導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯過為您精心挑選的10篇給水工程設(shè)計原則，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

水利工程的發(fā)展是符合我國國情發(fā)展的基本要求，是關(guān)乎我國民生的基礎(chǔ)工程。由于我國特殊的地理環(huán)境，較為復(fù)雜的施工環(huán)境，使得水利工程的施工必須研究出合適的施工技術(shù)。水利工程對地基的要求較為嚴(yán)格，水是水利工程的直接接觸點，地基的鞏固才能保證水利工程的堅固，其次，水利工程建筑物必須要具有抗裂性、防滲性等。水利工程的施工過程中要嚴(yán)格遵守施工技術(shù)的規(guī)范，保質(zhì)保量，避免事故的發(fā)生。水利工程施工的最佳時期為枯水期，在枯水期進(jìn)行施工，將會有利于增快施工的進(jìn)度，減少一些不利于施工的因素。水利工程的施工技術(shù)是水利工程的保障，因此，在水利工程施工技術(shù)和設(shè)計原則上都很值得深入研究。

1、水利工程的施工技術(shù)

1.1 土方工程施工技術(shù)

土方工程的施工是水利工程的基礎(chǔ)施工，是其穩(wěn)定性的基礎(chǔ)。根據(jù)水利工程的施工技術(shù)的不同，土方施工的類型是多樣的，常見的有水中填土式土方工程、干填碾壓式土方工程等。從目前我國在水利工程施工技術(shù)上的發(fā)展及應(yīng)用上，干填碾壓式土方工程的利用范圍最廣。

對于土方工程施工，其質(zhì)量要求是很嚴(yán)格的，工程的強度要達(dá)到國家的規(guī)定，堤壩的穩(wěn)定性要高、抗?jié)B性要強。土方工程的施工要求首先是土料的選擇，在實際的土方施工中，很多的劣質(zhì)土料出現(xiàn)，例如膨脹土、碎石土等，這些都嚴(yán)重的影響著土方工程的準(zhǔn)確施工。優(yōu)質(zhì)的土料是要符合施工要求，適合機械的施工，并且其壓實參數(shù)具有合理性。在土方施工過程中要嚴(yán)格把控好鋪土、土方平整、灑水、壓實等基礎(chǔ)過程。在土方工程施工中，防滲墻的技術(shù)在基礎(chǔ)修筑時的得到廣泛的推廣和使用。造墻的技術(shù)多采用沖擊或者反循環(huán)鉆機，抓斗挖掘等，這些新技術(shù)的應(yīng)用逐漸的完善著水利工程的施工技術(shù)，從而保證著施工墻體的穩(wěn)定性。

土方工程施工的質(zhì)量需要各個環(huán)節(jié)的相互配合，高質(zhì)量的土料、高性能的機械設(shè)備、高技術(shù)等都是水利工程修筑物堅固的重要保障，嚴(yán)格控制好每個工序，保證水利工程修筑物的質(zhì)量。

1.2 混凝土壩工程施工技術(shù)

混凝土壩現(xiàn)在也是我國水利工程中常見的一種施工方式，主要的是應(yīng)用于水容量較大的水利工程?；炷翂喂こ讨饕欠绞桨ɑ炷恋臐仓⒒炷恋哪雺杭捌浠炷恋难b配等。近幾年，我國在混凝土壩工程施工上有著較大的突破和發(fā)展，最主要的是凸顯在高拱壩上。我國的混凝土壩工程所需的混凝土骨料的人工生產(chǎn)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到國際水平，人工生產(chǎn)系統(tǒng)上額配備較為先進(jìn)的破碎軋制系統(tǒng)。

我國混凝土的運輸水平也得到快速的發(fā)展，很多的混凝土工程施工在混凝土運輸上使用更加便捷、高速的機械設(shè)備，例如，纜式起重機、塔帶機等。為滿足大壩混凝土澆筑的高強度需求，在混凝土工程施工的基本工序上逐漸的提高，比如，混凝土的攪拌、倉面作業(yè)等都配備高效率、高技術(shù)的施工機械設(shè)備?；炷恋恼_溫度控制也是保證混凝土工程堅固的重要措施，現(xiàn)在的大型混凝土工程，主要應(yīng)用于溫度控制的方法是風(fēng)冷骨料技術(shù)，針對不同的水利施工項目，要選取合適的溫度控制技術(shù)。

在混凝土工程完成以后，還需要關(guān)注的是混凝土裂縫的問題，是現(xiàn)代我國混凝土修筑應(yīng)大力探究的方面?；炷恋牧芽p問題出現(xiàn)最主要的根源的地基的施工。地基的施工不能滿足混凝土施工的要求，就會造成修筑物沉降不均勻，結(jié)構(gòu)的設(shè)計不合理等問題，混凝土施工的地形約束也會造成混凝土的裂縫出現(xiàn)。為減少混凝土的裂縫現(xiàn)象，現(xiàn)在我國采用最多的是補償收縮混凝土，針對于不同的施工環(huán)境，就要運用不同給的補償收縮方法，例如外摻氧化鎂進(jìn)行溫度變形補償、低熱微膨脹混凝土筑壩技術(shù)等。

根據(jù)混凝土裂縫的不同類型特點及其產(chǎn)生的相關(guān)原理，運用不同的方法進(jìn)行改進(jìn)，做好混凝土的攪拌、運輸、澆筑等工序，降低混凝土的存儲溫度和水化熱溫度升高，減少混凝土出現(xiàn)裂縫的概率，有效的保障混凝土壩施工的穩(wěn)定性。

1.3 基坑排水的工程施工技術(shù)

水利工程的修筑物在很多情況下是會受到雨水、地下水等多種因素的影響。因此，基坑的排水施工是修筑物的后期保障，是施工的必備工序。在現(xiàn)實的水利工程施工中，任何一個修筑物都是離不開基坑排水的，做好施工的基坑排水，有利于增強地基的抗承載能力，有效的避免地基遭到嚴(yán)重的破壞。施工的地基排水工作不到位，將會給工程的施工帶來很大的難題，同時也會降低修筑物的質(zhì)量，從而產(chǎn)生各種安全隱患問題。在水利工程的基坑排水施工時要密切的注意一些相關(guān)的問題，比如，地基開挖的深度、地下水水位的高度、施工的環(huán)境等問題，這些都會對基坑排水施工效果造成影響。

2、水利工程設(shè)計的原則

水利工程的特殊作業(yè)要求表明其設(shè)計原則的重要性。水利工程的設(shè)計原則是在水利工程施工之前建立的，其建立的前提是在專業(yè)的考察人員進(jìn)行實地考察后，根據(jù)施工現(xiàn)場的工作環(huán)境，地形特點，水流量的大小以及水利工程施工的主要目的，綜合各個因素建立水利工程設(shè)計原則。對水利工程進(jìn)行設(shè)計，主要是從設(shè)計的風(fēng)格以及設(shè)計的原則進(jìn)行主要的衡量，設(shè)計的原則為主，但是設(shè)計的風(fēng)格也是后期修筑物堅實的基礎(chǔ)。我國的水利工程設(shè)計原則，既要考慮細(xì)節(jié)上的問題，也要注重宏觀的發(fā)展，要實現(xiàn)兩者的完美結(jié)合，在細(xì)節(jié)方面，要加大原則的控制，在宏觀的方面，要盡量的貼合設(shè)計的原則。

3、結(jié)論

水利工程是現(xiàn)在我國重點發(fā)展的一項基礎(chǔ)施工，首先應(yīng)當(dāng)加強對水利施工技術(shù)的研究，在其合理、科學(xué)的研究下，實施到具體的項目中，在施工的過程中逐漸的把握水利施工技術(shù)研究的路徑，兩者相互結(jié)合，使我國的水利施工技術(shù)更加完善。水利工程的施工要根據(jù)我國地理的多元性進(jìn)行具體的施工設(shè)計，制定不同的施工方案，設(shè)計不同的施工原則，并嚴(yán)格的執(zhí)行，只有這樣，才能保障我國水利工程施工事業(yè)的快速、穩(wěn)定發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]袁忠于.淺議頂管施工技術(shù)在水利建設(shè)工程中的應(yīng)用[J].水利建設(shè)與管理，2012，11（4）：34-36.

篇2

中圖分類號：S276 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：

隨著城市的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐也必須跟上城市發(fā)展的腳步，城市中的市政道路給排水工程就顯得越來越重要。城市排水工程設(shè)計，應(yīng)從城市近、遠(yuǎn)期發(fā)展考慮，根據(jù)管段所在區(qū)域與周邊區(qū)域的關(guān)系，地表水系、污水處理廠位置，結(jié)合排水現(xiàn)狀及規(guī)劃的雨水、污水排放方向，并考慮排水區(qū)域內(nèi)上、下游管段的銜接、匯水服務(wù)面積的劃分道路的豎向設(shè)計、用地標(biāo)高等。多數(shù)城市排水規(guī)劃都滯后于城市建設(shè)，因此，對市政排水工程設(shè)計進(jìn)行研究具有重要的意義。

一、市政排水工程設(shè)計原則

排水工程設(shè)計應(yīng)在城市排水工程專項規(guī)劃指導(dǎo)下進(jìn)行，根據(jù)專項規(guī)劃的設(shè)計成果對所實施的市政排水項目進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計在設(shè)計中應(yīng)遵循以下要求：

（1）布置管渠系統(tǒng)，劃分匯水流域面積，確定排水方向及出路。

（2）安排好控制點的高程 應(yīng)根據(jù)城市道路豎向設(shè)計，保證匯水面積內(nèi)的水都能自流排出。

（3）正確采用設(shè)計數(shù)據(jù)，污水排放量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計降雨重現(xiàn)期、地面集水時間和徑流系數(shù)，暴雨強度公式的采用等。

（4）管道的設(shè)計坡度和埋深根據(jù)設(shè)計規(guī)范、道路縱坡和外部排水條件確定，在滿足排水要求的前提下盡可能減少管渠埋深。

二、近期與遠(yuǎn)期結(jié)合

排水工程設(shè)計既要考慮近期城市建設(shè)的要求，又要考慮城市發(fā)展后上、下游的銜接及排水需要。雨水、污水管道的管徑、管道埋深等問題，是排水工程設(shè)計近期與遠(yuǎn)期銜接的關(guān)鍵；如果管道的管徑設(shè)計偏大或偏小，埋深過深或較淺，將直接影響到排水系統(tǒng)的正常運行。

三、實例分析

3．1項目概況

該城市地勢坡度較緩，坡向東北，常年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)，該區(qū)的暴雨強度公式為 q=1686(1+0.77lgp)/(t+8)0.72,徑流系數(shù)￠=0.6，在城市的東部有一條從西南至東北的河流，還有一條在城市的中部，由西南到東北的鐵路，將城市分成兩個區(qū)，其中Ⅰ區(qū)的人口密度為380人/公頃，污水量標(biāo)準(zhǔn)為140升/人?日，Ⅱ區(qū)的人口密度為 430人/公頃，污水量標(biāo)準(zhǔn)為130升/人?日。該城市共有三家工廠，在Ⅰ區(qū)有丙一家工廠，在Ⅱ區(qū)有甲、乙兩家工廠。綜合工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料地質(zhì)資料、受納水體水文資料、城市氣溫資料、城市各區(qū)中各類地面與屋面的比例（%）等技術(shù)參數(shù)。設(shè)計出水水質(zhì)：污水處理后，其水質(zhì)至少達(dá)到二級處理標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)滿足：SS 40mg/l；COD 60mg/l；BOD30mg/l。

2.2 排水工程設(shè)計要點

2.2.1污水工程方案

（1）合流制排水系統(tǒng)：該系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是在臨河岸邊建造一條截流干管，同時在合流干管與截流干管相交前或相交處設(shè)置溢流井，并在截流干管下游設(shè)置污水處理廠。

此排水系統(tǒng)克服了原有排水系統(tǒng)將排除的混合污水不經(jīng)處理就直接就近排入水體的缺點，但仍有部分混合污水未經(jīng)處理直接排放，成為水體的污染源而使水體遭受污染，這是它的嚴(yán)重缺點。

（2）分流制排水系統(tǒng)：該系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。由于排除雨水方式的不同，分流制排水系統(tǒng)又分為完全分流制（具有污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)）和不完全分流制（只具有污水排水系統(tǒng)）排水系統(tǒng)

2.2.2排水工程一般規(guī)定

（1）管道系統(tǒng)布置要符合地形趨勢，一般宜順坡排水，取短捷路線每段管道均應(yīng)劃給適宜的服務(wù)面積 匯水面積劃分除依據(jù)明確的地形外，在平坦地區(qū)要考慮與各毗鄰系統(tǒng)的合理分擔(dān)。

（2）盡量避免或減少管道穿越不容易通過的地帶和構(gòu)筑物，如高地、河道、鐵路、地下鐵道等當(dāng)必須穿越時，需采取必要的處理或交叉措施，以保證順利通過。

（3）安排好控制點的高程。

（4）查清沿線遇到的一切地下管線，準(zhǔn)確掌握它們的位置和高程，安排好設(shè)計管道與它們的平行距離，處理好設(shè)計管道與它們的豎向交叉。

（5）管道在坡度驟然變陡處，可由大管徑變?yōu)樾」軓健．?dāng)D=200~300毫米時，只能按生產(chǎn)規(guī)格減小一級。當(dāng) D≥400 毫米時，應(yīng)根據(jù)水力計算確定，但減小不得超過二級。管道坡度的改變應(yīng)盡可能徐緩，避免流速驟降，導(dǎo)致淤積。

（6）同直徑及不同直徑管道在檢查井內(nèi)連接，一般采用管頂平接，不同直徑管道也可采用設(shè)計水面平接，但在任何情況下進(jìn)水管底不得低于出水管底。

（7）流量很小而地形又較平坦的上游支線，一般可采用非計算管段，即采用最小管徑，按最小坡度控制。

2.2.3設(shè)計步驟

根據(jù)確定的設(shè)計方案，進(jìn)行管道設(shè)計，主要步驟如下：（1）在適當(dāng)比例的、并繪有規(guī)劃總圖的地形圖上，按地形并結(jié)合排水規(guī)劃布置管道系統(tǒng)，規(guī)劃排水區(qū)域。（2）根據(jù)管道綜合布置，確定干支現(xiàn)在道路（或規(guī)劃路）橫斷面和平面上的位置，確定井位及每一管段長度，并繪制平面圖。（3）根據(jù)電算程序要求，確定控制管的高程、編號、管段長度，匯水面積及上游接管數(shù)。（4）進(jìn)行水力計算，確定管道斷面，縱坡及高程，并繪制縱斷面圖。

2.2.4雨水工程方案

（1）雨水管一般規(guī)定：1)重力流管道按滿流計算，并應(yīng)考慮排放水體水位頂托的影響。2)管道流時最小設(shè)計流速一般不小于0.75 米 /秒，如起始管段地形非常平坦，最小設(shè)計流速可減小到0.6米/秒。最大允許流速同污水管道一致。3)最小管徑和最小坡度：雨水管與合流管不論在街坊和廠區(qū)內(nèi)或在街道下，最小管徑均為 300 毫米，最小設(shè)計坡度為0.002。

（2）雨水管道水力計算的設(shè)計數(shù)據(jù)：

1)設(shè)計充滿度：雨水中主要含有泥砂等無機物質(zhì)，不同于污水的性質(zhì)，加以暴雨徑流量大，而相應(yīng)較高設(shè)計重現(xiàn)期的暴雨強度的降雨歷時一般不會很長，故管道設(shè)計充滿度按滿流考慮。

2)設(shè)計流速：為避免雨水所夾帶的泥砂等無機物質(zhì)在管渠內(nèi)沉淀下來而堵塞管道，《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：滿流時管道內(nèi)最小流速應(yīng)0.75m/s，明渠內(nèi)最小流速應(yīng) 0.4m/s。為防止管壁受到?jīng)_刷而損壞，影響及時排放，規(guī)范 規(guī)定，金屬管道最大流速為10m/s，非金屬管最大流速為5m/s。

3)最小管徑和最小設(shè)計流速：雨水管道的最小管徑為 300mm，相應(yīng)的最小坡度為3。

4)最大埋深和最小埋深：a)必須防止管壁因地面荷載受到破壞，為此管頂部需有一定厚度的覆土。(b)必須滿足街道連接管在銜接上的要求。這三個數(shù)值中的最大一個數(shù)值就是以管道的允許最小覆土厚度一般在干燥土壤中，最大埋深不超過 7- 8m，在多水、流砂、石灰?guī)r地層中，不超過5m。

2.3 排水工程方案設(shè)計

從環(huán)境保護(hù)方面來看，采用截流式合流制的城市，水體仍然遭受污染，甚至達(dá)到不能容忍的程度。采用分流制的城市，初雨徑流未加處理就直接排入水體，會對城市水體造成污染。盡管如此，分流制較靈活，適應(yīng)社會發(fā)展的需求，一般又能符合城市衛(wèi)生的要求，所以在國內(nèi)外獲得了較廣泛的應(yīng)用。

從造價方面看，合流制排水管道的造價比完全分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價要高。

從維護(hù)管理方面來看，分流制系統(tǒng)可以保持管內(nèi)的流速，不致發(fā)生沉淀。同時，流入污水廠的水量和水質(zhì)比合流制變化小得多，污水廠的運行易于控制。

經(jīng)過各方面的比較，本項設(shè)計采用完全分流制排水系統(tǒng)，且地形坡度適中，以此采用截流式布置。

污水工程：根據(jù)實際地形，依據(jù)排水工程的一般規(guī)定，擬定兩套排水方案，由于城市中部的坡度傾于北和南，不同處就在于污水干管為局部排放和整體排放兩種走向。

管道的布置方案應(yīng)在同等條件和深度下進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇最佳方案。兩個方案的污水管道系統(tǒng)都采用截流式布置。

方案一：由于城市地形西南高，東北低，所以污水廠及出水口設(shè)在城市東北部，使所有污水盡量靠重力排出。主干管平行于河流布置，干管垂直于河流布置，有一處管線穿越鐵路。

方案二：污水廠及出水口位置不變，Ⅰ區(qū)的局部地區(qū)依靠Ⅱ區(qū)的干管排出，主干管平行于河流布置，有兩處管線穿越鐵路。

電算數(shù)據(jù)及結(jié)果如下：

第一套總造價：1321.41萬元無泵站

第二套總造價：1630.10萬元無泵站

經(jīng)過比較，第一套方案只穿一次鐵路，且造價低，故選擇第一套方案

雨水工程：

依據(jù)雨水管布置原則，就近排放，能通暢及時地排走城鎮(zhèn)和工廠面積內(nèi)的雨水。

3 結(jié)束語

城市市政排水工程的設(shè)計，應(yīng)以排水專項規(guī)劃為設(shè)計依據(jù)，在城市排水專項規(guī)劃設(shè)計成果指導(dǎo)下進(jìn)行 結(jié)合現(xiàn)狀、近期、遠(yuǎn)期幾者的關(guān)系，分析現(xiàn)有的資料和城市的發(fā)展，充分考慮近期、遠(yuǎn)期的結(jié)合，合理采用符合本項目工程的設(shè)計方案和設(shè)計參數(shù)，正確劃分流域范圍匯水面積，合理設(shè)計管徑大小和管道埋深。市政排水工程的合理設(shè)計，是城市排水系統(tǒng)能夠有效運行的前提，只有在排水工程合理設(shè)計的前提下，環(huán)境才能得到有效的保護(hù)，才能獲得良好的社會效益。

篇3

中圖分類號：TV：文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A：文章編號：1673-9671-(2012)022-0192-01

隨著生態(tài)文明建設(shè)步伐的不斷加快，水利工程的設(shè)計和施工也越來越朝向生態(tài)化的方向發(fā)展，生態(tài)水利工程已經(jīng)成為一個既定的概念映入人們的腦海，如何實現(xiàn)生態(tài)水利工程的設(shè)計是人們關(guān)注的重點。

1生態(tài)水利工程概述

為了使讀者能夠?qū)ι鷳B(tài)水利工程有一個全面的認(rèn)識，以下將分別從生態(tài)水利工程的分類、生態(tài)水利工程的功能以及生態(tài)水利工程的特點兩個方面來對生態(tài)水利工程做概要說明。

1）生態(tài)水利工程的分類。為了消除水患以及開發(fā)水資源而修的水利工程需要修建水閘，堤壩等不同水工建筑物，來有效的實現(xiàn)其目標(biāo)，其中生態(tài)水利工程可以進(jìn)行如下分類：①按期服務(wù)的防洪水利工程，比如長江三峽工程等；②農(nóng)田水利工程，比如小浪底工程等。

2）生態(tài)水利工程的功能。①生態(tài)水利工程可以提高河道的蓄水能力，滿足人們的日常生活用水及農(nóng)田用水。隨著社會的發(fā)展以及人口的劇增，人們對于水資源的需求與日俱增，所以說個地方政府在河流都建立起各種水利工程控制，調(diào)節(jié)水量以及開發(fā)和利用水資源，從而可以提高河道的蓄水能力，滿足人們的日常生活用水及農(nóng)田用水；②生態(tài)水利工程具有非常顯著的經(jīng)濟效益。除這兩項最基本的功能外，水利工程還可以在汛期進(jìn)行防洪，發(fā)電、發(fā)展航運，旅游以及養(yǎng)殖漁業(yè)等需求，顯然經(jīng)濟效益會十分的顯著；③生態(tài)水利工程具有很好的防洪排澇的功效。水是人類在生活和生產(chǎn)中必不可缺的珍貴資源。但其人類真正能利用的水卻只占地球總水量中很小的一部分，并不能完全符合人類的需求，水的存在直接就推動了巨大的經(jīng)濟、社會雙效益。對于生態(tài)而言，也同樣具備了積極地作用，通過對水量的調(diào)節(jié)合理支配水資源，可以使河流長期的處在一個平穩(wěn)的狀態(tài)，有效防止旱汛不均問題所造成的斷流或者是洪災(zāi)，而且可以使污水再蓄水庫中有一個沉淀的過程，就干旱與半干旱為例，可以此地區(qū)生態(tài)環(huán)境得到良好的改善，使其充分地發(fā)揮了本身的調(diào)節(jié)功能，從而促進(jìn)了經(jīng)濟和社會不斷發(fā)展。只有在修建了水利工程的前提下，才能控制水流的平穩(wěn)狀態(tài)，防止旱澇災(zāi)害的發(fā)生，并通過對水量的分配和調(diào)節(jié)來滿足人民生產(chǎn)生活的需要。

3）生態(tài)水利工程的特點。水是人類日常生活中不可缺少的珍貴資源，但其存在的并不能符合人類對它的需求，所以我們要想更好地節(jié)約水，利用水，就要修建生態(tài)水利工程。設(shè)計在修建生態(tài)水利工程是尤為重要的因素。其中生態(tài)水利工程的特點如下：①有很強大的綜合性和系統(tǒng)性，統(tǒng)一流域及地區(qū)所組成了單項水利工程，它們相互聯(lián)系，相互制約，既緊密又相互矛盾。水利工程與其他也與國民經(jīng)濟緊密相關(guān)，詳細(xì)的綜合分析才可以獲得最佳方案；②建設(shè)水利工程，對環(huán)境也有影響，水利工程不僅對經(jīng)濟社會發(fā)生影響，而且也影響著江河湖泊以及生態(tài)環(huán)境，氣候等。這種影響有利也有弊。設(shè)計規(guī)劃時一定評估出利弊關(guān)系，使其消除弊端，充分發(fā)揮水利工程本身的積極作用；③建設(shè)水利工程的任務(wù)難度大，很難掌握自然條件下對施工建設(shè)的影響，其建筑比一般的建筑物更為復(fù)雜；④水利工程的效益具有不確定性，每一年的水文狀況都不會完全相同，所以利害每年也不相同。因此，制定合理的水利工程機制，就必須統(tǒng)籌兼顧以減少不利影響，實現(xiàn)經(jīng)濟社會環(huán)境效益；⑤一般水利工程都是規(guī)模很大，難度大，因此所需要的資金也比較多，另外工期也長，所以工程施工時一定要充分考工程的實際環(huán)境和需求。

2生態(tài)水利工程設(shè)計和修建中的注意事項

結(jié)合大量的生態(tài)水利工程的實踐，筆者總結(jié)認(rèn)為，生態(tài)水利工程在設(shè)計和修建中需要做好如下幾個方面的注意事項。

1）修建的水利工程可以同時為多種目標(biāo)服務(wù)的水利工程，而且在建設(shè)生態(tài)水利工程時一定要遵循生態(tài)學(xué)的原理，以及生態(tài)平衡的相關(guān)要求和相應(yīng)的自然規(guī)律。

2）生態(tài)水利工程的修建要從保護(hù)生態(tài)的角度出發(fā)進(jìn)行水利工程建設(shè)，必須要滿足可持續(xù)發(fā)展以及良性循環(huán)的水利體系，從而達(dá)到人與自然能夠和諧相處。

3）考慮到水利與生態(tài)系統(tǒng)之間的緊密聯(lián)系。生態(tài)水利工程的建設(shè)可以使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)生變化的關(guān)系。因此，在進(jìn)行生態(tài)水利工程建設(shè)的過程，要對水資源進(jìn)行合理利用和開發(fā)，在提高水資源利用效率的前提條件下，要采取有效舉措來充分保證生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和生態(tài)系統(tǒng)自身的良性發(fā)，這同時也在要求，在進(jìn)行生態(tài)水利工程修建時必須把人與水體當(dāng)作為一個整體去考慮問題，同時也要兼顧到人與自然共同的需求。

4）合理的做好生態(tài)水利工程設(shè)計、規(guī)劃、施工以及相應(yīng)的工程運作機制控制工作。在有效完成以上工作的基礎(chǔ)上，達(dá)到改善和優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)的目的，同時使相關(guān)的自然資源可以得到持續(xù)和反復(fù)的利用，真正實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。

3生態(tài)水利工程設(shè)計的基本原則

生態(tài)水利工程的設(shè)計最顯著的一個原則就是在設(shè)計時一定要凸顯其生態(tài)性，這是生態(tài)水利工程的本質(zhì)體現(xiàn)，除此之外，生態(tài)水利工程的設(shè)計還需要遵循協(xié)調(diào)性，系統(tǒng)性和安全性的原則，以下將分別給予詳細(xì)的說明。

1）生態(tài)水利工程設(shè)計的基本原則之協(xié)調(diào)性原則。所謂的協(xié)調(diào)性原則，就是要確保水利工程要與周邊環(huán)境協(xié)調(diào)統(tǒng)一，我們不要著急的去建設(shè)，而是要與周圍環(huán)境實現(xiàn)和諧統(tǒng)一，只依靠人的力量是不可能控制自然的。與世界上沒有兩個相同的指紋一樣，世界上是沒有完全相同的兩條河，每一條河都有自己獨特的一面，所以我們在建設(shè)生態(tài)水利工程的時候，要具體問題具體分析，充分考慮周圍環(huán)境因素，更好地控制水的時間與空間的分布，防止災(zāi)害發(fā)生，也為工農(nóng)業(yè)及人們?nèi)粘Ｉ畹恼Ｐ枨筇峁┝吮Ｕ?，如果違背了自然界的規(guī)律，那么災(zāi)難就會來臨。

2）生態(tài)水利工程設(shè)計的基本原則之系統(tǒng)性原則。在設(shè)計整個生態(tài)水利工程的過程中，必須系統(tǒng)性的設(shè)計好，在設(shè)計時要充分考慮到自，然環(huán)境的易變性，不確定性，水域生態(tài)系統(tǒng)是在時間與空間不斷收縮或不斷發(fā)展的動態(tài)系統(tǒng)，河流生態(tài)系統(tǒng)屬于一個開放的系統(tǒng)，隨時都與周圍生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)循環(huán)以及能量傳遞。一條河流是不能孤立存在的，它在生態(tài)修復(fù)中必須與相鄰的流域相互協(xié)調(diào)，必須從全局出發(fā)，綜合的，系統(tǒng)的進(jìn)行討論，才能得到最佳方案。

3）生態(tài)水利工程設(shè)計的基本原則之安全性原則。在建設(shè)生態(tài)水利工程的時候，必須要從根本出發(fā)，考慮多方面因素，其中安全因素是非常重要的一環(huán)，生態(tài)水利工程作為一項綜合性工程，有航運、防洪、發(fā)電以及抗旱等相關(guān)的功能需求，因此，在進(jìn)行生態(tài)水利工程的設(shè)計時，必須要符合工程學(xué)的相關(guān)原理，同時還要符合工程力學(xué)以及水文學(xué)的相關(guān)規(guī)律，有效確保生態(tài)水利工程的各項安全。

人們對生態(tài)文明的追求，促使水利工程也不得不向生態(tài)化的設(shè)計方向發(fā)展，然而由于水利工程作為一項綜合性的工程，其所要滿足的功能需求比較多，而且涉及的面也比較廣，所以在進(jìn)行生態(tài)水利工程的設(shè)計時一定要嚴(yán)格遵循各項設(shè)計原則，這是有效發(fā)揮生態(tài)水利工程各種功能的重要前提。

參考文獻(xiàn)

篇4

目前，隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，具有全球性影響的環(huán)境問題日益突出。且日漸顯復(fù)雜化和多樣化，但總體來講可以分為三類，即生態(tài)系統(tǒng)的破壞，對人類健康的直接影響和自然資源的日漸耗竭。隨著2009年底哥本哈根氣候大會的召開，環(huán)境問題愈受關(guān)注。而在生態(tài)水利工程設(shè)計中，要求我們水利工程設(shè)計人員必須把對環(huán)境問題的考慮加入到各個過程之中，以最大限度地減少環(huán)境影響，真正實現(xiàn)水利工程的可持續(xù)發(fā)展。

1、 生態(tài)水利工程設(shè)計的意義

生態(tài)設(shè)計是環(huán)境管理領(lǐng)域的一個新概念，它指每一環(huán)節(jié)都需要考慮其可能帶來的環(huán)境影響，通過設(shè)計上的改進(jìn)使水利工程建設(shè)的環(huán)境影響降為最低。在這一過程中，決策者應(yīng)把環(huán)境問題看作和經(jīng)濟效益、公司形象等同樣重要。生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，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、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的需求。水利工程結(jié)合生態(tài)建設(shè)，是一個發(fā)展的必然趨勢。水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)的威脅主要表現(xiàn)在兩方面：一是自然河流的渠道化，包括將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。二是指自然河流的非連續(xù)化，筑壩是順?biāo)鞣较虻暮恿鞣沁B續(xù)化，流動的河流生態(tài)系統(tǒng)變成了相對靜止的人工湖，流速、水深、水溫及水流邊界條件都發(fā)生了重大變化?，F(xiàn)代科學(xué)發(fā)展使我們認(rèn)識到，傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)在力圖滿足人的需求時，卻在不同程度上忽視了河流生態(tài)系統(tǒng)本身的需求。因此，生態(tài)水利工程的設(shè)計要實現(xiàn)人水和諧的設(shè)計理念。

2、 生態(tài)水利工程設(shè)計原則

2.1工程安全性和經(jīng)濟性原則

作為一項綜合性的工程，水利工程不僅要滿足人類對于供水、防洪、航運等基本需要，同時也要適應(yīng)生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的要求。因此在進(jìn)行設(shè)計的時候，要同時運用水利工程學(xué)及生態(tài)學(xué)的相關(guān)理論原理，才可以得到安全、穩(wěn)定、耐久的水利工程。

而從經(jīng)濟學(xué)方面看的話，水利工程還需要兼顧經(jīng)濟的合理性，因為我們很難掌握自然生態(tài)環(huán)境發(fā)展演變的過程與結(jié)果，因此水利工程不大不小都會帶有某種程度的風(fēng)險。這就要求一方面在進(jìn)行設(shè)計之初就做好對工程周邊生態(tài)環(huán)境的長期定點監(jiān)測及評估。另一方面，最大化地運用河流生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)功能，選取獲得經(jīng)濟上投入最小，卻能贏得最大化效果的技術(shù)路線。

2.2保證水體內(nèi)部環(huán)境的多樣性

相關(guān)調(diào)查顯示，一個地區(qū)的非生物環(huán)境的多樣性能夠影響其生活群落的多樣性。也就是說，如果一個地區(qū)的自然環(huán)境種類多樣，當(dāng)?shù)氐纳锓N類也會日漸豐富，食物鏈的組成也將更復(fù)雜，這樣生態(tài)系統(tǒng)對外界變化的適應(yīng)能力和抵抗能力越強。如果我們興建的水利工程致使該流域內(nèi)的水體內(nèi)部環(huán)境日趨單一化，那么，就會導(dǎo)致水生生物種類多樣性的減少、食物鏈結(jié)構(gòu)逐漸簡化、生態(tài)系統(tǒng)日趨單一化，造成水體對外界變化的適應(yīng)能力和抵抗能力降低，自然凈化能力逐漸下降，并逐步喪失其基本功能。所以，在水利工程設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要對河流的近期及遠(yuǎn)期的水文情況進(jìn)行深入了解，掌握生物種類與生態(tài)環(huán)境間的關(guān)系，進(jìn)而對設(shè)計草案組建數(shù)學(xué)模型，對其可行性、可操作性進(jìn)行論證，從而保證水利設(shè)施的興建能夠擁有足夠的豐富多樣的環(huán)境，進(jìn)而將對自然環(huán)境的影響降到最低。

2.3確保河流生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能

與傳統(tǒng)水利工程相比，生態(tài)水利工程除了要保證傳統(tǒng)水利工程的基本原則外，還需要在設(shè)計的時候，充分考慮保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，也就是要維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。而在這一方面，人工建筑物所起的作用則十分有限，只有自然因素經(jīng)過長期的自然選擇后所形成的生態(tài)圈才具備良好的自我修復(fù)功能，發(fā)揮其作用。所以，在生態(tài)水利工程設(shè)計時，應(yīng)盡量避免絕對化的人為力量，應(yīng)充分將人為力量與自然的影響進(jìn)行有機結(jié)合，從而利用生態(tài)系統(tǒng)的自設(shè)計功能和自組織功能，從大自然中選擇合適的物種，形成良好的合力結(jié)構(gòu)。這樣，不僅僅可以取得生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)及恢復(fù)方面的成效，還能降低工程的建設(shè)成本，降低工程造價，獲取更高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。

3.生態(tài)水利的應(yīng)用

3.1永興二級水電站樞紐工程生態(tài)環(huán)境設(shè)計是湖南省水電設(shè)計院開展生態(tài)水利設(shè)計的典范工程

設(shè)計之初，技術(shù)人員就確立了“綠色工程和生態(tài)環(huán)境人性家園”的指導(dǎo)思想，把工程定位于生態(tài)旅游風(fēng)景區(qū)和水利工程科普園。通過采用高技術(shù)手段設(shè)計了電站大鵬展翅的屋頂結(jié)構(gòu)，改變了傳統(tǒng)水電站大壩加高壓線單調(diào)的外形，使其既體現(xiàn)了水工建筑物的特點和功能，又富有韻律感，與周邊植被、地貌等自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。對建筑材料特別注意采用當(dāng)?shù)靥烊徊牧?，加快生態(tài)修復(fù)速度。各種綠化植物盡可能就地取材，對引進(jìn)外來植物物種持慎重態(tài)度。盡量減少人工建筑物對周圍生態(tài)環(huán)境的破壞，留出生態(tài)環(huán)境的過渡區(qū)域和生態(tài)物種的習(xí)慣性空間等等。電站竣工后其生態(tài)設(shè)計效果贏得各級領(lǐng)導(dǎo)的肯定，被人親切稱為“生態(tài)電站”和“綠色電站”。

3.2生態(tài)水利工程應(yīng)用應(yīng)體現(xiàn)與環(huán)境有機結(jié)合

生態(tài)水利工程的設(shè)計應(yīng)當(dāng)充分吸收環(huán)境科學(xué)與工程的理論與技術(shù)，實現(xiàn)水量與水質(zhì)同步科學(xué)配置的目的。當(dāng)前尤其是應(yīng)與水污染防治工程進(jìn)行有機結(jié)合，由于水利工程作用的水量一般較大且具有明顯的季節(jié)性變化，使生態(tài)水利工程的設(shè)計與實施存在較大的挑戰(zhàn)與阻力。如黑龍江省扎龍濕地補水工程，雖然實現(xiàn)了連續(xù)幾年的補水，但由于水質(zhì)不符合濕地水質(zhì)要求，導(dǎo)致濕地水域中底棲生物明顯減少，部分物種消失，一些遷徙水禽不在此處停留。為了減少早田排水挾帶泥沙或污染物進(jìn)入下游湖泊或天然濕地，可以在進(jìn)入湖泊或濕地的過渡帶設(shè)計生態(tài)處理溝渠或氧化塘。而水田排水溝渠可以在植物生長季節(jié)充分蓄水，利用人工溝渠濕地對有機污染物質(zhì)進(jìn)行降解。在缺水地區(qū)種植水稻，特別是在開采地下水種植水稻的地區(qū)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行以水量高效利用與水質(zhì)凈化為目的的生態(tài)水利工程設(shè)計。而這種設(shè)計思路來源于水污染的自然穩(wěn)定塘處理理論與工藝。

結(jié)語：

生態(tài)水利工程的目標(biāo)是促進(jìn)生態(tài)學(xué)與水利工程的結(jié)合，要求工程不僅要滿足人類社會生產(chǎn)發(fā)展需求，而且還要同時滿足河流生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與生物多樣性的需求。目前，生態(tài)水利工程設(shè)計由于經(jīng)驗積累問題上的不足，其發(fā)展較為緩慢，但是隨著人們對人與自然的和諧發(fā)展認(rèn)識的逐漸加深，生態(tài)水利工程的發(fā)展前景將不可限量。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉正茂.生態(tài)水利工程設(shè)計應(yīng)遵循的理論與技術(shù)路線[J].水利發(fā)展研究，2012

篇5

水利工程對經(jīng)濟與社會發(fā)展的巨大作用勿庸置疑。但是也必須看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的干擾【1】。水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)的脅 迫主要表現(xiàn)在兩方面：一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形態(tài)直線化，即將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。包括河道橫斷面幾何 規(guī)則化，即把自然河流的復(fù)雜形狀變成梯形、矩形及弧形等規(guī)則幾何斷面。還包括河床和邊坡材料的硬質(zhì)化，即渠道的邊坡及河床采用混凝土、砌石等硬質(zhì)材料。二 是指自然河流的非連續(xù)化。筑壩是順?biāo)鞣较虻暮恿鞣沁B續(xù)化，流動的河流生態(tài)系統(tǒng)變成了相對靜止的人工湖，流速、水深、水溫及水流邊界條件都發(fā)生了重大變 化。庫區(qū)內(nèi)原來的森林、草地或農(nóng)田統(tǒng)統(tǒng)淹沒水底。陸生動物被迫遷徙。水庫形成后也改變了原來河流營養(yǎng)鹽輸移轉(zhuǎn)化的規(guī)律。由于水庫截留河流的營養(yǎng)物質(zhì)，氣溫 較高時，促使藻類在水體表層大量繁殖，產(chǎn)生水華現(xiàn)象。藻類蔓延遮蓋住大植物的生長使之萎縮，而死亡的藻類沉入水底，在那里腐爛的同時還消耗氧氣。溶解氧含 量低的水體會使水生生物“窒息而死”。由于水庫的水深高于河流，在深水處陽光微弱，光合作用也弱，導(dǎo)致水庫的生態(tài)系統(tǒng)比河流的生物生產(chǎn)量低，相對要脆弱， 自我恢復(fù)能力弱。河流泥沙在水庫淤積，而壩下清水下泄又加劇了對河道的沖蝕，這些變化都大幅度改變了生境。由于靠水庫進(jìn)行人工徑流調(diào)節(jié)，改變了自然河流年 內(nèi)豐枯的水文周期規(guī)律，即改變了原來隨水文周期變化形成脈沖式河流走廊生態(tài)系統(tǒng)的基本狀況。最后，眾所周知，不設(shè)魚道的大壩對于洄游魚類是致命的屏障。另 一類非連續(xù)化是由于河流兩岸建設(shè)的防洪堤造成的側(cè)向水流的非連續(xù)性。堤防妨礙了汛期主流與岔流之間的溝通，阻止了水流的橫向擴展。堤防把干流與灘地和洪泛 區(qū)隔離，使岸邊地帶和洪泛區(qū)的棲息地發(fā)生改變。原來可能擴散到灘地和洪泛區(qū)的水、泥沙和營養(yǎng)物質(zhì)，被限制在堤防以內(nèi)的河道內(nèi)，植被面積明顯減少。魚類無法 進(jìn)入灘地產(chǎn)卵和覓食，也失去了避難所。魚類、無脊椎動物等會減少，導(dǎo)致灘區(qū)和洪泛區(qū)的生態(tài)功能退化。

概況地講，被改造過的河流生 態(tài)系統(tǒng)是由三個子系統(tǒng)組成。即：由動物、植物和微生物組成的生命系統(tǒng)，這是生態(tài)系統(tǒng)的主體。廣義的水文系統(tǒng)，包括地表和地下水體、土地、氣候系統(tǒng)等。再有 就是工程設(shè)施系統(tǒng)，這是人類改造河流的結(jié)果。后面兩個子系統(tǒng)組成生境，是生命支持系統(tǒng)。由于水利工程系統(tǒng)改變了河流形態(tài)，水庫調(diào)度運行又改變了原有的水文 規(guī)律，造成河流生態(tài)系統(tǒng)的生境變化，其結(jié)果可能造成河流生態(tài)系統(tǒng)生物群落多樣性的下降，使生態(tài)系統(tǒng)退化。

對于水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，應(yīng)該采取正視而不是回避的態(tài)度。傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)作為一門重要的工程學(xué)科，以建設(shè)水工建筑物為手段，目的是改造和控制河流，以滿足人們 防洪和水資源利用等多種需求?，F(xiàn)代科學(xué)發(fā)展使我們認(rèn)識到，傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)在力圖滿足人的需求時，卻在不同程度上忽視了河流生態(tài)系統(tǒng)本身的需求。而 河流生態(tài)系統(tǒng)的功能退化，也會給人們的長遠(yuǎn)利益帶來損害。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(guān)系方面，似應(yīng)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。從學(xué)科發(fā)展角度看，現(xiàn)在的水利工程學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué)，水利工程規(guī)劃設(shè)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(fēng)險等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)的理論及方法，促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合，用以改進(jìn)和完善水 利工程的規(guī)劃及設(shè)計理論，形成水利工程學(xué)的新的學(xué)科分支－生態(tài)水利工程學(xué)（Eco-Hydraulic Engineering）。生態(tài) 水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)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(xué)【2】 【3】。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時（如治河、防洪工程），兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對于已建工程，則是對于被嚴(yán) 重干擾河流重點進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。

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)）以及環(huán)境立法和資源管理一起，成為河流生態(tài)建 設(shè)的主要手段之一。圖1表示了生態(tài)水利工程在河流生態(tài)建設(shè)中的地位。圖中右側(cè)表示人類活動對自然河流生態(tài)系統(tǒng)的干擾過程，左側(cè)表示人類活動對擾的河流 生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)過程。

這里討論的生態(tài)水利工程學(xué)的基本原則也是生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計的基本原則，筆者試歸納為以下五項內(nèi)容。

1．工程安全性和經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，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、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的需求。 生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理，也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律，以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久 性。工程設(shè)施必須在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi)，能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)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(fù)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(yīng)遵循風(fēng)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(fēng)險。這就需要在規(guī)劃設(shè)計中需要進(jìn) 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(fù)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。

2.提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

有關(guān)生物群落研究的大量資料表明，生物群落多樣性與非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性（spacial heterogeneity）存在正相關(guān) 關(guān)系。這里所說的“生物群落”是指在特定的空間和特定的生境下，由一定生物種類組成，與環(huán)境之間相互影響、相互作用，具有一定結(jié)構(gòu)和特定功能的生物集合 體。一般所說的“生物群落多樣性”指生物群落的結(jié)構(gòu)與功能的多樣性。實際上，生物群落多樣性問題是在物種水平上的生物多樣性。

非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物群落多樣性的關(guān)系反映了非生命系統(tǒng)與生命系統(tǒng)之間的依存和耦合關(guān)系。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)的某種 程度的退化。

河流生態(tài)系統(tǒng)生境的主要特點是：水－陸兩相和水－氣兩相的聯(lián)系緊密性；上中下游的生境異質(zhì)性；河流縱向的蜿蜒性；河 流橫斷面形狀的多樣性；河床材料的透水性等。水－陸兩相和水－氣兩相的緊密關(guān)系，形成了較為開放的生境條件；上中下游的生境異質(zhì)性，造就了豐富的流域生境 多樣化條件；河流縱向的蜿蜒性形成了急流與緩流相間；河流的橫斷面形狀多樣性，表現(xiàn)為深潭與淺灘交錯；河床材料的透水性為生物提供了棲息所。由于河流形 態(tài)異質(zhì)性形成了在流速、流量、水深、水溫、水質(zhì)、水文脈沖變化、河床材料構(gòu)成等多種生態(tài)因子的異質(zhì)性，造就了豐富的生境多樣性，形成了豐富的河流生物群落 多樣性。所以說，提高河流形態(tài)異質(zhì)性是提高生物群落多樣性的重要前提之一【4】。

由于人類活動，特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè)，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)的不同程度的退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)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(jìn)魚類、鳥類和其它生物物種，生態(tài)水利工程的重點應(yīng)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(xué)原理，為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。

在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后，就應(yīng)該對于河流地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估。 包括河流與相關(guān)濕地、湖泊的形狀與構(gòu)成、水下地形勘測、水位變化幅度、河流平面彎曲度、河流橫斷面形狀及河床材料、急流與深潭比例、河床的穩(wěn)定性及淤積及 侵蝕狀況等，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫。河流生物調(diào)查，包括植物、魚類、鳥類、兩棲動物和無脊椎動物等的物種分布地圖以及規(guī)模和存量，建立生物資源數(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(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上，確定環(huán)境因 子與生物因子的相關(guān)關(guān)系，必要時建立某種數(shù)學(xué)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(guān)系和制約條件，對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分 類和評估。需要強調(diào)的是，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(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計和生物棲息地設(shè)計。

3．生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則

有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能的討論始于上世紀(jì)60年代，以后有不同學(xué)科的眾多學(xué)者涉足這個領(lǐng)域。以各種不同形式構(gòu)成的自組織功能，是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要特征。

生態(tài)學(xué)用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現(xiàn)象，也用來說明食物網(wǎng)隨時間的發(fā)展過程。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(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個能具有足 夠數(shù)量并能進(jìn)行繁殖的種群。自組織功能原理與達(dá)爾文的進(jìn)化論有相似之處，只是研究的尺度不同而已。達(dá)爾文的進(jìn)化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進(jìn)行 的，而自組織功能是在生態(tài)系統(tǒng)中種群之間發(fā)生的。

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能對于生態(tài)工程學(xué)的意義是什么呢？& nbspH.T.Odum認(rèn)為：“生態(tài)工程的本質(zhì)是對自組織功能實施管理。”（1989）【5】。Mitsch認(rèn)為：“所謂自組織也就是自設(shè)計” （2004)【6】。將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時，生態(tài)工程設(shè)計與傳統(tǒng)水工設(shè)計有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)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(fù)工程設(shè)計與此不同，生態(tài)工程設(shè)計是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計，或 者說是輔設(shè)計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)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(shè)計和實現(xiàn)設(shè)計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明，人 工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半【7】。

我國古代傳統(tǒng)哲學(xué)注重人與自然的和諧相處，老子主張：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。 反映了一種崇尚自然，遵循自然規(guī)律的哲學(xué)觀。在建筑理念方面，提倡“工不曰人而曰天，務(wù)全其自然之勢”（《管氏地理指蒙》），“雖由人作，宛自天開” （《園冶》），都提倡一種效法自然，依靠自然的思想。國際生態(tài)學(xué)界一些學(xué)者認(rèn)為，系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的哲學(xué)理念應(yīng)該追溯到公元前11世紀(jì)中國的周代。其中“陰陽五 行”、萬物競爭共存和相生相克等哲學(xué)思想，體現(xiàn)了促進(jìn)與抑制，成長與腐朽，合成與異化之間的平衡與轉(zhuǎn)化，這些正是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)。

傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計的特征是對于自然河流實施控制。而設(shè)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，這種一廂情愿的企圖最終往往歸于失敗。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)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(xué)價值，尋求最佳的生 態(tài)工程方案。

自設(shè)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(shè)計理論時，需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時要持慎重態(tài)度，防止生物入侵。

要區(qū)分兩類擾的河流生態(tài)系統(tǒng)。一類是未超過本身生態(tài)承載力的生態(tài)系統(tǒng)，是可逆的。當(dāng)去除外界干擾即卸荷以后，有可能靠自然演替實現(xiàn)自我恢復(fù)的目標(biāo)。另 一類是被嚴(yán)重干擾的生態(tài)系統(tǒng)，它是不可逆的。在去除干擾即卸荷后，還需要輔助以人工措施創(chuàng)造生境條件，再靠發(fā)揮自然修復(fù)功能，有可能使生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)某種程 度的修復(fù)。這就意味著，運用生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則，并不排除工程師和科學(xué)家采用工程措施、生物措施和管理措施的主觀能動性。轉(zhuǎn)貼于 4．景觀尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理應(yīng)該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復(fù)效率要高。小范圍的生態(tài)修復(fù)不但效率低，而且成功率也低。

所謂“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(fù)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(fù)問題，也不僅僅是修復(fù)單一動物或修復(fù)河岸植被。

這里說的“景觀”（landscape）是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。關(guān)于生態(tài)學(xué)的尺度問題，O’Neill，認(rèn)為：“生態(tài)學(xué)不可能建立在單一的時空尺度 上，它應(yīng)該適應(yīng)所有尺度的調(diào)查研究?！保?986）【8】。按照這種觀點，尺度和層次成為生態(tài)學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。目前生態(tài)學(xué)理論把生物圈劃分為11個層次， 依次是生物圈、生物群系、景觀、生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群、個體、組織、細(xì)胞、基因和分子。景觀的尺度如何掌握？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(jìn)行河流修復(fù)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(shè)施系統(tǒng)。一條河流的廣義水文 系統(tǒng)包括從發(fā)源地直到河口的上中下游地帶的地下水與地表水系統(tǒng)，流域中由河流串聯(lián)起來的湖泊、濕地、水塘、沼澤和洪泛區(qū)。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(shè)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(fù)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(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。如果僅僅考慮河道本身的生態(tài)修復(fù)問題，顯然是把復(fù)雜系統(tǒng)簡單割裂開了。

其次，必須重視水域生 境的易變性、流動性和隨機性的特點，表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化，也表現(xiàn)為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動。這些變化決定了 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)。生態(tài)系統(tǒng)的變化范圍從生境受到限制時期的高 度臨界狀態(tài)到生境擴張時期的冗余狀態(tài)。

再者，要考慮生境邊界的動態(tài)擴展問題。由于動物遷徙和植物的隨機擴散，生境邊界也隨之發(fā)生 動態(tài)變動。Gosselink(1990)在研究水域生態(tài)系統(tǒng)物種管理的尺度問題時認(rèn)為，對于給定需要修復(fù)的物種，考慮的范圍應(yīng)是這個物種的分布區(qū) 【9】。舉例來說，為便于理解，可以借用“流域”這個概念，比如一個地區(qū)野鴨的種群也有一個“鴨域”。所謂“鴨域”的范圍應(yīng)該包括物種個體在惡劣的條件下 遷徙到的任何地方以及支持此物種的生態(tài)系統(tǒng)。這個范圍的邊界，應(yīng)劃定在某特定物種經(jīng)常利用的一個很大的空間內(nèi)。如果進(jìn)一步擴展，還應(yīng)該包括所謂“臨時生 境”，指在自然界對于物種產(chǎn)生脅迫的時期，成為該物種的避難所的地區(qū)。如果這個地區(qū)有若干種標(biāo)志性動物，那么物種管理的范圍邊界將是這些物種“域”的包絡(luò) 圖。另外，還要考慮流域之間的協(xié)調(diào)問題。考慮到河流生態(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(jìn)行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán)，一條河流的生態(tài)修復(fù)活動不可能 是孤立的，還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動進(jìn)行協(xié)調(diào)，

最后，河流生態(tài)修復(fù)的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)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。需要對歷史資料進(jìn)行收集、整理，以掌握長時間尺度的河流變化過程與生態(tài)現(xiàn)狀的關(guān)系。河流生態(tài)修復(fù)是靠時間作工作 的。有研究指出，濕地重建或修復(fù)需要大約15到20年的時間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項目要有長期準(zhǔn)備，同時進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。

需要說明的是，對于規(guī)劃、評估、監(jiān)測這些不同的任務(wù)，工作對象的空間尺度可能是不同的。監(jiān)測工作應(yīng)該在盡可能大的尺度內(nèi)進(jìn)行。比如修復(fù)一塊濕地以吸引鳥 類，經(jīng)過一年或者更長的時間均告失敗。這就需要考慮是否有質(zhì)量更好的生境吸引了候鳥而改變了它們的遷徙路線，監(jiān)測工作可能在大陸的范圍內(nèi)開展。而評估工作 可能在跨流域的尺度上進(jìn)行。規(guī)劃工作的尺度可能是流域或河流廊道。所謂“河流廊道”（River corridor）泛指河流及其兩岸與 生物棲息地相關(guān)的土地，也有定義其范圍為河流與對應(yīng)某一洪水頻率的洪泛區(qū)。至于河流修復(fù)工程項目的實施，一般在關(guān)鍵的重點河段內(nèi)進(jìn)行。

5．反饋調(diào)整式設(shè)計原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程，河流修復(fù)工程需要時間。從長時間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時間。進(jìn)化的趨勢是結(jié)構(gòu)復(fù)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(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實的。

生態(tài)水利工程設(shè)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)【10】【11】。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(shè)計預(yù)期 的目標(biāo)發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。最頂層的理想狀態(tài)應(yīng)是沒有外界脅迫的自然生態(tài)演進(jìn)狀態(tài)。在河流生態(tài)修復(fù)工程中，恢復(fù)到未受人類干擾的河流原始狀態(tài)往往是 不可能的，可以理解這種原始狀態(tài)是自然生態(tài)演進(jìn)的極限狀態(tài)上限。如果沒有生態(tài)修復(fù)工程，在人類活動的脅迫下生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化，這種狀態(tài)則是極限狀態(tài)的 下限。在這兩種極限狀態(tài)之間，生態(tài)修復(fù)存在著多種可能性。針對具體一項生態(tài)修復(fù)工程實施以后，一種理想的可能是：監(jiān)測到的各生態(tài)變量是現(xiàn)有科學(xué)水平可能達(dá) 到的最優(yōu)值，表示生態(tài)演進(jìn)的趨勢是理想的。另一種差的情況是，監(jiān)測到的各生態(tài)變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態(tài)之間，形成了一個包絡(luò)圖。一項生 態(tài)修復(fù)工程實施后的實際狀態(tài)都落在這個包絡(luò)圖中間。

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(dǎo)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(shè)計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計方法，而是一種反饋調(diào)整式 的設(shè)計方法。是按照“設(shè)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(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個流程中，監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物 監(jiān)測和水文觀測。這就需要在項目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行階段性的評估。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(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比 較。評估的結(jié)果不外乎有幾種可能：1）生態(tài)系統(tǒng)大體按照預(yù)定目標(biāo)演進(jìn)，不需要設(shè)計變更；2）需要局部調(diào)整設(shè)計，適應(yīng)新的狀況；3）原來制定的目標(biāo)需要重大調(diào)整，相應(yīng)進(jìn)行設(shè)計。

在反饋調(diào)整式設(shè)計過程中，提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?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(xué)科的交流和融合，提高設(shè)計的科學(xué)性。

Design Principles of Eco-hydraulics Engineering

Abstract :The concept of eco-hydraulic engineering is proposed.

It integrates the technology of hydraulic engineering with ecology.

Based on the analysis of stress of hydraulic engineering on river

ecosystem the requirements for ensuring healthy ecosystem and

sustainable development for river are suggested.These requirements

include the principles in five scopes: engineering safety and

economy， spatial heterogeneity of river morphology， self-design

and self-restoration of ecosystem， landscape scale and integrated

river ecosystems restoration and design methodology process based

on feedback and adjustment.

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篇6

前言：我國是水利大國，水資源極為豐富，在沒有進(jìn)行水資源的科學(xué)利用時，不受控制的水不但不會為社會的發(fā)展提供有力支持，甚至造成災(zāi)害。通過對水利工程的建設(shè)，我國逐漸加強了對自然水資源的利用，為社會生產(chǎn)和經(jīng)濟發(fā)展都帶來了極大的益處。水利工程在建設(shè)中需要從多方面考慮建設(shè)效益的問題，這樣才能夠保證該工程建設(shè)的科學(xué)性。水利工程的建設(shè)主要是以對自然狀態(tài)下水資源的科學(xué)利用為主要目的，但是在建設(shè)的過程中出現(xiàn)問題就會降低工程建設(shè)對社會進(jìn)步的收益，這就要求在現(xiàn)代水利工程的設(shè)計中，需要根據(jù)社會發(fā)展的新需求，對設(shè)計要求進(jìn)行調(diào)整，以保證水利工程能夠充分發(fā)揮出其經(jīng)濟效益和社會效益。

1、水利工程設(shè)計的重要性

水利工程在人類的發(fā)展過程中起著十分重要的作用，不僅保障著人們的生命和財產(chǎn)的安全，同時也為經(jīng)濟發(fā)展起到了積極的推動作用。水利工程的建設(shè)，使人們在防洪、灌溉、發(fā)電、供水、航運、養(yǎng)殖和旅游等眾多領(lǐng)域都享受到了水利工程所帶給我們的安全作用和經(jīng)濟作用。同時，水利工程建設(shè)可以有效的均衡不同地區(qū)水源的問題，從而促進(jìn)植被和生物的生長。進(jìn)行水利工程建設(shè)，能夠使人類與水實現(xiàn)和諧相處，使水利工程在服務(wù)過程中保證了生態(tài)系統(tǒng)的平衡發(fā)展，這也是未來水利工程發(fā)展的趨勢。

2、水利工程設(shè)計的原則

2.1以人為本的原則

現(xiàn)代水利工程設(shè)計應(yīng)以人為本，以人為中心，以工程安全為基礎(chǔ)，做到人與自然和諧統(tǒng)一，設(shè)計者應(yīng)該把更多的情感融入到自然生態(tài)環(huán)境中去，從而營造出高品位的景觀和環(huán)境。

2.2安全第一，經(jīng)濟合理的原則

現(xiàn)代水利工程是一種綜合性、系統(tǒng)性工程，水利工程應(yīng)滿足防洪、供水、發(fā)電、航運、旅游等要求，還應(yīng)考慮生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)性?，F(xiàn)代水利工程的設(shè)計應(yīng)滿足相關(guān)的規(guī)范要求，確保水利工程設(shè)施的安全性、穩(wěn)定性和耐久性?，F(xiàn)代水利工程設(shè)計應(yīng)遵循風(fēng)險最小和效益最大原則，做到經(jīng)濟合理。例如現(xiàn)代城市環(huán)境水利工程的設(shè)計，除應(yīng)滿足一般的防洪要求外，還是城市的重要景觀，工程建成后將會有大量的游人進(jìn)入，因此，在工程設(shè)計中既要滿足人們親水、嬉水的要求，同時還要確保人們的生命安全。

2.3堅持生態(tài)化和自然化的原則

以人與自然和諧統(tǒng)一始終是可持續(xù)發(fā)展的長遠(yuǎn)設(shè)計主題，在保護(hù)原有自然景觀和遵循自然規(guī)律的基礎(chǔ)上，考慮工程、景觀以及生態(tài)要求的條件下，充分發(fā)揮自然環(huán)境優(yōu)勢，采取因地制宜，將自然景觀和人文景觀高度結(jié)合，體現(xiàn)人與自然的融合。

2.4人工景觀與自然景觀相結(jié)合的原則

人工景觀設(shè)計是現(xiàn)代水利工程的重要內(nèi)容，景觀設(shè)計應(yīng)當(dāng)充分考慮原有天然景觀的類型、分布和特點，將人工景觀與天然景觀融為一體，真正體現(xiàn)人與自然和諧相處設(shè)計理念。

2.5合理利用水資源的原則

作為城市景觀的現(xiàn)代水利工程，要保證工程景觀功能的正常運行，蓄水是實現(xiàn)這一功能的重要手段，因此，在設(shè)計時應(yīng)充分考慮水資源的合理利用，從而減少水資源的浪費。

3、現(xiàn)代水利工程設(shè)計要點

3.1采取設(shè)計監(jiān)理體制

要想從根本上提高水利工程設(shè)計審核工作的有效性，就必須在工程設(shè)計中，采取設(shè)計監(jiān)理體制。采取設(shè)計監(jiān)理制，則能夠?qū)υO(shè)計的整個過程實施有效的控制及監(jiān)控，促進(jìn)設(shè)計方不斷改進(jìn)自身設(shè)計水平，提高自身設(shè)計能力，保證工程質(zhì)量。從而能夠在工程設(shè)計中，能夠?qū)こ淘O(shè)計工作的全過程實施動態(tài)跟蹤、監(jiān)理，從根本上控制工程設(shè)計的質(zhì)量，提高設(shè)計工作的效率。

3.2注重美學(xué)研究，營造景觀工程

水利工程設(shè)計應(yīng)重視美學(xué)研究與景觀設(shè)計，這將會給水利工程帶來良好社會、經(jīng)濟和環(huán)境在內(nèi)的綜合效益。人類已經(jīng)從原始水利階段、工程經(jīng)濟水利階段進(jìn)入生態(tài)經(jīng)濟水利階段，水利工程的設(shè)計必須與維護(hù)生態(tài)和保護(hù)環(huán)境相協(xié)調(diào)。

3.3注重科學(xué)性和可持續(xù)性

在進(jìn)行工程設(shè)計之前，工程的設(shè)計單位及設(shè)計人員必須對工程所處區(qū)域的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行全面、細(xì)致的研究，保證在設(shè)計的時候可以通過相應(yīng)的方法策略解決好工程與環(huán)境協(xié)調(diào)這一問題，保障資源利用的合理性。設(shè)計人員必須摒除傳統(tǒng)世俗的審美及評判標(biāo)準(zhǔn)，避免病態(tài)空間的構(gòu)建和國務(wù)裝飾問題的發(fā)生，在減少視覺污染的同時，使整個工程設(shè)計的科學(xué)性和可持續(xù)性得到有效提升。

3.4生態(tài)及美學(xué)因素

水利工程設(shè)計要對各種生態(tài)環(huán)境理論和相應(yīng)的生態(tài)技術(shù)進(jìn)行充分的考慮與運用，以便于實現(xiàn)對水量和水質(zhì)科學(xué)配置的同步化，將工程設(shè)計與生態(tài)環(huán)境設(shè)計進(jìn)行有效結(jié)合。在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的同時，將工程結(jié)構(gòu)的建設(shè)與環(huán)境相結(jié)合，充分利用環(huán)境因素，將水利工程的建設(shè)的應(yīng)用變得更加現(xiàn)代化和實用化。

3.5凸顯文化品味和文化內(nèi)涵

不同于傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)，現(xiàn)代水利工程從某一角度上看已經(jīng)成為城市景觀的組成部分，其文化品味與城市的品味結(jié)合在一起，水利工程設(shè)計的文化品味和文化內(nèi)涵能夠有效提升城市的文化氣息。因此在工程設(shè)計的過程中，設(shè)計人員需要對城市的人文風(fēng)俗、自然文化等進(jìn)行相對深入的了解和感知，以便于通過相應(yīng)的建筑小品、景觀和水域等的布局與規(guī)劃，使整個水利工程的文化品味與城市的文化氣息融合在一起。

3.6設(shè)計中要強化質(zhì)量管理，確保整個設(shè)計質(zhì)量水平

設(shè)計單位在進(jìn)行管理時，要樹立質(zhì)量管理理念，將質(zhì)量問題當(dāng)做最根本的問題看待。緊緊圍繞著顧客需求進(jìn)行設(shè)計，不斷提高項目設(shè)計質(zhì)量，通過全方位質(zhì)量控制來推動發(fā)展。設(shè)計單位在編制施工組織的過程中，要盡量做到具體詳盡，為施工單位的工作提供完整可靠的信息，以防后期階段發(fā)生一些本來可以避免的糾紛。與此同時，編制的概算也要盡可能完整以及準(zhǔn)確，關(guān)于項目單價的確定，要結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w實際進(jìn)行計算，這樣才能使工程造價得到有效控制。

3.7加強施工的機制和觀念創(chuàng)新

項目施工管理創(chuàng)新方案確定組織機構(gòu)，明確了母、分公司的體制，并相應(yīng)建立起了現(xiàn)代企業(yè)管理制度，創(chuàng)新的方案基本具備了。但這一方案的有效運行還需要有創(chuàng)新的機制，方能使這一創(chuàng)新方案具有極強的生命力。創(chuàng)新的機制就是要使項目經(jīng)理部及分公司不斷增強市場的競爭能力，牢牢占有自己的市場，不斷開拓和占有潛在的市場。項目施工管理不斷創(chuàng)新的關(guān)鍵是企業(yè)高層管理者給予足夠的重視，加大人才的培養(yǎng)、引進(jìn)和凝聚，切實加強創(chuàng)新意識，以創(chuàng)新的思維方式對企業(yè)進(jìn)行管理，即以市場的需求為出發(fā)點，要深刻認(rèn)識項目施工管理創(chuàng)新的緊迫性、重要性、艱巨性和長期性。施工企業(yè)應(yīng)將項目施工管理的創(chuàng)新放在企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的高度上來定位，并將創(chuàng)新工作切實落到實處，要根據(jù)時代要求和遵循創(chuàng)新原則去提出創(chuàng)新方案。

4、結(jié)語

總而言之，水利工程設(shè)計工作是保證水利工程可以順利進(jìn)行的基礎(chǔ)，也是保證水利可以獲得更多的經(jīng)濟效益的保證。水利工程在進(jìn)行施工的時候，安全是非常重要的，這就需要在進(jìn)行工程設(shè)計的時候?qū)こ痰募?xì)節(jié)也進(jìn)行很好的控制。水利工程的設(shè)計工作可以受到很多因素的影響，在設(shè)計的時候要能夠克服出現(xiàn)的問題，保證水利工程設(shè)計工作可以順利完成。筆者衷心希望，以上關(guān)于對我國現(xiàn)代水利工程設(shè)計的探究能夠被相關(guān)負(fù)責(zé)人合理的吸收和采納，進(jìn)而更好的發(fā)揮水利工程的作用，為我國人民群眾謀福利。

篇7

在以往的水利工程學(xué)中，人們多側(cè)重于自身的需求，對生態(tài)方面有所忽視，進(jìn)而導(dǎo)致很多生態(tài)問題出現(xiàn)。人們在對這些生態(tài)問題反思與改進(jìn)后，推出了生態(tài)水利工程。生態(tài)水利工程以可持續(xù)發(fā)展為理念，通過多種技術(shù)手段，改變以往粗放式的建筑方式，將水利工程和生態(tài)工程有效地融合在一起，實現(xiàn)人類社會與生態(tài)環(huán)境的共同發(fā)展。

1.水利工程的優(yōu)勢與不足之處

水利工程對于人類社會的發(fā)展具有重要意義，其優(yōu)勢重要體現(xiàn)在如下方面：一是水利工程能夠大幅度提高水資源的利用率；二是在水利工程下，很多人工湖泊出現(xiàn)，對城市夏季高溫有顯著的調(diào)節(jié)作用；三是水利工程能夠儲備一定量的水資源，實現(xiàn)水資源的調(diào)用，滿足人類社會的生產(chǎn)與生活需要；四是水利工程能夠有效地減少水土流失的現(xiàn)象。

盡管水利工程給人類社會的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，但其也產(chǎn)生了諸多不利影響，主要表現(xiàn)為：一是水利工程給上游的生態(tài)環(huán)境帶來一定影響，在建設(shè)的過程中，上游水面會升高很多，原本為陸地的部分可能會成為水庫或濕地，陸地上的景觀也會淹沒；二是水利工程給下游的生態(tài)環(huán)境也帶來嚴(yán)重的影響，下游很有可能出現(xiàn)浮游生物惡性繁殖的狀況；三是水利工程會給自然生物帶來嚴(yán)重的影響，影響其正常的繁衍。比方說，很多魚類都在上游產(chǎn)卵，在水利工程的影響下，其無法到上游產(chǎn)卵，嚴(yán)重時會出現(xiàn)物種滅絕的后果；四是水利工程會給周邊地貌帶來很大影響，地質(zhì)穩(wěn)定性被破壞，使得自然災(zāi)害頻發(fā)。除了這些以外，水利工程還會帶來深層次的影響，如水文形勢等。興建的水壩改變河流的流速、水深等，水體自凈能力有所下降，水體密度、水體溫度都發(fā)生變化。倘若水壩位于上游，那么河道內(nèi)徑流量就會增加很多，徑流的速度會降低，使得水體流體變化，甚至導(dǎo)致地殼運動更為活躍，引發(fā)洪水與地震等嚴(yán)重災(zāi)害。

2.生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則

（1）整體性原則

在對河流生態(tài)進(jìn)行修復(fù)規(guī)劃的時候，倘若只是在小范圍內(nèi)進(jìn)行短時間修復(fù)，那么生態(tài)效率將難以提高，修復(fù)效果也大打折扣。所以，在設(shè)計生態(tài)水利工程的過程中，應(yīng)從大景觀的角度出發(fā)，只有這樣，生態(tài)效率才能夠被恢復(fù)，修復(fù)效果才比較理想。從整體的角度來看，這是依托于生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，在各種要素相互作用的基礎(chǔ)上，制定出的河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的方案。該方案具有極強的綜合性，并不簡單的植被修復(fù)。生態(tài)學(xué)領(lǐng)域下的景觀尺度涵蓋時間與空間兩方面。在河流修復(fù)的過程中需要采用大尺度景觀，這是由于：一是水域生態(tài)系統(tǒng)是由多個子系統(tǒng)構(gòu)建而成的，其包括生物系統(tǒng)與人造工程設(shè)施系統(tǒng)。這些系統(tǒng)和生物系統(tǒng)有機融合在一起，共同組建了整個生態(tài)系統(tǒng)。如果水域系統(tǒng)被破壞，單純從河道而進(jìn)行生態(tài)修復(fù)是難以達(dá)到修復(fù)效果的，相關(guān)人員必須靠綜合各種因素之間的作用關(guān)系而制定出可靠的修復(fù)方案。二是在進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的過程中，必須考慮水域生態(tài)環(huán)境的多種特性，如隨機性、流動性與可變性等，因為這些特性直接對生物種群產(chǎn)生影響。三是在設(shè)計的過程中要考慮河流生態(tài)系統(tǒng)的開放性。河流生態(tài)系統(tǒng)本身會與周邊生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行物質(zhì)交換，所以僅對河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)是難以達(dá)到修復(fù)效果的。四是河流生態(tài)修復(fù)需要一定的時間，并非一蹴而就的。相關(guān)資料顯示，要重建或修復(fù)一個濕地，所耗費的時間大約為15年到20年。所以，相關(guān)部門與工作人員應(yīng)做好充足的準(zhǔn)備，對所修復(fù)的河流進(jìn)行長時間的監(jiān)測與管理。綜上所述，在進(jìn)行生態(tài)水利工程設(shè)計的過程中，必須立足于整體，做好長期性的規(guī)劃，綜合考慮各種因素，制定出大尺度的景觀方案。

（2）充分利用生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)的原則

和以往的水利工程相比，生態(tài)水利工程在考慮水利工程的相關(guān)原則外，還要充分考慮生態(tài)系統(tǒng)本身的自我修復(fù)能力，最大限度地促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。要想實現(xiàn)這一點，單純地依賴人工建筑物是不可能的。事實上，任何一個生態(tài)圈的出現(xiàn)都是經(jīng)過了漫長的自然考驗的，是各方面因素相互作用的最終結(jié)果，其往往具有極強的修復(fù)能力。因此，在設(shè)計生態(tài)水利工程的過程中應(yīng)充分利用生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)的功能，否則單純依靠人為力量，很有可能會適得其反，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的進(jìn)一步惡化。最有效的路徑是，將人為力量和大自然有效地結(jié)合在一起，充分利用生態(tài)系統(tǒng)的組織功能，由大自然的選擇恰當(dāng)?shù)奈锓N。在這一方式下，一方面生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)效果顯著提升，另一方面能夠節(jié)約大量的成本，兼顧經(jīng)濟效益與生態(tài)效益，實現(xiàn)雙贏。

（3）保護(hù)水體環(huán)境多樣性的原則

對于生活群落來說，非生物環(huán)境會對其產(chǎn)生多種影響。也就是說，某一地區(qū)，倘若其自然環(huán)境具有多樣性，那么其生物也會具有多樣性。通常，這種多樣性強的生態(tài)系統(tǒng)具有很強的適應(yīng)性，可以應(yīng)對一系列的外部變化。如果水利工程導(dǎo)致水體內(nèi)部環(huán)境趨于單一化，那么其自身m應(yīng)能力將會大幅度下降，難以抵御外界的變化。這樣一來，生態(tài)系統(tǒng)的功能也會逐步喪失。所以，在設(shè)計水利工程的過程中，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)充分了解水域情況和周邊生態(tài)環(huán)境，推出合理的設(shè)計方案，并從多方面對設(shè)計方案進(jìn)行反復(fù)論證。只有這樣，生態(tài)水利工程才會修復(fù)與改良生態(tài)系統(tǒng)，造福人類。

3.結(jié)束語

在當(dāng)前社會下，人們的環(huán)保意識不斷提高，生態(tài)水利工程開始出現(xiàn)。和以往的水利工程不同，生態(tài)水利工程從水域的生態(tài)環(huán)境出發(fā)，充分考慮多種因素，有效地利用生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，實現(xiàn)經(jīng)濟效益與生態(tài)效益的雙贏。在設(shè)計生態(tài)水利工程的過程中，設(shè)計人員應(yīng)立足于整體，構(gòu)建大尺度景觀，充分利用生態(tài)系統(tǒng)自身的功能，在確保生態(tài)系統(tǒng)多樣化的前提下，推出合理的生態(tài)水利工程設(shè)計方案。

篇8

1概述

生態(tài)水利工程是水利工程中的重要分支，主要結(jié)合可持續(xù)發(fā)展理念，研究為滿足人們需求，確保生態(tài)水域健康，對水利工程技術(shù)進(jìn)行合理運用。不只是采用傳統(tǒng)建設(shè)理論，還要恢復(fù)建設(shè)完成的水利工程生態(tài)，時刻關(guān)注對河流生態(tài)性的修復(fù)。嚴(yán)格遵循生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計原則，對生活環(huán)境不斷改善，進(jìn)而有力促進(jìn)經(jīng)濟社會的發(fā)展。

2生態(tài)水利工程

2.1生態(tài)水利工程內(nèi)涵。水利工程在傳統(tǒng)中是由水文、水力及結(jié)構(gòu)力學(xué)等多個學(xué)科組成比較完整的工程力學(xué)體系。不僅對人類行為影響水域的程度提高關(guān)注程度，也對人與自然的和諧發(fā)展更加重視。有機結(jié)合環(huán)境工程及生態(tài)理論，進(jìn)而形成具有較強綜合性的跨學(xué)科領(lǐng)域體系。

2.2生態(tài)水利工程分類.在實際中根據(jù)水利工程用途，可將生態(tài)水利工程分為農(nóng)田及防洪水利工程兩類，如小浪底是農(nóng)田水利工程，三峽工程是防洪水利工程。

2.3生態(tài)水利工程特點。生態(tài)水利工程所需建設(shè)經(jīng)費較多，相對于普通水利工程，具有較長工期、較大建設(shè)規(guī)模及難度等特點，具有不確定的經(jīng)濟和生態(tài)效益。生態(tài)水利工程與環(huán)境具有比較密切的關(guān)系，不管是對生態(tài)環(huán)境、氣候及經(jīng)濟社會發(fā)展，水利工程對其的影響都很大，其相互作用難免存在不足之處，但在水利工程規(guī)劃過程中，應(yīng)充分發(fā)揮水利工程的優(yōu)勢，重視其不足之處并盡可能采取有效措施予以消除。其綜合性與系統(tǒng)性特點使水域之間產(chǎn)生一定的聯(lián)系，也具有一定制約，使水利工程與經(jīng)濟發(fā)展建立聯(lián)系。

2.4河流生態(tài)系統(tǒng)對水利工程的影響。在社會生產(chǎn)中，水利工程對于社會及經(jīng)濟發(fā)展都具有重要推動作用，但在建設(shè)過程中不可忽視水利工程破壞生態(tài)環(huán)境的程度。使河流連續(xù)性、多樣性及流動性的到一定程度的改變，也改變了水域水深、水溫、流速等情況。針對破壞生態(tài)環(huán)境的水利工程應(yīng)予以高度重視，在建設(shè)中應(yīng)滿足社會經(jīng)濟及生態(tài)環(huán)境的實際需求，從而確保水域環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

3生態(tài)水利工程規(guī)劃原則

一是反饋調(diào)整式原則。水利工程修復(fù)所需時間較長，生態(tài)系統(tǒng)成長比較漫長，但針對不同情況，生態(tài)系統(tǒng)也需不同的恢復(fù)時間，若時間較短恢復(fù)河流生態(tài)是無法實現(xiàn)的，若時間較長，生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在進(jìn)化中將增加復(fù)雜性及多樣性，在一定程度上使穩(wěn)定性增加，對外抵抗力也明顯提高。通常生態(tài)水利工程設(shè)計原則應(yīng)實現(xiàn)對較為成熟的自然界河流生態(tài)體系盡可能模擬后，再建設(shè)水利生態(tài)系統(tǒng)。投入建設(shè)的水利工程已實現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的自然演替，但其發(fā)展可能不是按照設(shè)計計劃進(jìn)行，可能向著可能性較多的方向發(fā)展。通常外界對最高層不能脅迫是最理想的演替，但在實際中，若對生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)施工中，難以避免受到很多因素的影響。自然界生態(tài)系統(tǒng)演替是以不受干擾的狀態(tài)為上限，若沒有修復(fù)水利生態(tài)工程，系統(tǒng)將不斷惡化甚至不能修復(fù)，這是生態(tài)系統(tǒng)演替過程中的下限。在兩個極限之間，生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)存在的可能性較多。任何生態(tài)恢復(fù)系統(tǒng)都無法恢復(fù)到最佳的自然生態(tài)狀態(tài)，只能盡可能減少所受的危害，使其發(fā)展向著良好的生態(tài)方向。生態(tài)系統(tǒng)與社會系統(tǒng)不管是在時間還是空間上，都存在不斷變化性。不僅系統(tǒng)逐漸更替，生態(tài)系統(tǒng)狀態(tài)也會受到人類行為狀態(tài)的干擾。生態(tài)水利工程設(shè)計受這種非靜態(tài)特征的影響，與傳統(tǒng)工程設(shè)計方法存在明顯差別，采用反饋調(diào)整式設(shè)計原則，遵循設(shè)計—執(zhí)行—監(jiān)測—評估—調(diào)整的流程。監(jiān)測是基礎(chǔ)，在監(jiān)測工作中水文及生物監(jiān)測是主體。因此建立的監(jiān)測系統(tǒng)在確立項目時應(yīng)完善，將監(jiān)測貫穿項目施工的整個過程。在階段性評估中善于應(yīng)用數(shù)據(jù)集資料，實現(xiàn)預(yù)期評果。評估對象主要是河流生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)或功能，主要采用參照比較法進(jìn)行評估。該方法應(yīng)用便捷，具有較高的效率及較廣的普及性。二是景觀尺度及整體性原則。以長遠(yuǎn)的發(fā)展觀點而言，盡竟可能選擇具有較大尺度的景觀區(qū)域開展河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃與管理，基于可持續(xù)發(fā)展理念，若選擇較小尺度，短期內(nèi)在局部分散的范圍內(nèi)進(jìn)行，不具有較高的效率及較高的成功率。但若在較大尺度的景觀上修復(fù)生態(tài)河流，可明顯提高工作效率，實現(xiàn)預(yù)期良好的目標(biāo)。此外，還應(yīng)嚴(yán)格遵循整體性原則，將生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能作為關(guān)鍵，深入了解生態(tài)系統(tǒng)中要素之間的關(guān)系，有針對性的提出河流生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)方法，對水域和生態(tài)環(huán)境特點提高重視。對動態(tài)擴展的生境邊界予以充分考慮，因遷徙的動物和隨機擴散的植物將動態(tài)影響生境邊界的變化?？刂坪眯迯?fù)河流生態(tài)的時間尺度，由于都需要較長時間，更要做好充分準(zhǔn)備。三是生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計與恢復(fù)原則。生態(tài)系統(tǒng)的典型特點就是自組織功能，生態(tài)學(xué)采用自組織功能對豐富的物種分布進(jìn)行解釋，可證明對時間變化食物網(wǎng)也不斷變化。生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性是其自組織功能的主要表現(xiàn)，物種以自組織機理為自然選擇，物種與生態(tài)系統(tǒng)具有比較和諧的關(guān)系，能夠接受自然選擇考驗，對適應(yīng)其發(fā)展的良好環(huán)境也能找到。基于此情況，生物環(huán)境對具有足夠繁殖數(shù)量的種群提供相應(yīng)支持。自組織功能原理類似于達(dá)爾文進(jìn)化論，只是在研究尺度方面存在差別。四是經(jīng)濟性與安全性原則。分析經(jīng)濟效益應(yīng)掌握風(fēng)險不斷降低，逐漸獲得更大效益的原則。因隨機性是水域環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)演變的一個主要特點，這在一定程度上對于生態(tài)水利工程規(guī)劃的風(fēng)險性具有決定性作用，需要在初選生態(tài)水利工程方案過程中進(jìn)行比較研究，注重長遠(yuǎn)利益，高度重視評估監(jiān)測水域生態(tài)環(huán)境。還要將投入的經(jīng)費不斷降低，對生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)力充分利用，獲得較高的經(jīng)濟和生態(tài)效益。生態(tài)水利工程不只是滿足可持續(xù)發(fā)展要求，還要滿足人們具體要求，使生態(tài)水利工程達(dá)到耐久性、安全性、穩(wěn)定性，與客觀的科學(xué)發(fā)展規(guī)律相符。

4結(jié)論

綜上所述，作為新興學(xué)科的生態(tài)水利工程，其目標(biāo)是實現(xiàn)社會經(jīng)濟發(fā)展與自然環(huán)境的平衡。因此在實際施工過程中，嚴(yán)格遵循有關(guān)原則，實現(xiàn)人與自然的和諧統(tǒng)一。只有不斷吸取先進(jìn)的技術(shù)并提高創(chuàng)新性，才能有利促進(jìn)生態(tài)水利工程建設(shè)的發(fā)展，為農(nóng)業(yè)發(fā)展發(fā)揮十分重要的作用。

作者:周林 單位:五常市供水公司

參考文獻(xiàn):

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[2]禹博.論生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則[J].河南水利與南水北調(diào)，2014，10.

篇9

中圖分類號： F323.213 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A DOI編號： 10.14025/ki.jlny.2017.06.029

農(nóng)村水利灌溉工程不僅在旱季能用來灌溉農(nóng)作物，還能在雨季排洪抗?jié)常绾巫龊棉r(nóng)田水利灌溉工程，規(guī)劃設(shè)計好取水方式尤為重要，本文就農(nóng)田水利灌溉工程的規(guī)劃設(shè)計做細(xì)致分析。

1設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

河流的徑流量會隨一年四季的變化而持續(xù)處于變化之中，同時農(nóng)作物對應(yīng)的種類以及種植面積都將會發(fā)生較大的改變，這種改變將造成灌溉用水量的大幅度變化。因此，灌溉工程既要保證規(guī)劃設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)，也要保障規(guī)劃設(shè)計的科學(xué)性，又要滿足灌溉用水量隨氣候和灌溉面積的變化而變化。目前，我國的灌溉設(shè)計最常見的有以下兩種：

灌溉設(shè)計保證率，首先應(yīng)該調(diào)查當(dāng)?shù)毓喔裙こ痰囊?guī)模，清楚當(dāng)?shù)剞r(nóng)作物的種植種類，最重要的是當(dāng)?shù)氐乃辞闆r，這些是確定灌溉設(shè)計保證率的關(guān)鍵因素。

抗旱天數(shù)，了解當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，確定旱季的時間周期，摸排了解灌溉設(shè)施的供水能力，保證滿足農(nóng)作物的供水需求，才能確定抗旱天數(shù)。

2灌溉渠系的規(guī)劃設(shè)計

2.1總體規(guī)劃布局

要結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃Y源、地勢、發(fā)電能力、飲水情況等諸多方面的因素，系統(tǒng)地做出合理的統(tǒng)籌規(guī)劃，因地制宜做出科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計，實現(xiàn)更好的管理和工程高效施工。做好農(nóng)田水利灌溉渠系規(guī)劃設(shè)計。

2.1.1利用地形優(yōu)勢 旱季是灌溉農(nóng)作物的關(guān)鍵時期，要達(dá)到自流灌溉的要求，首先要把灌溉渠道布置在地萁細(xì)叩牡胤劍以便提高水的流速，實現(xiàn)自流灌溉。到了雨季，排洪抗?jié)呈鞘滓蝿?wù)，排水溝渠的布置要選擇地勢相對低的地方，便于農(nóng)田內(nèi)多余水量的排出，達(dá)到排洪抗旱的目的。由于排水的地勢較低而灌溉渠道的地勢較高，所以要分開修建。為了不影響全局基礎(chǔ)又能有效照顧到局部，所以采取小片灌溉的方式是針對局部高地，采取小片提排的措施是針對局部洼地。在進(jìn)行渠系布置時，盡量直、整、齊，減少交叉建筑物，這樣可以節(jié)約渠系規(guī)劃的成本。

2.1.2安全是主要原則 在農(nóng)田水利灌溉工程施工過程中，保證安全是否順利完成農(nóng)田水利灌溉工程的前提，要做到減少挖方，盡量減少高填方，避免存在難工險段。在地形為山丘時，為避免渠道被破壞，在渠道布置時要盡可能避開小溪和河流，選擇透水性極低甚至不透水的土質(zhì)地帶。避開風(fēng)化巖石層，在滿足灌溉要求的同時做好排洪、泄洪的措施。

2.1.3綜合利用 因各個地方地勢條件不同，在山丘進(jìn)行渠道布置時，首先要考慮水源和供電設(shè)施，提高水土資源利用率，真正實現(xiàn)多種用途和一水多用。使用集中落差的渠道布置方式是最可行的，如果在平原地區(qū)，地勢較為平坦，基本沒有太大的起伏和落差，灌溉模式可以選擇河井相結(jié)合的方法。

2.2干、支渠的規(guī)劃設(shè)計

結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡匦蔚孛矊喔惹赖母伞⒅M(jìn)行有效的規(guī)劃設(shè)計。對平原灌溉區(qū)的干、支渠規(guī)劃設(shè)計進(jìn)行系統(tǒng)的分析。平原地區(qū)耕地面積多，地勢廣闊，結(jié)合平原的地勢情況和旱澇具體嚴(yán)重程度，對平原地區(qū)干、支渠的規(guī)劃與設(shè)計做出行之有效的安排和部署。

3取水方式與規(guī)劃設(shè)計

灌溉水源決定灌溉取水方式，在農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃和設(shè)計中確定好取水方式非常重要。根據(jù)灌溉水源的地勢等因素，有以下兩種灌溉方式，即自流灌溉和提水灌溉。自流取水灌溉是以河流作為水源，進(jìn)行有壩取水和無壩取水。在進(jìn)行取水方式的設(shè)計時要考慮開渠建閘，引水地點水位的高低、地點和引水口的長度，方便農(nóng)民對農(nóng)田進(jìn)行灌溉，同時還能節(jié)約工程成本。

3.1無壩取水

是否需要修建水閘是進(jìn)行無壩取水的關(guān)鍵所在。如果不修建水閘，會使引水口無法控制水流量和流速，導(dǎo)致渠道在水的沖擊下?lián)p壞，嚴(yán)重的還會淹沒農(nóng)田。需要結(jié)合實際情況來決定是否需要修建水閘，將引水角度掌握在30°～45°之間，這個角度能保證水流相對平穩(wěn)流入渠道，引水口能夠承受相對大的引水量。

3.2有壩取水

3.2.1溢沙壩 通過攔截河流提高水位，可以將雨季多余的水量排出。

3.2.2進(jìn)水閘 進(jìn)水閘是引水灌溉的根本，可以有效控制進(jìn)水量，不讓多余的水流入。

3.2.3排沙閘 泥沙流入渠道會造成渠道堵塞，排沙閘的作用就是有效防止和控制泥沙流入渠道。可以考慮修建沉沙槽、沉沙池等防止泥沙的設(shè)施。

3.2.4防洪堤 防洪堤的主要作用是在雨季防洪，保護(hù)城鎮(zhèn)居民的人身安全和財產(chǎn)安全，平時還可減少攔河壩對上游的損失。

4結(jié)語

隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的不斷發(fā)展，興修農(nóng)田水利灌溉工程是大力推進(jìn)農(nóng)村發(fā)展農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的基石，是“功在當(dāng)代，利在千秋”的惠民工程。要綜合實際情況，建設(shè)科學(xué)合理的農(nóng)田水利灌溉工程，造福百姓，讓更多的農(nóng)民受益，從而提高我國的農(nóng)業(yè)經(jīng)濟水平。

篇10

目前我國在水利工程建設(shè)上，已經(jīng)慢慢地傾向于生態(tài)型的水利工程建設(shè)，開始更多地關(guān)注水利工程的水域生態(tài)問題，并往可持續(xù)方向發(fā)展，將水利工程與環(huán)境立法、資源管理以及生態(tài)產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，加強對生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)，提高水利工程的生態(tài)建設(shè)。

一、水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的影響

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們對水利工程的建設(shè)也越來越重視，除了對經(jīng)濟和社會所產(chǎn)生的作用，同時人們也觀察到水利工程對生態(tài)環(huán)境所帶來的影響，尤其是對河流生態(tài)系統(tǒng)的破壞。水利工程的修建改變了河流的流動性、多樣性以及連續(xù)性特點，改變了水域的水文規(guī)律、水深、水溫、流速以及河流的水流邊界等，這些改變都會嚴(yán)重影響到河流的生態(tài)系統(tǒng)。對此，在未來的水利工程建設(shè)中除了要考慮其經(jīng)濟效益以外，還要考慮到生態(tài)系統(tǒng)的需求，有效地結(jié)合二者，使水利工程在滿足人們需求的同時，還符合生態(tài)系統(tǒng)和可持續(xù)發(fā)展的需求。

二、生態(tài)型的水利工程

目前，水利工程的基礎(chǔ)學(xué)科是水文學(xué)和工程學(xué)兩大類，所設(shè)計以及研究的對象主要是水文系統(tǒng)，對于存在的未來風(fēng)險以及生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀往往容易忽略。對此，很多的企業(yè)為了在水利工程建設(shè)上取得更好地發(fā)展，有效地將水利工程學(xué)與生態(tài)系統(tǒng)相結(jié)合，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的理論知識，來完善和改進(jìn)水利工程的設(shè)計，從而使一種新水利工程出現(xiàn)，也就是生態(tài)型水利工程。生態(tài)型水利工程中不僅可以滿足人們的需求，同時還可以促進(jìn)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展，修復(fù)河流的生態(tài)系統(tǒng)。

三、水利工程的生態(tài)設(shè)計原則

（一）水利工程的經(jīng)濟性和安全性原則

由于生態(tài)型的水利工程屬于綜合性很強的水利工程，它不僅要滿足人們的需求，比如灌溉、防洪、發(fā)電、航運以及供水等需求，同時還具有生態(tài)系統(tǒng)的功能，能夠促進(jìn)水利工程可持續(xù)發(fā)展。對此，生態(tài)型的水利工程必須要符合水利工程學(xué)和生態(tài)學(xué)原理，符合工程學(xué)和水文學(xué)的要求，具有一定的穩(wěn)定性、耐久性以及安全性等特點，嚴(yán)格按照要求來設(shè)計水利工程設(shè)施，并將其規(guī)范，使其能夠承受干旱、冰凍、洪水、風(fēng)暴以及侵蝕等自然力的荷載。同時根據(jù)河流的具體地貌特征進(jìn)行橫縱斷面的設(shè)計，在設(shè)計時還要考慮到河流的沖刷、侵蝕以及沙泥的運輸?shù)忍攸c，按照河流的變化趨向進(jìn)行研究，從而提高生態(tài)型水泥工程的耐久性。

認(rèn)真分析水利工程中的合理性和經(jīng)濟性，按照獲取最大效益，降低風(fēng)險最小的設(shè)計原則。由于在水利工程中，往往存在很多潛在性的風(fēng)險，這些風(fēng)險都是難以預(yù)測和把握的，所以在進(jìn)行設(shè)計規(guī)劃的時候，可以將方案進(jìn)行類比，擇優(yōu)選擇，并做好工程項目的檢測和評估工作，充分利用河流的生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律，促進(jìn)水利工程的生態(tài)發(fā)展。

（二）生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)和設(shè)計原則

在生態(tài)系統(tǒng)中，所呈現(xiàn)的可持續(xù)主要通過其自組織功能才得以表現(xiàn)的，而物種的自然選擇則是通過自組織的機理來進(jìn)行的，簡而言之，就是在生態(tài)系統(tǒng)中與之較為友好的物種，同時在一定程度上能夠承受來自自然選擇的考驗，并找到適合的環(huán)境和相關(guān)的能源。

在水利工程生態(tài)設(shè)計上運用這個自組織原理的時候，由于傳統(tǒng)的水利工程與生態(tài)型水利工程在本質(zhì)上存在著一定的差異，尤其像大壩這些較大的人工建筑物的設(shè)計是一項確定性的工程項目，所有關(guān)于建筑的資料和信息都是在人員掌控之中，并最終按照人們的預(yù)期目標(biāo)進(jìn)行設(shè)計。而生態(tài)型水利工程的設(shè)計則屬于一種指導(dǎo)性的工程設(shè)計，當(dāng)然也可以算得上是一種輔設(shè)計，通過生態(tài)系統(tǒng)的自組織和自設(shè)計功能，對于物種進(jìn)行自由的選擇，構(gòu)建一個合理的結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)生態(tài)型水利工程的設(shè)計。

我國傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計主要是控制自然河流，而生態(tài)型的水利工程設(shè)計則是在設(shè)計的時候，放棄對自然界的控制，樹立一個全新的設(shè)計觀念，要學(xué)會善于利用自然界，有效地利用生態(tài)系統(tǒng)中的寶貴財富，使設(shè)計呈現(xiàn)出一種人與自然的和諧狀態(tài)。但是必須要注意的是，在地球上是不存在相同河流的，每條河流都有屬于它自己的特點。對此，在進(jìn)行生態(tài)型水利工程設(shè)計的時候，一定要根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況，充分利用每條河流的自身特點、美學(xué)價值以及自然屬性，制定最佳的設(shè)計方案。

在自設(shè)計理論中，其適用性主要還是根據(jù)具體的實際情況來進(jìn)行的，根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中的水質(zhì)、土壤、水量以及地貌等因子，同時還要考慮生物的密度、種類以及生產(chǎn)力等因素來進(jìn)行自設(shè)計。充分利用自設(shè)計的理論知識和鄉(xiāng)土種，在采用外來物種的時候，一定要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和審核，避免其他物種對生態(tài)系統(tǒng)的破壞。

（三）河流的空間異質(zhì)性原則

如果一個地方的空間異質(zhì)性較高的話，則說明該地可以制造很多的小生境，使很多的物種能夠共存。相反，如果這個非生物環(huán)境比較單調(diào)的話，勢必會造成物種的下降，從而導(dǎo)致生物物種的比例、密度以及性質(zhì)等都會出現(xiàn)變化，在一定程度上導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)的退化。目前在一些規(guī)模較大的工程建設(shè)中，由于人員活動較多，很容易導(dǎo)致河流的渠道化和不連續(xù)性，造成河流的生態(tài)環(huán)境變得單一化，退化其生態(tài)系統(tǒng)。建立生態(tài)型水利工程主要是為了提高和恢復(fù)該地的生物種類的多樣化，而不是簡單的進(jìn)行植被種植或者是引進(jìn)一些其他物種。對此，在進(jìn)行水利工程的生態(tài)設(shè)計的時候，首先要做好其河流空間異質(zhì)性的提高工作，符合當(dāng)?shù)睾恿鞯牡孛苍?，為生物物種的恢復(fù)提供一個條件。

（四）水利工程的整體性和景觀尺度

在進(jìn)行水利工程生態(tài)設(shè)計的時候，必須要對河流的生態(tài)恢復(fù)進(jìn)行管理和規(guī)劃，以可持續(xù)發(fā)展為基礎(chǔ)，具有大景觀尺度和長期性。在大尺度景觀上進(jìn)行的河流修復(fù)工作，其效率要比在小尺度景觀上的效率要高得多，同時其成功率也相對地較高。生態(tài)系統(tǒng)的整體性主要是從其功能和結(jié)構(gòu)上出發(fā)的，通過對生態(tài)系統(tǒng)中各要素之間相互作用的掌握，制定一個全面的、整體的方案。在水利工程中其景觀尺度主要包含兩個方面的內(nèi)容，一個是時間尺度，一個是空間尺度，由于水域的生態(tài)系統(tǒng)是一個較為復(fù)雜的大系統(tǒng)，其中包含了很多其他系統(tǒng)，比如生物系統(tǒng)、水文系統(tǒng)等，由于這些系統(tǒng)相互作用并聯(lián)系在一起，形成了一個巨大的自然河流水域生態(tài)系統(tǒng)，而水利工程的設(shè)計必定會給這個生態(tài)系統(tǒng)造成一定的影響。對此，在進(jìn)行水利工程生態(tài)設(shè)計的時候，一定要對在工程實行過程所產(chǎn)生的負(fù)面影響進(jìn)行研究和分析，同時還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃蛱攸c，構(gòu)建一個開放系統(tǒng)，增強水利工程與周圍生態(tài)環(huán)境的聯(lián)系，加強流域之間的交流，提高其修復(fù)活動，并協(xié)調(diào)好其管理工作。

結(jié)束語

綜上所述，要想做好水利工程的生態(tài)設(shè)計工作，必須要將水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)進(jìn)行有效地結(jié)合，根據(jù)工程周圍的環(huán)境以及河流特點進(jìn)行全面的規(guī)范和設(shè)計，同時還可以借鑒其他國家優(yōu)秀的設(shè)計方案和經(jīng)驗，從實際情況入手，構(gòu)建一個合理的科學(xué)的生態(tài)水利工程，促進(jìn)我國水利工程事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王光林.試論生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則[J].中國科技博覽，2012，（9）