生態(tài)水利項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則思索

時(shí)間:2022-03-19 10:33:00

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生態(tài)水利項(xiàng)目的設(shè)計(jì)原則思索

從戰(zhàn)國(guó)的都江堰到現(xiàn)代的紅旗渠,從清朝開(kāi)鑿京杭大運(yùn)河到上世紀(jì)90年代的南水北調(diào),歷史上著名的水利工程無(wú)一不極大的促進(jìn)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,但是在重大的水利工程背后,往往也伴隨著生態(tài)環(huán)境的巨大改變。埃及的納賽爾水庫(kù)對(duì)本國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起了推進(jìn)作用,卻嚴(yán)重的破壞了下游的生態(tài)環(huán)境,我國(guó)的三峽工程是我國(guó)最大的水利水電設(shè)施,但它也同時(shí)截?cái)嗔讼掠嗡锏匿в温肪€……諸如此類的例子不勝枚舉。如何使水利工程建筑做到既能夠發(fā)展經(jīng)濟(jì),又不會(huì)破壞環(huán)境,這正是生態(tài)水利工程學(xué)包含的內(nèi)容。

一、生態(tài)水利工程的概念和意義

生態(tài)水利工程是一門研究如何在利用水利工程技術(shù)滿足人類社會(huì)需要的同時(shí),兼顧影響范圍內(nèi)水體及河流走廊的生態(tài)系統(tǒng)健康,保征水體的正常生態(tài)功能的科學(xué)原理和技術(shù)方法的工程,是水利工程新興的一個(gè)分支。傳統(tǒng)的水利工程主要的理論基礎(chǔ)是水文學(xué)和以水力學(xué)、巖石力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)為主的工程力學(xué)體系。而生態(tài)水利工程更加注重人與自然的和諧發(fā)展,關(guān)注人工工程對(duì)水體的影響,因此吸收了部分生態(tài)學(xué)的理論基礎(chǔ)與環(huán)境工程學(xué)的技術(shù)方法,成為_(kāi)廠一個(gè)具有交叉性、跨領(lǐng)域、綜合性強(qiáng)等特點(diǎn)。生態(tài)水利工程的任務(wù)主要包括:為擬建及在建項(xiàng)目提供減輕其可能造成的環(huán)境影響的技術(shù)方法;為已建成項(xiàng)目,提供恢復(fù)其造成的生態(tài)破壞的設(shè)計(jì)和方法;提供水體質(zhì)量狀況評(píng)價(jià)技術(shù);提供水庫(kù)等工程設(shè)施生態(tài)調(diào)度的技術(shù)方法,提供污染水體的生態(tài)修復(fù)技術(shù)等。通過(guò)上述措施,盡可能的修復(fù)已建成的人工水利設(shè)施對(duì)自然環(huán)境造成的破壞,恢復(fù)水體自我凈化、涵養(yǎng)水源、調(diào)節(jié)區(qū)域氣候等功能,盡量減少擬建及在建項(xiàng)目、改擴(kuò)建工程可能對(duì)環(huán)境的造成的不良影響,預(yù)防環(huán)境事故的發(fā)生,保證經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)過(guò)程中,生態(tài)水利工程一改舊式水利工程的傳統(tǒng),減少工程對(duì)自然河流的渠道化與非連續(xù)化,盡量少采用混凝土等人工制品作為河床和邊坡的材料,維持河流生態(tài)系統(tǒng)的相對(duì)開(kāi)放,保證水生生物的棲息環(huán)境不發(fā)生根本性改變,從而維持水環(huán)境質(zhì)量狀況的相對(duì)穩(wěn)定,令水利設(shè)施既不降低其使用價(jià)值,也不破壞水體本身自有的狀態(tài)與功能。在技術(shù)上,生態(tài)水利工程將傳統(tǒng)的污染治理工藝與水利工程建沒(méi)有機(jī)的融合起來(lái),同時(shí)大量吸收國(guó)外的豐富經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合我圍的國(guó)情,最終形成了一套獨(dú)有的理論體系和實(shí)施策略,成為河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一,有效的保征了水利沒(méi)施的高經(jīng)濟(jì)報(bào)和低環(huán)境成本。

二、生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)原則

1.保證工程的經(jīng)濟(jì)性和安全性

生態(tài)水利工程是水利工程的一個(gè)分支,自然也要遵守水利工程中的設(shè)計(jì)原則,而確保工程的安全性是生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)最根本的基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中,要充分考慮到水對(duì)建筑物的侵蝕作用、對(duì)泥沙的搬運(yùn)和堆積作用以及河道走勢(shì)的辯證規(guī)律等,只有確保了工程的耐久性、穩(wěn)定性和設(shè)施安全,才能保證建筑物的環(huán)境保護(hù)功能長(zhǎng)久有效的運(yùn)作。對(duì)于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析,應(yīng)該遵循資金投入最小、經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益最大化的原則。

2.保證水體內(nèi)部的環(huán)境多樣性

科學(xué)調(diào)查研究證明,一個(gè)地區(qū)非生物環(huán)境的多樣性可以影響其生物群落的多樣性。具體來(lái)、兌,就是一個(gè)地區(qū)的自然環(huán)境種類越多樣,當(dāng)?shù)厣锏姆N類就越豐富,食物鏈組成越復(fù)雜,生態(tài)系統(tǒng)抵抗外界變化的能力就越強(qiáng)而如果水利設(shè)施使得水體內(nèi)部的環(huán)境趨于單一化,就會(huì)導(dǎo)致水生生物的種類減少、食物鏈結(jié)構(gòu)不斷簡(jiǎn)單化、生態(tài)系統(tǒng)趨于單一化,從而導(dǎo)致水體抵抗外界干擾的能力降低,自凈能力下降,逐步喪失其原本的功能。所以在水利工程設(shè)計(jì)的過(guò)程中應(yīng)該對(duì)河流的遠(yuǎn)期和近期水文情況進(jìn)行了解,確定生態(tài)環(huán)境與生物種類的相關(guān)關(guān)系,對(duì)設(shè)計(jì)草案進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,分析其可行性,保征水利沒(méi)施能夠擁有足夠豐富的環(huán)境多樣性,把對(duì)環(huán)境的影響降至最低。

3.保證河流生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能

與傳統(tǒng)水利工程不同,生態(tài)水利工程在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮到保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能,即維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。在這方面,人工構(gòu)筑物能夠起到的作用十分有限,而自然因素經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期自然選擇之后形成的生態(tài)圈卻能夠發(fā)揮良好的效果,岡此,在工程沒(méi)計(jì)時(shí)應(yīng)避免絕對(duì)化人為的力量,而將人為的力量與自然的影響相結(jié)合,依靠生態(tài)系統(tǒng)的自組織、自設(shè)計(jì)功能.從自然界中選擇合適的物種,形成合力的結(jié)構(gòu),這樣不僅能夠在生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和恢復(fù)的方面取得良好收效,還能夠節(jié)約成本、降低工程造價(jià)。

4.保證河流生態(tài)系統(tǒng)的整體性不被破壞在以往的水利沒(méi)施建造過(guò)程中,水體常常彼分割為功能不同、相對(duì)封閉的小區(qū)域,割裂了水體的相互聯(lián)系,降低了水體內(nèi)不小環(huán)境之間物質(zhì)交換和能量交換的速度,破壞了河流生態(tài)系統(tǒng)的整體性和穩(wěn)定性。而生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)則要充分掌握生態(tài)系統(tǒng)各要素之的相互作方式,盡可能的恢復(fù)水體的原始狀態(tài),維持河流生態(tài)系統(tǒng)的整體性不被破壞,而不是單純的考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)或修復(fù)河岸植被。

5.保征河流生態(tài)系統(tǒng)與水利設(shè)施問(wèn)的反饋機(jī)制生態(tài)水利工程設(shè)汁是以成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)為參照,利用生態(tài)學(xué)的理論和環(huán)境工程的技術(shù),打造出一個(gè)健康的、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng),令設(shè)施工人J部的自然岡素能夠在不需要人為干預(yù)的前提下自發(fā)進(jìn)行活動(dòng),維持河流的水體質(zhì)最和生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定。而這種自發(fā)活動(dòng)的方向往往不是一的,這種不確定性使得生態(tài)水利工程沒(méi)汁呈一種“『曼幘調(diào)整”式的設(shè)計(jì)方法即,在設(shè)計(jì)執(zhí)行之后,依然要對(duì)水體的水環(huán)境狀況進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià),并根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)對(duì)壩目不斷進(jìn)行調(diào)整與完善。

三、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)未來(lái)將面臨的問(wèn)題

由于生態(tài)水利設(shè)汁不僅需要考慮生態(tài)_自標(biāo),也要保證水利設(shè)施的實(shí)用性,因而在保征水利沒(méi)施在經(jīng)濟(jì)凹報(bào)和環(huán)境成本之間取得合理平衡的過(guò)程中,生態(tài)水利工程的沒(méi)汁將要面對(duì)缺少恰當(dāng)完備的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、新的生態(tài)水利工程與原有水利設(shè)施如何協(xié)調(diào)等問(wèn)題。但隨著科技的發(fā)展和經(jīng)驗(yàn)的積累,這些問(wèn)題必然會(huì)得到合理的解決。

四、總結(jié)

生態(tài)水利工程沒(méi)計(jì)存社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和自然環(huán)境保護(hù)之前取得了合理的平衡,作為新興學(xué)科、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)中還缺少足夠的經(jīng)驗(yàn)積累,但是越來(lái)越重視人與自然和和諧發(fā)展的大環(huán)境下,其發(fā)展前景不可限量。