生態(tài)水利工程規(guī)劃思路

時間:2022-03-24 05:28:18

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生態(tài)水利工程規(guī)劃思路

1生態(tài)水利工程的內(nèi)容

生態(tài)水利工程以水利工程為側重,同時包括水利工程和生態(tài)學兩方面內(nèi)容[2]。其學科基礎為工程力學和水文學,同時兼顧生態(tài)學。該學科利用生態(tài)學的一些理論和方法進行設計,使工程水利建設既能夠滿足人們生活生產(chǎn)的實際需要又能夠保證水域乃至整個生態(tài)系統(tǒng)能夠健康可持續(xù)地發(fā)展下去。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵主要是:對于準備新建的水利工程,在進行傳統(tǒng)水利工程建設的同時要十分注意結合河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復和保持;對于已經(jīng)修建完成的水利工程,要對受到危害或者嚴重破壞的河流進行生態(tài)系統(tǒng)的恢復和保護。

2我國當前生態(tài)水利工程建設

2.1生態(tài)防洪工程建設

生態(tài)防洪工程建設主要有河道堤防建設和城市防洪工程與城市景觀一體性建設。生態(tài)防洪工程在河道堤防建設中要求不僅要滿足傳統(tǒng)河道堤防的排澇、防洪、航運、灌溉等的需要,同時要注意水與周邊環(huán)境、水生物的關系。而在城市防洪工程建設中除了要考慮防洪,同時在設計中還要與城市環(huán)境融為一體,達到美化、綠化、亮化的目的。

2.2生態(tài)開源工程建設

我國生態(tài)開源工程主要有水庫汛限水位的提高即洪水資源化工程、涵養(yǎng)水源工程和地下水源工程建設。我國目前現(xiàn)有水庫8.5萬座。其中有的水庫在建設時所用的依據(jù)為“75•8”暴雨,100年一遇設計,1000年或2000年一遇校核[3]。在我國加大對病險水庫除險加固力度后,這些水庫的汛限水位都相應提高??梢岳煤樗Y源達到緩解水資源的供需矛盾,同時也能更有效地恢復庫區(qū)水的生態(tài)平衡。生態(tài)水利建設的主要措施就是涵養(yǎng)水源。依靠自然的力量對已經(jīng)退化的生態(tài)進行自我修復。這也是符合我國生態(tài)建設任務和我國基本國情的一項工程。

2.3生態(tài)環(huán)境工程建設

生態(tài)環(huán)境工程建設主要有跨流域調(diào)水工程和生態(tài)補水工程。通過跨流域調(diào)水的方式即全流域合理配置和統(tǒng)一調(diào)度,黃河自2000年起已有10余年實現(xiàn)了大旱不斷流。博斯騰湖下游經(jīng)塔里木河連續(xù)3年4次的調(diào)水,干枯20多年的大西海子水庫又重新過流。黑河自2000年分水成功至2008年累計跨省際分水88億立方米。因黑河的水源補給內(nèi)蒙古阿拉善盟額濟納地區(qū)被譽為活化石的胡楊林面積由原來的39萬畝增加到44萬畝。胡楊林保護區(qū)內(nèi)的植被覆蓋率因此提高了30%,已達到70%以上。生態(tài)補水工程主要是實施水源調(diào)度向湖庫補水,從而滿足魚類、水生植物、浮游生物和鳥類生態(tài)鏈最低用水需求,進而緩解因干旱引起的河庫干枯情況及工農(nóng)業(yè)及生活污水等未經(jīng)任何處理即排入河庫造成水資源污染而引起的生態(tài)問題。

3生態(tài)水利工程設計所本循的基本原則

3.1工程安全性與經(jīng)濟性原則

生態(tài)水利工程不僅要滿足人類生產(chǎn)生活需要同時也要可持續(xù)發(fā)展,既要符合水利工程學原理也要符合生態(tài)學原理[4]。工程在設計時必須遵循水文學及工程力學的規(guī)律從而確保工程的質(zhì)量及安全。從生態(tài)學的角度分析,要遵循風險小而收益大的經(jīng)濟性原則。因而在設計時要注重生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估,并能合理地利用生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復能力,力爭在最小的投入上取得最大的收益。

3.2生態(tài)系統(tǒng)自設計、自我恢復原則

生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性表現(xiàn)之一為生態(tài)系統(tǒng)的自組織性。而自組織的機理是物種的自然選擇。這種功能發(fā)生在生態(tài)系統(tǒng)的種群之間,經(jīng)受住自然考驗的物種被留存下來,并尋找到相應的能源和適應的條件。這樣生態(tài)環(huán)境就可以支持一個種群能夠具有足夠的數(shù)量并進行繁殖。生態(tài)水利工程在設計時要依靠這種生態(tài)功能,利用這種自然界已經(jīng)選擇合適物種并形成的合理結構來完成。

3.3設計要遵循景觀尺度和整體性的原則

生態(tài)水利工程設計和管理要在大景觀尺度、長期和可持續(xù)的基礎上進行。而在小范圍的生態(tài)修復上不僅效率低并且不易成功。因而河流的生態(tài)修復要在大的景觀尺度上開展。除此之外,生態(tài)水利工程要從生態(tài)系統(tǒng)的結構與功能出發(fā),充分考慮到生態(tài)系統(tǒng)各要素之間的交互作用,提出修復河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的方法。而不能是“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”的僅僅修復單一動物或河岸植被的局域性方法。此外,還要注重水域和生態(tài)環(huán)境的易變性、流動性及隨機性的特點,以及生態(tài)環(huán)境邊境的動態(tài)擴展問題。

3.4生態(tài)水利工程設計要循序反饋調(diào)整式的原則

生態(tài)水利工程設計主要是對成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)進行模仿,盡最大限度地形成一個人工參與下的健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。河流生態(tài)的修復工程,并不是將之恢復到?jīng)]有人類干擾的河流原始狀態(tài),可以理解為這種河流生態(tài)系統(tǒng)恢復是力爭使生態(tài)變量是現(xiàn)有科學水平可以達到的最優(yōu)值。從而避免河流生態(tài)系統(tǒng)在人類活動的脅迫下進一步的惡化??紤]到生態(tài)系統(tǒng)和人類社會系統(tǒng)在時間與空間上常具有不確定性,生態(tài)水利工程的設計就不能如傳統(tǒng)水利工程那樣進行確定的設計,應按照“設計-執(zhí)行(包括管理)-監(jiān)測-評估-調(diào)整”的流程反復循環(huán)進行設計。能夠充分調(diào)動科學家、管理者、當?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲姆e極性,提高設計的科學性與實用性。

4生態(tài)水利工程設計的基本理論與方法

4.1水文過程的分析與計算要基于生態(tài)水文與工程水文

當前的工程設計中應用生態(tài)水文的設計并不多。這與從事二者工作的人員分屬于不同領域有關,且生態(tài)水文的工作者并不從事實際的水利工程,因而在設計上往往會脫離實際情況。而生態(tài)水利工程服務對象非常廣泛,如林業(yè)、草原、農(nóng)業(yè)、消防等。在設計時必須清楚生態(tài)目標對水源的要求和規(guī)律,才能使生態(tài)水利工程更科學更實用。

4.2識別生態(tài)水利工程可能會影響的關鍵生態(tài)敏感目標

生態(tài)水利工程在設計時要準確地識別出工程所直接和間接影響的生態(tài)目標,并在工程規(guī)劃階段就予以考慮并提出初步的解決方案。同時還要注意在設計中對流域生態(tài)敏感點加以考慮。

4.3注重于環(huán)境工程設計的有機結合

生態(tài)水利工程設計要和環(huán)境科學與工程的理論技術進行有機的結合,達到水量與水質(zhì)能夠同步科學配置,尤其是要與水污染防治工程的有機結合。水利工程的水量一般較大且隨季節(jié)變化的非常明顯,因而生態(tài)水利工程設計在實施時可能會存在較大的挑戰(zhàn)與阻力。為了克服這種困難,施工時要因地制宜地制定出合理的方案,保證工程的順利實施。

5結束語

我國當前正是水利水電的高潮建設時期。生態(tài)水利工程將水利工程與生態(tài)學結合起來,不僅滿足人類社會的需要同時也保證了水域生態(tài)系統(tǒng)能夠可持續(xù)健康的發(fā)展,是一門能促進人與自然和諧相處的學科。

作者:周滋義工作單位:吉林省扶余水利局