎,環(huán)境就要發(fā)生變化,如氣溫的上升導致水快速蒸發(fā),水庫周邊土壤的含水量會增加,這樣土壤鹽堿化的現(xiàn)象就容易發(fā)生。
第三,水利工程實施中必然會對周邊居民產(chǎn)生噪音污染,一般來說水利工程的實施地點在山區(qū)等地,在施工過程中需要進行路段的爆破和挖填等工作,不可避免的帶給居民噪音困擾,影響人們的日常生活。第四,水利工程帶來的環(huán)境問題,同時對當?shù)鼐用褚伯a(chǎn)生影響。水利工程還會對當?shù)氐目諝赓|(zhì)量有一定影響,這是因為施工中會使用一些材料,如石灰、水泥,這些基礎的建筑材料在使用的過程中會根據(jù)山地的地貌特征有一定形變和揮發(fā),這樣就會對空氣質(zhì)量有影響。
2.水利工程中的環(huán)境措施
2.1準備前期工作在工程施工開始之前,施工單位要開始準備工作,對現(xiàn)場進行勘察和數(shù)據(jù)的收集工作都在其中,除此之外還要進行地質(zhì)機構(gòu)的考慮,自然資源的因素也要算在內(nèi),之后進行規(guī)劃,規(guī)劃要有科學性,要能改善周圍的生態(tài)環(huán)境,盡可能的降低負面影響。
2.2增強環(huán)保意識環(huán)保意識要被提高,這是新時期對人們發(fā)展經(jīng)濟的新要求,施工單位要有環(huán)保意識,督促施工人員在是施工過程中也要注意環(huán)保觀念,要把環(huán)保的理念滲入每個環(huán)節(jié)。施工中要把污染的風險降到最低,維持社會效益與生態(tài)效益的同時發(fā)展,不能偏激的傾向一面。再者,對開山炸石等方式則是能免則免,這樣能有效的減弱噪音,施工后的廢水在處理后才可以排放,不能直接排放,從而全方面的對環(huán)境污染的問題進行有效實施。
2.3完善監(jiān)督管理制度建立一個監(jiān)督管理制度,這是任何一項工程順利實施的保證,施工單位要建立對于生態(tài)工程系統(tǒng)的管理制度。對工作人員的工作方法、行為進行約束。此外,生態(tài)補償?shù)臋C制要被建立,提前預測水利工程對周邊環(huán)境造成的潛在問題,預防的工作要坐在前面。水利工程中的生態(tài)工程要堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,從而使生物資源減少的情況得到緩解,對周邊的生態(tài)環(huán)境的影響要降到最低。
2.4生態(tài)工程系統(tǒng)的建立生態(tài)工程系統(tǒng)的建立可以減少水利工程在實施過程中對生態(tài)環(huán)境的影響和破壞。該系統(tǒng)的建立要考慮工程效益和生態(tài)效益,在此基礎上對水利工程的施工單位要進行規(guī)范,施工單位利用生態(tài)資源的行為要有嚴格的規(guī)章制度,按準則辦事。這樣才能減少生態(tài)工程中的環(huán)境問題,對水利工程與生態(tài)環(huán)境的互相協(xié)助發(fā)展問題有所幫助。按照國家的相關法律法規(guī)規(guī)定,已經(jīng)完工的水利工程要對環(huán)境實行監(jiān)測管理,對相關工作人員的責任明細化,把責任落實到個人,這樣可以更高效的實施管理,加之專業(yè)化的環(huán)境監(jiān)測器材配備,把監(jiān)測收到的數(shù)據(jù)與信息進行整合,仔細分析,從而保證生態(tài)環(huán)境的持續(xù)發(fā)展。
2.5分管施工單位要有生態(tài)保護意識各個分管的施工單位都應該在水利工程實施的過程中加強生態(tài)保護意識,準確掌握自己施工的范圍與具體任務,在自己的施工環(huán)節(jié)要盡力去降低對周遭生態(tài)環(huán)境的破壞,每個人都應該有這種意識。
2.6重視綜合利用要在水利施工過程中重視共生互補、綜合利用。在施工過程中有很多問題,面對多種問題有多種解決措施,合理規(guī)劃與協(xié)調(diào),在自然環(huán)境與項目工程和諧共生的基礎上,選擇最佳的措施組合。
3.結(jié)語
1.1生態(tài)水利工程的特征
生態(tài)水利工程是一種科學的、系統(tǒng)的、可持續(xù)的水利工程,能夠?qū)⑺こ膛c社會經(jīng)濟發(fā)展密切聯(lián)系起來,在開發(fā)水資源的同時還注重人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展。生態(tài)水利工作的基本特征包括以下幾點:第一,生物的多樣性,在建設大規(guī)模的水利工程時,往往會改變現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境,因此必須要將工程建設對生物的影響降到最低;第二,生態(tài)水利工程的系統(tǒng)性,生態(tài)水利工程的建設會對當?shù)氐暮恿?、水域、環(huán)境及氣候造成一定影響,所以要能夠充分考慮工程與生態(tài)之間的關系;第三,工程效益的不確定性,生態(tài)水利工程規(guī)模較大,所涉及的地質(zhì)、氣候等存在較大差異,因而存在許多不確定因素,這就會導致建成后的經(jīng)濟效益及環(huán)境效益無法保障得到預期效果。
1.2生態(tài)水利工程的影響分析
生態(tài)水利工程建設規(guī)模較大,因此會對周邊的環(huán)境產(chǎn)生一定影響,具體表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.2.1對河流生態(tài)的影響
大多數(shù)水利工程都是建在天然河道上,而天然河流已形成了相應的生態(tài)環(huán)境系統(tǒng),水利工程建設會改變河流生態(tài)自身的多樣性,局部河流的水深及含沙量會出現(xiàn)一定的變化,河流的水流速度及原動力也會或多或少得受到影響。與此同時,攔河壩會擴大水域的面積,提高水的比熱容并貯存更多的熱量,最終促進水溫上升,但是即便水溫發(fā)生細微的變化,也會對下游魚類的繁殖造成不同程度的影響。除此之外,當水流速度下降之后,水體與外界環(huán)境的交換頻率下降,河流的自凈能力會下降,最終影響到水質(zhì)。而地區(qū)水域面積的增大,會增加大氣層中的水汽含量及降水量,使得空氣較為濕潤,霧雨氣候逐漸增多,這就會改變該地區(qū)的氣候條件。修建生態(tài)水利工程,會增加該區(qū)域的重力,破壞原有地質(zhì)構(gòu)造,嚴重時甚至會引發(fā)地質(zhì)災害。
1.2.2對陸地生態(tài)的影響
生態(tài)水利工程建設會對建設場地內(nèi)的陸地生態(tài)環(huán)境造成直接影響。工程建設勢必會占用耕地及林地,從而破壞植被及相關陸生動物的生活場所,增加建設場所附近的空氣濕度,導致難以適應濕潤氣候的動物遷徙或使其改變生活習性,最終破壞原有生態(tài)系統(tǒng)及生態(tài)結(jié)構(gòu)。此外,在生態(tài)水利工程施工過程中,沿線居民及工廠產(chǎn)生的垃圾及污水會破壞原有的生態(tài)環(huán)境,改變河道的原有特性,直接威脅到動植物的生存環(huán)境。
1.2.3對社會環(huán)境的影響
對社會環(huán)境產(chǎn)生的影響具體體現(xiàn)為:淹沒水域及沿岸土地,從而導致居民被迫遷移、重新安置等問題,甚至還涉及到文物古跡的搬遷與保護等。尤其是一些大型的水利工程,在其建設過程中,往往會造成大面積的拆遷與安置問題。因此在水利工程建設之前,必須要應充分考慮到拆遷安置等,實現(xiàn)安排好搬遷移民的規(guī)劃工作。
2.生態(tài)水利工程建設原則
2.1施工安全經(jīng)濟的原則
在生態(tài)水利工程建設過程中,需要完善保障機制,從而有效保障施工的安全性及經(jīng)濟性。管理人員要能夠根據(jù)水利工程建設的實際情況,嚴格遵循可持續(xù)的發(fā)展需求,合理安排布置水利工程的施工環(huán)節(jié)及工期進度,從而保障水利工程施工活動符合經(jīng)濟安全的原則,最終促進生態(tài)水利工程與生態(tài)環(huán)境的有機融合。
2.2工程建設與自然生態(tài)和諧的原則
在生態(tài)水利工程規(guī)劃過程中,必須要以滿足水生態(tài)系統(tǒng)自我恢復為目標,全面掌握工程建設地域的地形特征、河流形態(tài)等,根據(jù)實際地理情況來進行規(guī)劃,保障水利工程與周圍水生態(tài)系統(tǒng)相協(xié)調(diào),最終實現(xiàn)人文與自然的相互融合。例如盡量保留河流的原始結(jié)構(gòu),注重優(yōu)化水質(zhì)及水生動物的生存環(huán)境;在河流中種植綠色植物、保障地下水的有效供給,為水生動植物創(chuàng)造良好的環(huán)境;在水利工程周邊植樹并融入設計,創(chuàng)造簡單的景觀河。例如鄂州市投資2800萬元修復長港河道生態(tài)環(huán)境,完成岸坡整形20km、土方50萬m3,植草7500m2,栽種水生植物1.5萬株,植樹2萬棵;云夢縣在2009年投資了八千萬元建設“三湖連河”工程,建立了總長為20km的環(huán)城生態(tài)水系,切實將水利工程與生態(tài)環(huán)境融合起來。此外,水利工程建設還需要嚴格遵循自然生態(tài)規(guī)律,提高水體的自凈能力,從而降低運營成本,達到凈化水的目的。
2.3工程建設整體規(guī)劃原則
整體性原則是對生態(tài)系統(tǒng)中各生態(tài)因素提出的總體性要求,一方面,在水利工程建設過程中需要考慮水文系統(tǒng)修復的相關問題,另一方面,還需要考慮水生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)變化過程。如果在建設水利工程過程中,沒有從整個環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)的角度來進行考慮,那么也只能暫時性地緩解問題,并不能從根本上解決存在的問題,最終嚴重影響到水利生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。在生態(tài)水利工程建設過程中,不但要以整體性為原則,還要遵循自然生態(tài)規(guī)律,采取生態(tài)措施來有效降低工程的建設成本。
3.促進生態(tài)水利工程建設的建議
生態(tài)水利工程建設具有一定的復雜性,所涉及的領域也較多,例如資源、環(huán)境、經(jīng)濟、社會等領域。筆者結(jié)合生態(tài)水利工程建設的實際工作經(jīng)驗,就如何有效解決存在的問題,提出以下兩方面的建議,以供同行借鑒。一方面,在生態(tài)水利工程的規(guī)劃設計過程中,必須要將水生態(tài)保護放在首要位置。在生態(tài)水利工程建設過程中,必須要先調(diào)查并收集工程所在地的地質(zhì)、水文、氣候等相關信息,從而充分掌握當?shù)氐纳鷳B(tài)狀況,要能夠在保障水利工程防洪能力的基礎上,綜合考慮工程的環(huán)境承載力。規(guī)劃設計人員在工程結(jié)構(gòu)設計過程中,要能夠保護生態(tài)水生物的安全,配備環(huán)境監(jiān)測設備,做好工程水環(huán)境的監(jiān)測,完善并明確環(huán)境監(jiān)測項目的指標體系與標準,根據(jù)監(jiān)測結(jié)果來及時評價對環(huán)境的影響,進而實現(xiàn)水資源的良性循環(huán)。另一方面,在生態(tài)水利工程竣工后,要能夠以減少對當?shù)丨h(huán)境的影響為原則,采取有效措施來恢復土地生態(tài)并修復施工現(xiàn)場,充分發(fā)揮工程所在地的土壤及植被的生態(tài)保護作用。與此同時,要能夠根據(jù)實際情況來合理配置水資源,大力推廣節(jié)水工程,保障滿足當?shù)氐纳a(chǎn)及生活用水需求,避免當?shù)爻霈F(xiàn)水資源短缺的現(xiàn)象。最后,相關部門要能夠不斷完善并宣傳生態(tài)水利工程建設法律規(guī)定,合理劃定保護河流及流域保護區(qū),尤其要做好水生態(tài)保護區(qū)的生態(tài)建設及保護工作,嚴格審批相關建設項目,做好建設項目的把關工作。
4.結(jié)束語
1.1解決旱澇災害
水資源作為人類生存和發(fā)展的根本,具有不可替代的作用,但是對于我國而言,由于不同氣候條件的影響,水資源的空間分布極不均勻,南方水資源豐富,在雨季常常出現(xiàn)洪澇災害,而北方水資源相對不足,常見干旱,這兩種情況都在很大程度上影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常進行,影響著人們的日常生產(chǎn)和生活。而水利工程的建設,可以有效解決我國水資源分布不均的問題,解決旱澇災害,促進經(jīng)濟的持續(xù)健康發(fā)展,如南水北調(diào)工程,就是其中的代表性工程。
1.2改善局部生態(tài)環(huán)境
在經(jīng)濟發(fā)展的帶動下,人們的生活水平不斷提高,人口數(shù)量不斷增加,對于資源和能源的需求也在不斷提高,現(xiàn)有的資源已經(jīng)無法滿足人們的生產(chǎn)和生活需求。而通過水利工程的興建,不僅可以有效消除旱澇災害,還可以對局部區(qū)域的生態(tài)環(huán)境進行改善,增加空氣濕度,促進植被生長,為經(jīng)濟的發(fā)展提供良好的環(huán)境支持。
1.3優(yōu)化水文環(huán)境
水利工程的建設,能夠?qū)λ廴厩闆r進行及時有效的治理,對河流的水質(zhì)進行優(yōu)化。以黃河為例,由于上游黃土高原的土地沙化現(xiàn)象日益嚴重,河流在經(jīng)過時,會攜帶大量的泥沙,產(chǎn)生泥沙的淤積和擁堵現(xiàn)象,而通過興修水利工程,利用蓄水、排水等操作,可以大大增加下游的水流速度,對泥沙進行排泄,保證河道的暢通。
2水利工程對生態(tài)環(huán)境的不利影響
水利工程對于生態(tài)環(huán)境的影響不僅有好的一面,也有不好的一面,需要相關人員的充分重視。其對于生態(tài)環(huán)境的不利影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1污染
水利工程對于周邊環(huán)境的污染一般都集中在施工過程中,其主要污染包括:(1)水污染:水利工程施工過程中排放的污水、廢水以及施工人員生活中排放的污水,是導致水污染的主要原因,由于施工條件、施工環(huán)境、資金等因素的限制,這些污水往往沒有經(jīng)過處理直接排放到環(huán)境中,不僅能會污染地表水環(huán)境,同時還可能滲透到地下,污染地下水環(huán)境。例如,在對水利工程中的水壩進行施工時,如果混凝土的澆筑處理不當,就可能出現(xiàn)大量的廢水和污水,這些污水排入河流中,會引起河流水質(zhì)的變化。又如,在對工程設備的使用過程中,或多或少都會出現(xiàn)一定的廢油,如果這些廢油排放到河流中,不僅會造成水域環(huán)境的污染,還可能影響下游居民的健康。(2)空氣污染:空氣污染一般是在對施工材料進行運輸,或者對地基進行平整的過程中,產(chǎn)生的灰塵或者部分廢棄物,又或者是工程設備在運行過程中產(chǎn)生的廢氣、揚塵等,會對周邊的環(huán)境造成一定的影響
2.2對局部氣候的影響
水利工程的建設,會在一定程度上改變局部的氣候環(huán)境條件,這些改變在氣溫和降水方面表現(xiàn)的尤為顯著。(1)氣溫:在水利工程建設完成后,由于水庫和大壩的蓄水功能,會大大增加水體面積,改變空氣中的能量交換方式,從而引起氣溫的變化。一般來說,水深在7m以上的大型水庫,與陸地相比,在冬季的平均氣溫要高出1.8-2.9℃。而在夏季則具有降溫的作用,可以降低局部區(qū)域約1-4℃的溫度,同時,對于地區(qū)的年平均氣溫也有著較大的影響。(2)降水:水利工程對于降水的影響主要表現(xiàn)在三個方面:首先,水面強烈的蒸發(fā)作用,會造成空氣濕度的增大,從而為降水的增加提供基礎保障;其次,氣流在進入水域范圍后,由于風速的增加和流線輻射,會產(chǎn)生下沉運動,從而減少降水;然后,在暖季,水面溫度會低于陸地溫度,其大氣層的結(jié)構(gòu)也更加穩(wěn)定,對流不易產(chǎn)生,同樣會在一定程度上抑制降水。而對于我國而言,降水多集中在暖季,因此水利工程的將是會減少周邊區(qū)域的將降水量。而對于干旱地區(qū),決定降水的主要因素,在于空氣的濕度或者水汽來源,因此水域相對于陸地具有更好的降水條件,會使得區(qū)域降水增加。
2.3對土地的影響
水利工程的建設對于周邊土地的影響是十分巨大的,表現(xiàn)出來的問題包括水土流失、地貌改變、土地鹽堿化、河道沖刷等。在對水利工程進行建設的過程中,需要進行大量的土石方工程,而在開挖土石方的過程中,不僅會造成地形地貌的改變,還會對地面的植被造成破壞,進而引發(fā)水土流失現(xiàn)象;同時,水庫蓄水后,庫區(qū)周圍的地下水面會有所提高,將大量的鹽堿帶到地面,造成嚴重的土地鹽堿化問題等。
2.4對水質(zhì)的影響
在水利工程完工后,會在大壩上游形成寬闊的水域環(huán)境,造成庫區(qū)水動力條件的變化,不僅水深大大增加,而且水流的速度也會變得緩慢。在這種環(huán)境下,庫區(qū)水體的水質(zhì)和水環(huán)境會出現(xiàn)較大的改變,引發(fā)水體富營養(yǎng)化、泥沙含量增加、重金屬沉降等問題。同時,受庫區(qū)水質(zhì)以及大壩下游河道水量變化的影響,下游的水體水質(zhì)也會發(fā)生變化,影響水體的自凈能力。通常情況下,如果河道水體自身的水質(zhì)條件較好,則水利工程的建設雖然會對河道水體的水質(zhì)造成一定的影響,但是這個影響并不明顯;而如果河道水體的水質(zhì)條件較差,或者有污染源的排入,水利工程自身的調(diào)蓄作用所造成的河道水量減少,會極大的加劇水污染的程度。
3應對措施
經(jīng)過大量的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),水利工程對于生態(tài)環(huán)境的影響是不可避免的,因此在建設過程中應該充分考慮工程的生態(tài)效益,分析水利工程對于生態(tài)環(huán)境可能造成的近期和遠期影響,并采取相應的措施,確保有利影響的充分發(fā)揮,對不利影響進行改善。同時,要建立相應的環(huán)境監(jiān)測部門,對環(huán)境進行跟蹤評價,盡可能減少水利工程對于生態(tài)環(huán)境的破壞。
4結(jié)語