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摘要:社会经济的发展和科技的进步,人民逐渐意识到生态的重要性。水利工程指的是人类通过人工制造的建筑物对自然界的水体进行开发利用,以及调配与治理,最终实现除旱兴利目标的一项科学。然而,在水利工程的初级发展阶段,由于人类对大自然规律的认识不够全面,只注重水利工程对人类社会的需求满足,而没有对自然环境进行保护的意识,最终导致前期的大多数水利工程都会对水体的健康问题造成影响,随之引发了很多环境问题。本文试论生态水利工程的基本原则。
关键词:生态;水利工程;基本设计原则;分析
引言
如今,我国已经迎来了生态化及绿色化发展新趋势,所以越来越多的人更加注重生态化建设及发展,主要体现在房屋建筑、道路桥梁建筑及水利工程建筑等方面,其中水利工程建筑生态化在人类社会发展中得到了重视度最高,因为水利工程直接关系到人们的生活及健康。所以下文先简单论述了生态水利工程,然后详细分析了生态水利工程的基本原则。
1生态水利工程概述
生态水利工程主要就是将生态学融入到了传统的水利工程建设中,进而形成了包含生态学、结构力学、水文学等多门学科的工程。而生态水利工程建设的主旨不仅仅是为了兴修水利,完善水利功能,更重要的是加强环境保护,实现人类与自然的和谐相处。所以这是一个对于施工人员、设计人员以及相关工作人员能力要求都较高的工程项目,只有这样,才能进一步的保证生态水利工程的质量,符合人们的基本要求,能够充分的发挥其作用,增加环境效益。而与传统的水利工程比,这类工程也尤其自己的特征,具体而言,主要表现在以下几点。首先,资金密集,这类工程往往具有周期长,技术难等特点,所以在实际的建设过程中需要大量的资金来支持。其次,生态水利工程与环境有这紧密的联系,因为这类项目的本身就会影响着自然生态环境,这是个相互作用的过程。
2生态水利工程的基本原则
2.1确保工程的安全性和经济性
作为整个水利工程的分支,生态水利工程首先应当遵循水利工程的相关设计原理,安全性能的保障是所有水利工程设计当中最基本的原则。在进行设计时,设计人员一定要进入实地进行考察,充分地了解与掌握水体的水流与水质等基本情况,同时要考虑到水流对建筑物的侵蚀以及泥沙的搬运与堆积作用,另外,还应当熟悉与掌握河道的走势等自然规律。只有保障工程的持久性、稳定性,以及设施的安全性能,整个建筑物才能够长期发挥作用。工程的安全性得到保障时,还要科学地分析工程的经济性能,以实现投入最小而生态效益最大。
2.2自我设计与自我恢复原则
第一,自我设计原则;指的是生态水利工程在设计时一定要考虑到水利工程本身的实际情况,如工程的水文条件、水环境条件及地质条件等,以保证设计符合生态水利工程建设实际要求,同时还是指设计者本身的专业技能,即要尽可能让专业素质及技能高的设计师进行生态水利工程设计,其建设也需要请专业能力强的人进行施工,以保证生态水利工程的生态系统完善及我组织能力强;第二,自我恢复原则:即在设计和建设生态水利工程时,一定要考虑到水利工程生态系统的可持续发展,所以要尽可能根据水利工程周边的自然环境实际情况,结合水利工程自身的功能建设需要等,构建有利于水利工程生态化运行的生态系统,以提高水利工程的生态化水平。例如,在对某大坝进行设计时,不仅要应用到水利工程设计学知识,还需要应用到生态学知识,并且在设计及建设中要考虑到该大坝周围的水源条件、地质条件等,然后设计出对周边环境影响最小的大坝工程方案,最终实现生态化设计及建设。另外,大坝设计时还需要将人工建筑物体考虑到设计中来,尽可能设计出与这些物体相适用的大坝,从而满足人们对供水、蓄水等需求。为提该大坝生态性能,设计师还借助了生态系统的自我设计与组织能力,在大坝水利工程中建立起了生态系统及自我恢复系统,从而实现生态化大坝水利工程的设计及建设。
2.3反馈调整式设计原则
即使基于较短的时间尺度而言,一种形态的生态系统演变为另外一种形态系统同样需要数年时间,故在生态水利工程中无法在短时间内看到河流恢复的效果。生态水利工程的规划设计主要是参照成熟的河流生态系统结构,其主要目的是形成一个可持续发展的河流生态系统;而这个自然生态演替的过程是从水利工程项目开始执行之日起开始,而整个过程则体现出不可预见性。很难通过河流生态修复工程使河流恢复到未受人类干扰前的原始状态,因此河流的原始状态从某种程度上讲是自然生态演进的极限状态上限;人类的生态修复工程仅是防止生态系统的进一步恶化而进入生态系统演进的极限状态下限。在极限状态的上限与下限之间则存在多种可能性。在具体实施一项生态修复工程后,理想的状态是监测各生态变量已达到现有科学水平所能实现的最优值,反之则各生态变量仅达到人类可接受的最低值。
2.4同环境工程设计有机结合原则
第一,水利工程设计人员需要要考虑到水利工程本身的生态性能,还需要考虑到水利工程周边的环境,并应用多个领域的知识来融合多种元素,以完善水利工程功能的同时,提高水利工程的生态化水平;第二,设计师要了解到生态水利工程与常规的水利工程相比,其综合性更高,这意味着生态水利工程设计及建设中不仅要应用到环境科学和建筑学知识及技术,还需要应用到工程学、生态学等知识及技术,所以在应用这些知识及技术时,需要将环境、设计专业知识及工程设计实际相结合起来;第三,在设计和减少生态水利工程时,要了解到水利工程建设中必定会遇到巨大的水利流量,为了避免和减少季节性降雨对水利工程的影响,在设计和减少生态水利工程时需要考虑到水资源流量的差异性,以及不同水流给水利工程带来的影响,并制定相应的应对措施,以保证水利工程正常运行的同时,提高水利工程的生态保护性能。
2.5确保河流生态系统的整体性原则
以前,在建设水利工程的时候通常会将水体人为的划分成不同功能并且封闭的区域板块,这种做法切断了水体之间相互联系的功能,使得水体内部不同环境之间能量交换以及物质交换的速度大大降低,进而使得河流生态系统的整体性与稳定性遭到破坏。而在生态水利工程的设计过程中,要从全面的角度考虑流域内的生态系统要素的作用方式和互相之间的关系,最大限度地保证并且恢复水体最初的状态,从而保证河流生态系统的整体性不会遭到破坏。
结语
总而言之,生态水利工程是水利工程学与生态学的综合体现,也是促进人与自然和谐相处的关键途径,具有很强的社会价值及实践应用价值,所以设计及建设生态水利工程对于我国社会和谐发展来说都是非常重要和必要的。生态水利工程与一般的水利工程相比,其生态性能、环保性能、供水性能更好,一经推出就深受社会各领域的喜爱,更成为了促进城市生态化、绿色化及健康发展的重要方法。所以上文基于对生态水利工程的了解,从安全性与经济性、自我设计与自我恢复、同环境工程设计有机结合三方面,分析了生态水利工程的基本原则。
参考文献
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