生态水利工程的设计方法及其原则
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浅析水利工程的生态设计原则摘要:随着经济的快速发展,我国的水利工程事业也得到了快速的发展,水利工程是一项综合性很强的工程项目,不仅能够满足人们的供水需求,同时还具有发电、灌溉、航运、防洪等功效。
在进行水利工程的时候,注意要考虑其生态原则,使水利工程能够满足可持续发挥的需求。
本文就水利工程进行阐述,提出相关的生态设计原则。
关键词:水利工程;生态;设计;原则目前我国在水利工程建设上,已经慢慢地倾向于生态型的水利工程建设,开始更多地关注水利工程的水域生态问题,并往可持续方向发展,将水利工程与环境立法、资源管理以及生态产业相结合,加强对生态系统的保护,提高水利工程的生态建设。
一、水利工程对生态系统的影响随着经济的发展,人们对水利工程的建设也越来越重视,除了对经济和社会所产生的作用,同时人们也观察到水利工程对生态环境所带来的影响,尤其是对河流生态系统的破坏。
水利工程的修建改变了河流的流动性、多样性以及连续性特点,改变了水域的水文规律、水深、水温、流速以及河流的水流边界等,这些改变都会严重影响到河流的生态系统。
对此,在未来的水利工程建设中除了要考虑其经济效益以外,还要考虑到生态系统的需求,有效地结合二者,使水利工程在满足人们需求的同时,还符合生态系统和可持续发展的需求。
二、生态型的水利工程目前,水利工程的基础学科是水文学和工程学两大类,所设计以及研究的对象主要是水文系统,对于存在的未来风险以及生态系统的现状往往容易忽略。
对此,很多的企业为了在水利工程建设上取得更好地发展,有效地将水利工程学与生态系统相结合,根据生态系统的理论知识,来完善和改进水利工程的设计,从而使一种新水利工程出现,也就是生态型水利工程。
生态型水利工程中不仅可以满足人们的需求,同时还可以促进经济的可持续发展,修复河流的生态系统。
三、水利工程的生态设计原则(一)水利工程的经济性和安全性原则由于生态型的水利工程属于综合性很强的水利工程,它不仅要满足人们的需求,比如灌溉、防洪、发电、航运以及供水等需求,同时还具有生态系统的功能,能够促进水利工程可持续发展。
水利工程生态设计导则第一部分:背景和目的水利工程的生态设计旨在保护和修复水域生态系统,实现人与自然的和谐共存。
本导则旨在为水利工程生态设计提供指导原则,并促进可持续的水资源利用和环境保护。
第二部分:原则和准则1. 生态保护优先原则:水利工程设计应优先考虑保护和修复自然的水生态系统,并减少对生态功能的破坏。
2. 分区管理准则:按照生态功能分区,合理划定各区域的保护和利用限制,以保护敏感生态环境和生物多样性。
3. 水资源可持续利用准则:合理规划水资源利用,优化供需结构,提高水资源利用效率,并保持水体的自然补给能力。
4. 环境影响评价准则:对水利工程进行环境影响评价,提前预测和评估工程可能产生的生态环境影响,并采取相应的措施进行修复和保护。
5. 生态修复与重建准则:水利工程建设结束后,必要时应进行生态修复与重建工作,恢复或改善原有生态系统的功能和结构。
6. 水生态环境监测准则:定期进行水生态环境监测,评估工程的生态效益和环境影响,并根据监测结果及时采取调整措施。
第三部分:生态设计实施步骤1. 环境背景调查:了解工程区域的地理、气候、生态系统、生物多样性等基本情况。
2. 生态环境评价:对工程对生态系统可能产生的影响进行评估,包括水质、水量、水生态和生物多样性等方面的评价。
3. 生态设计方案制定:结合评估结果,制定生态设计方案,包括水文调蓄、生态流量、渔业保护、岸线保护等措施。
4. 工程建设过程监控:监控工程建设过程中对生态环境的影响,并及时采取相应的保护措施。
5. 工程竣工验收与生态修复:完成工程建设后,组织竣工验收,并根据需要进行生态修复工作,确保生态系统的完整性和功能。
第四部分:实施与监督1. 政策支持:将本导则纳入法律法规体系,制定相应的政策和激励措施,促进水利工程生态设计的实施。
2. 宣传教育:加强水资源保护和生态修复的宣传教育,提高全社会的环境意识和生态文明建设的重要性。
3. 监督与执法:建立相关监督机制,加强对水利工程施工和运营过程的监督,保证生态设计的有效实施。
论生态水利工程的规划设计摘要:我国的水利工程建设自古以来都拥有着较为优秀的成果,而这也极大的推动了经济社会的发展。
随着时代的不断变迁,水利工程的规划设计也面对着诸多的新问题。
阐述水利工程与水域生态的关系,介绍了生态水利规划的基本原则。
提高河流形态的空间异质性原则,生态系统自设计与自我恢复原则,反馈和调整设计原则。
从生态工程设计角度上谈一谈现代生态水利工程的相关问题。
关键词: 水利生态规划设计生态系统中图分类号: tv 文献标识码: a 文章编号:一、水利工程现状与生态生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。
生态水利工程的内涵是: 对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时( 如治河、防洪工程) ,兼顾河流生态修复的目标; 对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复; 生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产( 生态产业) 及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。
人们为了满足一定的需求,大量兴建的水利工程,同时也造成了一些负面效应。
为此,针对生态水利工程如何规划设计成为当务之急。
生态水利工程对经济和社会发展有着举足轻重的地位。
但是水利工程规划的同时,必须考虑到水利工程对生态系统的严重影响,因此在规划在生态系统规划时要考虑对生态系统的影响尽量减小到最小。
本文通过对水利工程学的基本原则进行分析。
二、生态水利工程的规划设计基本原则1、工程安全性和经济性原则生态水利工程是一种综合性工程,既要满足人类的需求,同时也要考虑可持续发展的要求。
另外,生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。
生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性。
从生态水里工程的经济上分析,应准寻风险小效益大的基本原则,由于生态系统的演变方向随机的,生态水利工程规划具有一定的风险,这需要在规划设计中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。
生态水利工程设计的原则与方法在当今社会,随着人口的增长和经济的快速发展,水资源的合理利用和保护已经成为了至关重要的问题。
生态水利工程作为一种能够实现水资源可持续利用和生态环境保护的重要手段,其设计的合理性和科学性直接关系到工程的效益和生态环境的健康。
一、生态水利工程设计的原则1、生态系统自我修复原则生态系统具有一定的自我修复能力,在生态水利工程设计中,应充分利用这一特点,减少人为干预,为生态系统的自我修复创造有利条件。
例如,在河道整治工程中,保留一定的河漫滩和湿地,为水生生物提供栖息和繁殖场所,促进河道生态系统的恢复。
2、整体性原则生态水利工程是一个复杂的系统工程,涉及到水资源、生态环境、社会经济等多个方面。
在设计过程中,要从整体出发,综合考虑各种因素的相互关系,实现生态、经济和社会效益的最大化。
不能仅仅关注工程的局部效益,而忽视了对整个流域生态系统的影响。
3、因地制宜原则不同地区的自然条件、生态环境和社会经济发展水平存在差异,因此在生态水利工程设计中,要根据当地的实际情况,选择合适的工程方案和技术措施。
例如,在干旱地区,要注重水资源的节约和高效利用;在洪涝灾害频繁的地区,要加强防洪工程建设,同时考虑洪水的生态功能。
4、景观尺度原则生态水利工程的设计应在景观尺度上进行考虑,不仅要关注工程本身的功能和效益,还要注重与周边景观的协调和融合。
通过合理的布局和设计,使水利工程成为景观的一部分,为人们提供优美的环境和休闲空间。
5、物种多样性原则生物多样性是生态系统稳定的基础,在生态水利工程设计中,要注重保护和增加物种多样性。
例如,在水库建设中,设置不同水深和水流速度的区域,为不同种类的鱼类和水生生物提供适宜的生存环境。
6、经济性原则生态水利工程的建设需要投入大量的资金,在设计过程中,要充分考虑工程的经济性,在保证工程质量和生态效益的前提下,降低工程成本,提高工程的经济效益和社会效益。
二、生态水利工程设计的方法1、生态水文分析生态水文分析是生态水利工程设计的基础,通过对流域的水文过程、水资源量和水质等进行分析,为工程设计提供科学依据。
生态水利工程规划与设计的主要方法生态水利工程规划与设计是指在保障水资源利用的前提下,注重生态环境保护和恢复,促进水资源的可持续利用的一种新型水利工程规划与设计方法。
其主要方法包括以下几种:一、地势分析法地势分析法是生态水利工程规划与设计的一个重要方法,主要用于分析项目所处地形地貌条件,确定规划的基本方向和技术路线。
地势分析法通过对项目区域的实地调查和地形地貌掌握,进行生态环境评估和资源分析,综合考虑其经济、社会和生态环境的因素,开展全面的生态水利工程规划和设计。
在规划与设计时,要尽量与原有的自然环境融合,并避免破坏原有的生态环境和生态系统,使工程建设和生态环境协调发展。
二、生态考虑法生态考虑法是生态水利工程规划与设计中的另一个重要方法,其目的是通过考虑生态系统的生态功能和生态流域的地域特征,提出针对性的工程设计方案。
生态考虑法主要包括水文学、生态学、水土保持学、环境学等学科的交叉应用,以及采用灰色系统理论、综合评价等方法进行分析和评估。
通过生态考虑法,可以充分发挥水利工程的生态功能,实现生态保护和水资源的高效利用。
生态安全是生态水利工程规划与设计的核心问题之一,是保障生态环境可持续发展和生态系统稳定性的关键。
因此,在规划和设计生态水利工程时,应优先考虑生态安全,尽量减少工程建设对环境和生态系统所造成的影响。
同时,在规划和设计中应加强地质、水文、生态、环境等方面的前期调查研究工作,充分考虑山区、水泥沙、土石流、滑坡等自然灾害的风险因素,确保工程建设安全、环保和可持续。
四、参与式规划法参与式规划法是一种新型的生态水利工程规划与设计方法,其核心是将利益相关者(包括公众、政府、企业等)引入规划和设计的过程中,共同参与规划和设计,由此建立基于合作、和谐和共识的规划和设计方案。
参与式规划法可以增强公众对工程建设的理解和支持,从而在工程建设前期就能够发现和解决各方面存在的问题。
此外,该方法也可以促进公众对环境保护和资源利用的理性认识,提高公众对生态水利工程的认识和满意度,从而为工程建设提供有力的社会保障支持。
阐述生态水利工程建设的原则一、生态水利工程建设的原则首先,保护和恢复多样化河流的原则。
每条河流的形状、流水状态、土壤状态都不一样,每条河流都具有多样性,因此,在生态水利工程建设时不要只是盲目的效仿成功案例,要根据每条河流的特征进行生态水利工程建设,这样能够使河流的独特性和多样性被保留下来;其次,保持和维护河流自我恢复能力的原则;水利工程对河流环境的破坏在一定程度上由河流的自我恢复能力进行恢复,河流的自我恢复能力不仅可以减少水利工程对河流环境的破坏而且还能够减少人们对这种破坏后的人为修复,总而言之,对河流生态环境的可持续发展起到了很好的作用;再次,以修复整个水域生态系统为目标的原则。
河流创造的不仅仅是河流生态系统,它与周边的森林、田地、乡村、城市等还构成了一个完整的生态系统,所以在生态环境建设中,要考虑到河流与森林、田地、乡村等要素之间的关系。
二、水利工程对生态环境的影响1、水利工程建设对河流生态环境的影响。
水利工程基本上都是在天然河道上修建的,而这样使得河流长期演化成的生态环境受到了直接的破坏,导致河流局部形态的均一化和非连续化,最终杀跌河流生态环境的多样性得到了改变。
水利工程建设对河流生态环境的具体影响表现在以下三个方面:第一,水利工程的建设使得天然河道的水质水温有所改变,特别是对水库的建设。
水库由于其本身的一些特性加上外界太阳的辐射使得其具有特殊的水温结构。
并且由于在太阳辐射下增大了水面热量辐射值,从而使得蓄水后的坝前水温要高于天然河道水温,严重影响了鱼类的繁殖;第二,影响河流的水质。
河流水速由于水利工程的建设而减小,因此,使得水、气界面交换的速率和污染物的迁移扩散能力受到了降低,致使水质自净能力下降,同时,也会导致水质重金属污染严重;第三,影响气候和地质。
水库的建设会导致蒸发量将比水库建成前明显增大,导致该区域的降水增多,最终使得原来的气候被改变。
2、水利工程建设对陆生生态环境的影响。
水利工程建设对陆生生态环境的影响主要表现在以下两个方面:第一,对大量植被的破坏。
水利工程设计的基本原则与方法水利工程设计是指根据工程需求和环境条件,科学合理地确定工程的结构、规模、布置和施工方案的过程。
一个成功的水利工程设计必须符合一定的原则和方法。
本文将介绍水利工程设计的基本原则与方法,以帮助读者更好地理解和应用于实际工程设计中。
一、设计的准确性和科学性原则水利工程设计必须准确、科学,具备实用性。
设计人员应深入研究工程所在地的气候、地形、水文、水质等特征,充分了解工程需求和环境条件,合理选择合适的设计参数与方法。
设计应考虑到工程的长远发展和安全运行,避免频繁的修缮和破坏性的灾害。
二、经济性原则水利工程设计应遵循经济性原则,即在满足设计要求的前提下,以最少的投资和运行成本达到最好的效益。
设计人员应合理利用现有资源,优化工程布局与规模,采用先进的技术与设备,提高工程的效能与经济效益,最大程度地减少投资与运行成本。
三、安全性原则安全性是水利工程设计的核心原则之一。
设计人员应全面考虑工程的抗灾能力、稳定性和安全性,制定科学的防洪、防汛和排涝措施,保障工程的正常运行和人民生命财产的安全。
同时,应根据工程的特点和功能要求,采用合适的材料和结构,确保工程的安全性和可靠性。
四、环境友好原则随着社会的发展和人们环境意识的增强,水利工程设计也应遵循环境友好原则。
设计人员应尽量减少工程对环境的破坏,采取有效的环保措施,保护和改善生态环境。
在设计过程中,应综合考虑水资源利用效率、水污染控制和生态恢复等因素,提高工程的可持续发展能力。
五、创新性原则创新性是推动水利工程不断发展的动力之一。
设计人员应对新技术、新材料和新理念保持敏感,并善于创新。
在设计过程中,应结合实际需求,积极探索新的设计方法和工程方案,推动水利工程设计向更高的层次发展。
水利工程设计的方法大致可分为以下几个步骤:需求分析、工程调研与数据收集、方案比较与选择、设计方案优化和细化、施工图绘制与评审。
每个步骤都需要设计人员进行认真细致的工作,以保证设计的准确性和科学性。
试论生态水利工程的设计方法及其原则
摘要:水利工程多是人们通过基础性的设施的构筑,实现对自然水利的改造以及开发利用,但在水利工程施工建设的初始发展时期,由于受到认知水平、规划建设理论及施工建设技术等条件的限制,水利工程普遍对人类社会的各种需求的关注较多,而对生态环境的保护关注较少,使得水利工程给生态环境造成某种程度的影响。
随着生态理念的逐渐完善及普及,在水利工程规划设计及施工建设中也逐渐发展起生态水利工程。
文章就生态水利工程概念进行介绍,就生态水利工程的基本设计原则及践行措施进行重点阐述[1]。
关键词:生态水利工程概念设计原则践行措施
0 引言
随着社会的全面发展及社会生活水平的显著提升,水利工程等基础设施工程在人们的生产及生活活动中发挥的作用越来越大,但随着全社会范围内生态环境可持续发展工程的普遍开展及社会各界生态环境保护意识提升,越来越多的人水利工程设计中生态学原理运用的重要性,为顺应发展的需求,在水利工程规划建设领域逐步完善起生态水利工程的理念及具体的规划设计原则,为引导水利工程发挥更大的社会效益、生态效益及经济效益具体着重要意义。
1 生态水利工程发展为进行河流流域内生态建设的重要手段
1.1 就水利工程的学科发展而言,目前水利工程学的基础学科主要为工程力学及水文学,而水利工程的具体规划设计对象也集中于
水文系统,这就造成在水利工程的规划设计及施工建设过程中存在着对生命系统现状及生命系统未来风险的某些程度的忽视,就水利工程学自身学科的发展提出要将生态学理论及生态学方法融入到水利工程学的现实需求,从而促进水利工程学和生态学交融式的良好发展,以便于水利工程的规划设计理念及具体规划设计原则等的改进与完善,使得生态水利工程规划设计及施工建设具备相应的学科体系做后盾[2]。
生态水利工程学是水利工程学下的重要学科分支,主要是对水利工程以满足人类的社会需求为基础,同时要兼顾水域系统中生态系统的维护及生态环境的可持续发展的原理性及技术性进行指导的工程学。
1.2 在一个流域内的水资源水环境是相互联系的统一体。
丰富的水资源和良好的水环境为流域内的社会发展提供着资源和环境的支撑。
1.3 生态水利工程主要是指就拟建的水利工程在规划设计及施工建设中,在开展治河工程及防洪工程等传统的水利设施规划建设的同时,全面兼顾水利工程施工建设中有可能破坏的生态环境的保护目标,及不可避免的会造成的生态环境的破坏之后的修复治理目标[3]。
也就是在规划设计阶段考虑到有可能造成的生态环境的破坏,例如对地形地貌、周边人文历史、历史遗迹等,对其制定并采取相应的防御措施;对已经建成且对河流、水域、地形地貌等造成的生态平衡的打破现象进行重点的恢复治理。
生态水利工程在较大程度上实现着传统的治污技术、生态产业、资源管理及环境立法等
相关理论及具体技术在水利工程规划设计及施工建设中的综合应用,也将使生态水利工程发展为进行河流流域内生态建设的重要手段。
2 生态水利工程的基本设计原则及践行措施
2.1 水利工程的稳定性及经济性原则。
生态水利工程是项复杂性、综合性较强的建设工程,在进行河流的综合整治过程中,要涵盖着工程所必备的防洪、发电、供水、灌溉、航运等功能,还要同时兼顾区域范围内的生态系统,尤其是水域生态系统的可持续发展。
生态水利工程在遵循水利工程学的基础上,要兼顾生态学原理的践行,生态水利工程在规划设计及施工建设过程中必须要遵循工程力学及水文学的相关规律,从而确保虽所建设的水利基础设施的安全性、稳定性及耐用性等[4],工程的所有设施均要在设计标准所规定的范围之内,可以全面应对洪水、干旱、侵蚀、冰冻及风暴等多种恶劣的自然条件所带来的荷载的挑战。
另外还要注意水利工程的经济性,例如玉溪星云湖抚仙湖的出流改造工程,有力的保护了抚仙湖附近的生态环境,同时为城市建设奠定下良好的水资源基础,具备较强的经济性。
对生态水利工程所具有和能够发挥出的经济性能进行合理全面的分析,并在经济性原则践行的具体分析工作中确保风险最小与效益最大之间的有机平衡,这主要是因为生态环境的演替变化过程及具体的结果很难进行事前的预料把握,而生态水利工程也不能避免的面临某种程度上的风险,这就需要规划设计人员进行设计方案的对比选用,重视水利工程建成使用后的生态环
境长期的监测及评估,河流的生态系统所具有的自恢复、自平衡等的规律进行综合利用,实现以较少的资金投入而获取最大的产出。
2.2 提升河流形态空间异质性的原则。
在同一区域环境中所创造出的生态环境空间的异质性增加,就会有更加具有多样性的小的生态环境被创设出来,就会允许更多的物种在该生态环境中共生共存,如果情况恰好相反,必将造成生物群落在性质、比例及密度等方面发生较大的改变,最终造成生态环境在某种程度上的退化。
首先要求水利工程设计要尊重规划建设区域内的河流的地形地貌原理,开展河流纵断面及横断面上的设计,充分的考虑到河流内泥沙的运输移动、沉淀淤积、河床侵蚀及冲涮等较为显著的河流特点,进行河流变化事态及变化规律的动态研究,确保所修复的河流工程的持久耐用性,为生物的修养栖息创建更为安全稳定的环境。
其次,重视生态学理念的切实应用,生态水利工程中生态学理念的应用最主要的目的便是进行周边区域内生物群落多样性的恢复甚至是提升,但这单纯的依靠在岸边进行人工植被的种植,鱼类、鸟类及其他的多种生物物种的引入并不能完全实现,重点应该是进行河流形态异质性的显著提升,使修复后的河流更加的符合自然河流所应该遵循的地貌学原理,从而为生物群里的多样性的恢复及提升创造更为有利的条件[6]。
2.3 生态系统的因地制宜的原则。
在以往进行水利工程的规划设计中较为典型的特点是面向河流
开展的控制,但在生态水利工程的设计过程中,设计师必须要放弃
对自然界的控制,并树立起全新的工程设计理念,毕竟单纯的依靠人力及技术进行自然界的控制可行性较小,设计人员要学会进行生态环境所具有的自组织及自设计功能的利用,充分调动起水里工程所处环境中的生态环境的自恢复能力,最终实现人与自然的和谐相处,生态工程规划设计时要因地制宜的尊重每条河流的美学价值及自然属性等,实现更加具有生态效益的规划设计方案的出台[5]。
2.4 生态系统结构整体性的规划设计原则。
因为生态系统的演变成长是较为漫长的过程,而河流的修复工程就其规划设计、施工建设及功能发挥等也是个较为漫长的历程。
生态水利工程设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流生态系统。
自然生态系统的进化演变趋势是生物群落的多样性、系统结构的复杂性、系统的有序性、系统内部的稳定性、系统抵抗外界干扰的提升与发展,这就需要在进行生态水利工程设计中尽量进行河流的生态系统结构的模仿,寻求更为健康且可以实现可持续发展的河流生态系统的最终形成,在具体的设计环节中采用反馈调节式设计方法,即方案设计、落实执行、评估监测、规划调整等全过程闭环式反复循环的设计方式,在践行反馈调节原则进行生态水利工程设计中,调动社会人员的适当参与,以彼此之间的相互交流及信息沟通,确保水利工程规划设计及施工建设中共同利益的实现。
3 结语
从生态水利工程的概念及基本原理出发,严格确保基本设计原则
在规划设计中的践行落实,可有效的确保建成的水利工程发挥出更大的社会效益、生态效益及经济效益等。
参考文献:
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技术新产品,2012(21).
[3]曾红鹰,刘四芳.浅谈生态水利工程的规划设计[j].中国新技术新产品,2011(12).
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[5]王瑛昊,陈雷.分析生态水利工程的基本设计原则[j].中国新技术新产品,2012(11).
[6]董哲仁,生态水工学的理论框架[j],水利学报,2003年第1期p1-6.。