時間:2023-08-16 17:05:47
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[關(guān)鍵詞]生態(tài)工程 基本原理 教學(xué)過程 教學(xué)反思
[中圖分類號] G633.91[文獻標(biāo)識碼] A[文章編號] 16746058(2016)140114
一、 教學(xué)過程
1. 巧用道歉視頻,創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入
播放馮小剛導(dǎo)演,葛優(yōu)、李小璐、鄭愷、白百何主演的2014年賀歲片《私人訂制》最后一段“向大自然道歉”視頻。學(xué)生觀看視頻,教師依次提出下列問題,引發(fā)學(xué)生思考分析:(1)四位主角為什么要向大自然道歉?(學(xué)生:霧霾天氣頻發(fā)、森林亂砍濫伐、煤炭過度開采、生態(tài)環(huán)境污染等問題都與人類的不當(dāng)活動有關(guān))(2)這些問題的背后又折射出怎樣的問題?(學(xué)生:人口快速增長的壓力、生產(chǎn)生活及經(jīng)濟發(fā)展所需等導(dǎo)致人類對資源的不合理開發(fā)與利用,由此引起的生態(tài)惡化和環(huán)境污染,充分暴露出傳統(tǒng)經(jīng)濟發(fā)展模式的弊端,難以可持續(xù)發(fā)展。)(3)解決上述問題的有效途徑是什么?(教師:建設(shè)生態(tài)工程,就是指人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法,通過系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝,對已破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復(fù)、重建,對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,達到經(jīng)濟效益和生態(tài)效益的同步發(fā)展,從而促進人類社會和自然環(huán)境的和諧發(fā)展,進而實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。與一般的傳統(tǒng)工程相比,生態(tài)工程具有少消耗、多效益、可持續(xù)的特點。)
2.運用模型構(gòu)建,引導(dǎo)學(xué)生自主探究
[案例1]出示“石油農(nóng)業(yè)”模式圖。教師:“石油農(nóng)業(yè)”模式是以美國為代表的西方經(jīng)濟發(fā)達國家的高投入、高產(chǎn)出的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化模式,由于需要大量使用石油作為原料或動力而得名。該農(nóng)業(yè)模式對解決糧食需求和提高糧食產(chǎn)量起到重要作用,但同時由于其高能耗、高污染,使糧食品質(zhì)和安全不斷下降,難以可持續(xù)發(fā)展。解決這一問題的有效途徑之一就是要發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)。
介紹“傳統(tǒng)生態(tài)農(nóng)業(yè)”模式。教師:“無廢棄物農(nóng)業(yè)”模式是我國古代最早、最生動的一種生態(tài)工程模式。請同學(xué)們利用所給的項目繪制“無廢棄物農(nóng)業(yè)”的物質(zhì)和能量流動圖,可分組討論、交流與合作。在學(xué)生討論出現(xiàn)疑惑的地方時,教師應(yīng)協(xié)助學(xué)生解答,以完成概念圖的模型構(gòu)建。
根據(jù)上述模型構(gòu)建活動,教師提出以下思考問題:上述“無廢棄物農(nóng)業(yè)”模式的突出優(yōu)勢是什么?(回答:充分利用廢棄物中的能量,通過物質(zhì)的循環(huán)利用和能量的多級利用,實現(xiàn)廢棄物的資源化,達到無廢棄物生產(chǎn),減少環(huán)境污染。)進而引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出“物質(zhì)循環(huán)再生原理”。
引出“現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)”模式。教師:上述“無廢棄物農(nóng)業(yè)”模式是我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一,但已無法滿足人們對現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。在上述傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)上,可增設(shè)沼氣池、蘑菇等環(huán)節(jié)更好地利用物質(zhì)能量。請同學(xué)們自主構(gòu)建,完成下列“現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)”的物質(zhì)和能量流動圖。
[案例2]出示“純樟子松林、珊瑚礁區(qū)”圖片。教師:我國“三北防護林”取得了巨大的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益,但最初進行林帶建設(shè)時,單一種植的樟子松林遇松毛蟲害大量毀壞死亡;而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中,保持著很高的生物多樣性?這是為什么呢?
學(xué)生:純樟子松林的生物多樣性低,食物鏈短而簡單,缺少松毛蟲的天敵,而成片單一的林木又為其提供了豐富的食物來源,因而導(dǎo)致樹林的大量毀壞死亡。珊瑚礁區(qū)的生物多樣性高,食物鏈復(fù)雜,不同的生物占據(jù)不同的生態(tài)位,通過食物鏈關(guān)系互相依存,充分利用了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境,實現(xiàn)了很好的物質(zhì)循環(huán)和能量流動。
教師:從上述正面和反面的實例,你能得出怎樣的結(jié)論?
學(xué)生:進行植樹造林等生態(tài)工程建設(shè)時,必須要考慮生物的多樣性,只有保持生態(tài)系統(tǒng)較高的生物多樣性,才能維持生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定和平衡。(歸納總結(jié)出“物種多樣性原理”)
[案例3]出示“灰色長城、水葫蘆瘋長、草原過度放牧”圖片。教師:“三北防護林”的西北防護林早期栽種不適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的楊樹林,導(dǎo)致“綠色”長城變成“灰色”長城。江蘇、上海和浙江三省市交界孕育吳越的美麗太湖。近年來,由于富營養(yǎng)化促使太湖水體中水葫蘆和藻類瘋長,并導(dǎo)致魚蝦等水生生物大量死亡,給水生生態(tài)系統(tǒng)造成極大危害。如果在西北草原地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè),你認為應(yīng)該注意什么問題?
學(xué)生:西北畜牧養(yǎng)殖應(yīng)該注意牲畜數(shù)量不能超過草地的承載量(環(huán)境容納量);針對公共草地的過度放牧問題,應(yīng)該實行草地承包,調(diào)動個人的管理積極性,減少過度放牧現(xiàn)象。另外,可以在有條件的地方,人工種植牧草,增加牧草產(chǎn)量。
教師:從上述3個實例,你能得出怎樣的結(jié)論?
學(xué)生:進行生態(tài)工程建設(shè)時,要處理好生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡問題,要栽種適宜樹種,要考慮生物數(shù)量不能超出環(huán)境承載量。(歸納總結(jié)出“協(xié)調(diào)與平衡原理”)
教師:進行生態(tài)工程建設(shè)時,不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,更要整體考慮經(jīng)濟和社會等的影響力。例如,進行林業(yè)生態(tài)工程建設(shè)時,一方面要號召農(nóng)民種樹,另一方面要考慮 [本文由WWw.DYLw.NET提供,第 一論 文網(wǎng)進行和服務(wù),歡迎光DYlw.NeT 聯(lián)系方式QQ 712086966]貧困地區(qū)農(nóng)民的糧食、燒柴以及收入等生活問題。如果農(nóng)民的生計得不到保證,隨時會發(fā)生“前面造林,后面砍林”的現(xiàn)象。這體現(xiàn)了什么原理?
學(xué)生:整體性原理。
[案例4]出示“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式圖。教師:“四位一體”生態(tài)農(nóng)業(yè)是我國北方典型的生態(tài)農(nóng)業(yè)模式,它以沼氣為紐帶,將沼氣池、豬禽舍、廁所、蔬菜栽培與日光溫室有機組合在一起,將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護、資源高效利用融為一體。圖3為“四位一體”農(nóng)業(yè)生態(tài)工程模式及物質(zhì)和能量流動圖。
一、教學(xué)目標(biāo)
1、簡述生態(tài)工程的概念;
2、簡述生態(tài)工程的基本原理。
3、舉例說出生態(tài)工程建設(shè)的實例。
二、教學(xué)重點難點
教學(xué)重點
1、簡述生態(tài)工程的原理,舉例說出各原理的內(nèi)容;
2、嘗試運用生態(tài)工程原理,分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策。
教學(xué)難點
嘗試運用生態(tài)工程原理,分析生態(tài)環(huán)境問題及解決對策。
三、教學(xué)過程
1、創(chuàng)設(shè)生動情境,激活學(xué)生學(xué)習(xí)動機。
教師:講新課前給同學(xué)展示長江流域的洪水照片資料,隨著經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展,環(huán)境問題也日漸突出。請大家結(jié)合生活實際,簡要分析洪水給人們的生活帶來哪些災(zāi)害。
學(xué)生:房屋倒塌,土地被淹,造成巨大的經(jīng)濟損傷問題……
教師:剛才大家發(fā)言很踴躍,體會很真切,這些是環(huán)境破壞的結(jié)果,那除了這些環(huán)境問題,同學(xué)們還能想到哪些環(huán)境問題呢?
學(xué)生:霧霾、地震、酸雨、冰雪融化……
教師:環(huán)境問題很嚴峻而且有是全球性的,可見,愛護環(huán)境,人人有責(zé),那么,如何保護環(huán)境呢?
2、引入生態(tài)工程的概念
師:1989年聯(lián)合國會議提出了“可持續(xù)發(fā)展”的內(nèi)涵:經(jīng)濟發(fā)展不僅要滿足當(dāng)代人的需求,還要不危害后代人的發(fā)展能力。旨在解決環(huán)境與經(jīng)濟發(fā)展協(xié)調(diào)問題的一門新學(xué)科——生態(tài)工程應(yīng)運而生。請同學(xué)們閱讀課本p105右下角的一段文字,思考“生態(tài)工程的操作對象?生態(tài)工程的目的?原理?特點?”同學(xué)們以小組為單位,進行自主學(xué)習(xí)和討論
學(xué)生:生態(tài)工程的概念:人類應(yīng)用生態(tài)學(xué)和系統(tǒng)學(xué)等學(xué)科的基本原理和方法,通系統(tǒng)設(shè)計、調(diào)控和技術(shù)組裝,對已被破壞的生態(tài)環(huán)境進行修復(fù)、重建,對造成環(huán)境污染和破壞的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式進行改善,并提高生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力,從而達到自然環(huán)境與經(jīng)濟和諧發(fā)展的目的。
教師:為什么我們要進行生態(tài)工程建設(shè)呢?通過下面一個例子我們來了解一下生態(tài)工程相比傳統(tǒng)經(jīng)濟模式有哪些優(yōu)點。分析這兩幅圖的不同點,哪個生態(tài)系統(tǒng)的能量能夠更多地被人類所利用?
為什么?
學(xué)生:圖b比圖a多了生產(chǎn)者的成分,能量得到充分利用。
教師:圖b所示生態(tài)系統(tǒng)中流向分解者的能量還有一部分以生活能源的形式被人類再度利用,因此,該生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)了能量的多級、充分利用,提高了能量的利用率??梢?,生態(tài)農(nóng)業(yè)使廢物資源化,提高能量轉(zhuǎn)化效率,減少環(huán)境污染。與傳統(tǒng)的工程相比,生態(tài)工程是一類少消耗、多效益、可持續(xù)的工程體系。
3、生態(tài)工程的基本原理
教師:為了達到少消耗、多效益、可持續(xù)的目的,生態(tài)工程建設(shè)過程中勢需要遵循一定的基本原理
請大家閱讀課本p109頁,思考我們的祖先如何長時間維持土壤肥力,引出物質(zhì)循環(huán)再生原理。
學(xué)生:我們的祖先通過積極種植能夠固氮的豆科植物,以及收集一切可能的有機物質(zhì),包括人畜糞便、枯枝落葉、殘羹剩飯、河泥、炕土、老墻土以及農(nóng)產(chǎn)品加工過程中的廢棄物等,采用堆肥和漚肥等多種方式,把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C肥料,施用到農(nóng)田中,改善了土壤結(jié)構(gòu);培育了土壤微生物;實現(xiàn)了土壤養(yǎng)分加氮、磷、鉀及微量元素的循環(huán)使用。
教師:“無廢棄物農(nóng)業(yè)“是我國古代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的輝煌成就之一,也是生態(tài)工程最早和最生動的一種模式。所以生態(tài)工程建設(shè)過程中要遵循的第一個原理是物質(zhì)循環(huán)再生原理
教師:我們學(xué)了物質(zhì)循環(huán)再生的原理,你知道物質(zhì)循環(huán)的主渠道是什么嗎?如果食物鏈過于單一,很可能會使渠道不暢。請大家看p110的資料4,思考下面的問題。為什么樟子松林的松毛蟲會肆虐,幾十億株楊樹會毀于一旦?而珊瑚礁區(qū)卻能夠在養(yǎng)分稀少的深海中,保持著很高的生物多樣性?
師生共同總結(jié):物種越豐富,生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力越強,生態(tài)系統(tǒng)的抵抗力穩(wěn)定性越強。因此,我們生態(tài)工程建設(shè)的第二個原理——物種多樣性原理。
教師:同學(xué)們說得很對,我們在進行生態(tài)工程建設(shè)時應(yīng)該遵循物種多樣性原理,但是如何選擇物種,是不是隨意的增加新物種呢?這時候我們還需要考慮生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡。另外,我們能不能為了保護環(huán)境,而不顧及農(nóng)民的收入呢?那我們?nèi)绾魏侠淼卦O(shè)計生態(tài)系統(tǒng)才能全面解決這些問題呢?展示圖片資料,請同學(xué)們小組合作分析:西北地區(qū)
“灰色長城”例子以及如果在西北地區(qū)發(fā)展畜牧養(yǎng)殖業(yè),你認為應(yīng)該注意什么問題?
學(xué)生:兩個例子說明生態(tài)工程建設(shè)過程中要因地制宜,考慮環(huán)境的承載力。
教師:也就是說生態(tài)工程建設(shè)過程中要遵循生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡原理。其實,進行生態(tài)工程建設(shè)時,不但要考慮到自然生態(tài)系統(tǒng)的規(guī)律,更重要的是,要考慮到經(jīng)濟和社會等系統(tǒng)的影響力。另外,社會習(xí)慣、法律制度等也都對生態(tài)工程建設(shè)有著重要影響。請同學(xué)們閱讀課本P112的一段文字,加深理解生態(tài)與經(jīng)濟的關(guān)系,只有把生態(tài)與經(jīng)濟結(jié)合起來,才能從根本上達到造林與護林的目的??梢?,自然-社會-經(jīng)濟是一個復(fù)合系統(tǒng),所以生態(tài)工程建設(shè)過程中還要遵循整體性原理,只有應(yīng)用整體性原理,才能統(tǒng)一協(xié)調(diào)當(dāng)前與長遠、局部與整體、開發(fā)與環(huán)境建設(shè)之間的關(guān)系,保障生態(tài)系統(tǒng)平衡和穩(wěn)定。同學(xué)們閱讀課本P112最后兩段話,思考生態(tài)工程建設(shè)過程中還需要遵循什么原理,以計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖為例,還能舉出別的例子嗎?小組討論。
學(xué)生:系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理,通過改善和優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu),從而達到功能改善的效果,我國南方的?;~塘也運用了這個原理,達到了高效的利用資源的目的。
教師:生態(tài)工程建設(shè)過程中在遵循系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理時還要考慮系統(tǒng)整體性原理,比如珊瑚礁形成的高效營養(yǎng)體系,得益于系統(tǒng)各組分之間要有適當(dāng)?shù)谋壤P(guān)系,只有這樣才能順利完成能量、物質(zhì)、信息等的轉(zhuǎn)換和流通,并且實現(xiàn)總體功能大于各部分之和的效果,即“1+1>2”。同學(xué)們還能舉出系統(tǒng)整體功能大于部分之和的例子嗎?
學(xué)生:豆科作物和固氮菌的共生,固氮菌為豆科作物提供氮素,而豆科作物為其提供能量和其他營養(yǎng),當(dāng)把它們分開時,兩者的生長都要受到損害。
教師:所以為了維護環(huán)境,生態(tài)工程建設(shè)過程中要遵循以上五大原理。
4、小結(jié):1.生態(tài)工程的概念?
2.生態(tài)工程的優(yōu)點?
3.生態(tài)工程遵循的原理
1).物質(zhì)循環(huán)再生原理
2).生物多樣性原理
3)整體性原理
4)生物與環(huán)境的協(xié)調(diào)與平衡原理
5)系統(tǒng)學(xué)和工程學(xué)原理
①?系統(tǒng)結(jié)構(gòu)決定功能原理
②系統(tǒng)整體性原理
5、板書設(shè)計
1.生態(tài)工程的概念
2.生態(tài)工程的優(yōu)點
3.生態(tài)工程遵循的原理
關(guān)鍵詞:生態(tài)水利工程;設(shè)計原則;生態(tài)系統(tǒng);自我修復(fù)功能
水利工程在現(xiàn)代社會的發(fā)展中發(fā)揮著重要作用,與人們的生活息息相關(guān),且具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益,因此,它的建設(shè)具有時展的必然性。近年來,基于經(jīng)濟發(fā)展的需要,水利工程建設(shè)項目不斷增多,導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境遭到嚴重的破壞,進而引發(fā)一系列問題,這與可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的目標(biāo)要求是不一致的。要改善這一狀況,就要保證水利工程設(shè)計的基本原則與生態(tài)環(huán)境保護要求相符。
1生態(tài)水利工程對河流的影響
水利工程在人們的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要作用,是生產(chǎn)活動順利進行的保障。水利工程歷史悠久,在產(chǎn)生的初始階段,它的主要作用是灌溉、防洪和發(fā)電等,為社會生產(chǎn)的順利進行提供支持。隨著社會的不斷進步,水利工程的發(fā)展也進入到了一個新的階段。從建設(shè)角度來講,水利工程的施工工藝和施工技術(shù)有了明顯的改善;從社會效益角度來講,水利工程對社會發(fā)展的推動作用越來越重要,與人們的生活聯(lián)系得越來越緊密。但是,在水利工程建設(shè)規(guī)模不斷擴大的今天,生態(tài)環(huán)境破壞問題越來越突出,導(dǎo)致河流自身的多樣性、連續(xù)性等特點遭到破壞,河流的水深、水溫、流速等均發(fā)生了很大的變化。這些變化對生態(tài)系統(tǒng)造成了極大的影響。在當(dāng)前貫徹落實可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求下,水利工程建設(shè)必須遵循節(jié)能和環(huán)保原則,以保護生態(tài)環(huán)境為中心,兼顧社會效益和生態(tài)效益,全面發(fā)展,并將對河流造成的不利影響降至最低,盡可能地保持河流的自然形態(tài),遵循自然規(guī)律,必要時,采取相應(yīng)的措施予以完善。
2生態(tài)水利工程建設(shè)的重要性
現(xiàn)階段,水利工程建設(shè)的最主要目的就是解決水資源時空分布不均勻問題和防止旱澇災(zāi)害發(fā)生。但是,相關(guān)部門過度關(guān)注上述方面,忽略了自然生態(tài)平衡的動態(tài)化特點。自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡是通過其自身的自我調(diào)節(jié)實現(xiàn)的,那么從這方面來講,要維持河流的多樣性,就必須加強對生態(tài)文明的調(diào)研和評估,對河流生物進行全面的調(diào)查,并將其納入生態(tài)水利工程設(shè)計方案的考慮范疇。在完成這一部分工作后,接下來要做的就是提高河流周圍土地的利用率,注重對生態(tài)水利工程設(shè)計的優(yōu)化,盡可能地減少河流兩岸的占地面積,并對河流流段水平流量的數(shù)據(jù)庫進行合理分析,進一步優(yōu)化水利工程的建設(shè)結(jié)構(gòu),從而提升水利工程的觀賞價值和生態(tài)價值。另外,生態(tài)水利工程的建設(shè)對于河道破壞的自我恢復(fù)也是十分有利的。
3生態(tài)水利工程設(shè)計的基本原則
3.1經(jīng)濟性和安全性原則
當(dāng)前,雖然人們對水資源的利用方式多種多樣,且不同的河流有著不同的水利工程設(shè)計類型,但是,無論哪一種水利工程,在對其進行設(shè)計時,都要遵循安全性和經(jīng)濟性原則,這是水利工程發(fā)展完善的客觀要求。在對生態(tài)水利工程進行設(shè)計時,設(shè)計人員要深入施工現(xiàn)場,仔細評價河流總體水質(zhì),并對可能影響工程建設(shè)的因素予以充分考慮。此外,還需要了解河道的走勢和水流所攜帶泥沙的搬運、堆積狀況。只有掌握了全面的信息資料,才可以保證水利工程設(shè)計的科學(xué)性和合理性,不會出現(xiàn)顧此失彼的情況,才可以延長水利工程的使用壽命,進一步提升其安全性和經(jīng)濟性,且便于管理工作的順利開展。
3.2水體內(nèi)部環(huán)境的多樣性
自然界的生物是具有多樣性和相互性的一個循環(huán)系統(tǒng)。從生物學(xué)的角度來講,如果一個地區(qū)的自然環(huán)境種類較多,那么生物的種類也必然很多,這一地區(qū)的生物食物鏈也就更加復(fù)雜多樣。從這一層面來講,在進行生態(tài)水利工程設(shè)計時,設(shè)計人員就需要掌握河流近期和未來的水文狀況,并全面了解本地區(qū)生物種類與生態(tài)環(huán)境的具體關(guān)系,在此基礎(chǔ)上對水利工程的設(shè)計方案進行生態(tài)影響評估,聯(lián)合相關(guān)專家對設(shè)計方案作最后的評估和預(yù)測,分析方案的可行性和可靠性,從而保證方案設(shè)計不會對周圍的生態(tài)環(huán)境造成較大的影響,提升水利工程的生態(tài)環(huán)境效益。
3.3河流系統(tǒng)的自我修復(fù)功能
與過去傳統(tǒng)的水利工程相比,現(xiàn)階段的水利工程除了要考慮最基本的要素外,還需要在設(shè)計過程中重點考慮河流系統(tǒng)的自我修復(fù)功能。人為作用所修建的水利工程對河流系統(tǒng)自我修復(fù)功能的影響十分有限,只有自然作用在經(jīng)過了長期的選擇之后所形成的河流生態(tài)圈才具備這一功能?;诖?,在進行生態(tài)水利工程設(shè)計時,不能片面地夸大人為作用,要綜合考慮水利工程建設(shè)、大自然的生態(tài)狀況以及生物圈。這樣,不僅可以對生態(tài)系統(tǒng)起到保護的作用,還可以大大降低工程建設(shè)成本,進一步提升工程的經(jīng)濟效益和社會效益。
3.4從整體上把握景觀尺度
在進行生態(tài)水利工程設(shè)計時,需要考慮水利工程自身的特殊性。這是因為大多數(shù)水利工程建設(shè)都是在河流流域開展的。因此,要從整體上把握景觀的尺度,并且綜合考慮生態(tài)系統(tǒng)的整體功能。此外,還要依據(jù)水文系統(tǒng)合理地設(shè)計景觀,不能單單從一個角度去分析,而要從生態(tài)環(huán)境的不同角度出發(fā),綜合考慮多方面的因素。
4總結(jié)
隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展,水利工程建設(shè)項目越來越多。水利工程是與人們生產(chǎn)生活息息相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施,對社會發(fā)展有著重要影響。從可持續(xù)發(fā)展的角度來看,在對生態(tài)水利工程進行設(shè)計時,需要結(jié)合河流特點、地形特點和水文特點等多方面因素,從整體上把握,遵循相關(guān)原則,確保方案設(shè)計的科學(xué)性和合理性,從而使水利工程在最大程度上發(fā)揮自身價值。
作者:霍華山 單位:酒泉市三木工程設(shè)計有限公司
參考文獻:
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[關(guān)鍵詞] 生態(tài)水利 設(shè)計原則 應(yīng)用 可持續(xù)
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期的水文情況進行深入了解,掌握生物種類與生態(tài)環(huán)境間的關(guān)系,進而對設(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)靥烊徊牧希涌焐鷳B(tài)修復(fù)速度。各種綠化植物盡可能就地取材,對引進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入下游湖泊或天然濕地,可以在進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)展認識的逐漸加深,生態(tài)水利工程的發(fā)展前景將不可限量。
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傳統(tǒng)水利工程在設(shè)計方面大多受到技術(shù)以及客觀條件的限制,因此對于社會實際需求方面比較關(guān)注,往往忽略了有關(guān)生態(tài)方面的問題與原則,從而間接或直接導(dǎo)致水利工程在施工過程中對于周邊環(huán)境和生態(tài)造成了較為嚴重的污染。隨著我國當(dāng)前社會經(jīng)濟的不斷提升以及普通民眾環(huán)保意識的不斷加強,傳統(tǒng)水利工程開始追求技術(shù)與生態(tài)的統(tǒng)一,這樣不僅有助于提升對于水資源的開發(fā)與利用,同時還能為社會帶來更多的生態(tài)效益。基于此,本文以“生態(tài)水利工程設(shè)計方面的基本原則”為主要研究對象,闡釋了其安全性與經(jīng)濟性原則、水體內(nèi)部多樣性原則、實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)原則以及水體原生態(tài)和生態(tài)要素關(guān)聯(lián)性原則共4個方面內(nèi)容。望本文的研究,能對生態(tài)水利工程設(shè)計提出具體的、有針對性意義的見解,推動其發(fā)展。
關(guān)鍵詞:
生態(tài)水利工程設(shè)計;水體原生態(tài);水體系統(tǒng)自我修復(fù)
由于我國地域較為遼闊,水系的分布也呈現(xiàn)出多元化的特征,不同地域、不同水域形態(tài)對于水利工程的建設(shè)也呈現(xiàn)出不同的要求,導(dǎo)致我國難以制定出較為明確和統(tǒng)一的生態(tài)水利工程設(shè)計準(zhǔn)則。針對現(xiàn)階段我國生態(tài)水利工程在設(shè)計方面所要面對的經(jīng)濟型、安全性、生態(tài)環(huán)境多樣性以及生態(tài)系統(tǒng)的運營性等特征,水利工程的相關(guān)設(shè)計和施工操作人員可以從下文所述幾個角度來把握其具體的操作原則。
1安全性與經(jīng)濟性原則
作為水利工程的重要分支,生態(tài)水利工程應(yīng)該遵循水利工程最為基本的設(shè)計原則,因為只有這樣才能保障其作為一項工程在技術(shù)上所必需秉承的安全性,從而實現(xiàn)其在最終運行和使用過程中,維護所有使用者的基本安全。水利工程設(shè)計師在設(shè)計過程中要充分考慮到水流、水體的水質(zhì)等情況,深入實際去研究和考察水體對于泥沙的堆積和搬運作用、對建筑物的侵蝕作用,準(zhǔn)確把握和考慮河道走勢等自然定律。對于生態(tài)水利工程而言,只有充分把握建設(shè)基礎(chǔ)的安全性、穩(wěn)定性、持久性,才能確保其后期發(fā)揮自身應(yīng)有的功能,從而實現(xiàn)以最少的資金投入、獲取最多的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益,完成對于經(jīng)濟性原則的秉承。
2水體內(nèi)部多樣性原則
據(jù)有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示,一個地區(qū)的生物多樣性和群落多樣性受制于其非生物多樣性,也就是說一個地區(qū)如果能夠?qū)崿F(xiàn)自然環(huán)境的多樣化,那么其生物種類也會呈現(xiàn)出多樣而豐富的特點,由此構(gòu)成的生物鏈也會更加復(fù)雜,生態(tài)競爭會更為激烈,而這也必然會導(dǎo)致由生物所主要構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng),能夠強有力的適應(yīng)和地域來自自然界的變化和非常規(guī)條件下所引發(fā)的自然災(zāi)害的侵襲。這樣的道理沿用在對生態(tài)水利工程的設(shè)計上,就意味著如果水利工程所涉及到的水體以及由水體所主導(dǎo)構(gòu)成的內(nèi)部環(huán)境較為單一,那么圍繞其所產(chǎn)生的生物種類在多樣性上就會存在一定的缺陷,長此以往將對于生態(tài)系統(tǒng)所擁有和保持的基本功能也會逐漸喪失。因此相關(guān)設(shè)計人員在構(gòu)建生態(tài)水利工程的過程中,要充分考慮到水體附近以及周邊區(qū)域內(nèi)的生態(tài)環(huán)境與水文情況,充分了解與之相關(guān)的生物種類及基本生存情況,保障水利工程的新建能夠擁有足夠豐富的環(huán)境條件,將對自然生態(tài)的影響降到最低。
3實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)原則
生態(tài)水利工程與傳統(tǒng)水利工程相比,其除了要維持和保障有關(guān)技術(shù)方面的基本原則外,還要充分考慮和實現(xiàn)河流系統(tǒng)的生態(tài)自我修復(fù)功能,也就是要維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展。因此,設(shè)計人員要充分考慮到將人文的力量與自然生態(tài)進行有機結(jié)合,充分利用和把握生態(tài)系統(tǒng)自身所具有的組織和設(shè)計功能,實現(xiàn)從大自然環(huán)境當(dāng)中選擇適合的物種,組成良好而完備的合力結(jié)構(gòu)。
4水體原生態(tài)和生態(tài)要素關(guān)聯(lián)性原則
傳統(tǒng)水利工程在設(shè)計的早期階段,水利工程往往會將水體依據(jù)其不同的功能劃分為若干區(qū)域,這就間接導(dǎo)致了水體之間生成嚴重的障礙性存在、無法流通,于是水體之間的不同物質(zhì)難以得到有效的轉(zhuǎn)換,其與周邊自然環(huán)境所合力構(gòu)成的生態(tài)系統(tǒng)也會在一定程度上遭到破壞。鑒于此,水利工程的設(shè)計人員在進行生態(tài)規(guī)劃時,要充分考慮到生態(tài)系統(tǒng)當(dāng)中各個要素之間的關(guān)聯(lián)性,盡可能保障水體其原有的狀態(tài),避免因外界因素的干擾而影響到生態(tài)系統(tǒng)的統(tǒng)一性和完整性,從而實現(xiàn)生態(tài)水利系統(tǒng)的可持續(xù)性發(fā)展與運作。生態(tài)水利工程作為水利工程的重要分支,其不僅對于中國水利事業(yè)的發(fā)展擁有重要的作用,同時是構(gòu)建水體文化、實現(xiàn)生態(tài)平衡的重要步驟與手段之一。鑒于此,國家相關(guān)水利部門在興建生態(tài)水利工程時應(yīng)充分把握經(jīng)濟型和安全性、水體內(nèi)部多樣性、實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)自我修復(fù)以及水體原生態(tài)和生態(tài)要素關(guān)聯(lián)性4大原則,從而實現(xiàn)生態(tài)效益和經(jīng)濟效益的和諧共生,提升我國水利工程建設(shè)的質(zhì)量以及設(shè)計水平。
作者:郭勇 單位:沈陽市市政工程設(shè)計研究院
參考文獻
關(guān)鍵詞:生態(tài);水利工程;設(shè)計;原則
中圖分類號:TV:文獻標(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生態(tài)的角度出發(fā)進行水利工程建設(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,在進行生態(tài)水利工程建設(shè)的過程,要對水資源進行合理利用和開發(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,所以在進行生態(tài)水利工程的設(shè)計時一定要嚴格遵循各項設(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
[1]張愛玲.淺析生態(tài)水利工程的設(shè)計原則[J].沿海企業(yè)與科技,2008,10.
[關(guān)鍵詞]生態(tài)水利工程;功能;原則
1 生態(tài)水利工程的概述
1.1生態(tài)水利工程的概念
水利工程是一項要依賴許多重要的的工程力學(xué)的工程項目,而生態(tài)水利工程的側(cè)重點就不僅在這些傳統(tǒng)的體系建設(shè),而是在水利工程建設(shè)的基礎(chǔ)上考慮更多有關(guān)水利工程建設(shè)對其周圍生態(tài)環(huán)境造成的一系列影響,所以會結(jié)合一定的生態(tài)學(xué)理論和工程建設(shè)的部分方法,所以可以說一門綜合性的工程體系。
1.2生態(tài)水利工程的分類
生態(tài)環(huán)境主要可分為兩大類,包括像三峽工程這樣的防洪水利的工程,以及像小浪底工程這樣的農(nóng)田水利的工程。
1.3生態(tài)水利工程的特點
生態(tài)水利工程有以下特點:首先,生態(tài)水利工程有較強的綜合性,它能把許多單個的水利項目相互聯(lián)系起來在形成一個系統(tǒng),而系統(tǒng)內(nèi)部之間又是互相制約而又不可分割的,同時工程的建設(shè)也會聯(lián)系到其他的經(jīng)濟建設(shè)類項目工程[1];其次,生態(tài)工程建設(shè)必然要聯(lián)系到生態(tài)環(huán)境,所以對從前項目建設(shè)都會忽略掉的江海河流的環(huán)境以及生態(tài)氣候都會加以關(guān)注,對生態(tài)環(huán)境發(fā)揮更好的作用;再者,生態(tài)水利工程的建設(shè)由于會考慮到很多因素,并且工程建設(shè)的難度也會很大,是對傳統(tǒng)水利建設(shè)的挑戰(zhàn),因而所需要的建設(shè)資金也會更多。
1.4生態(tài)水利工程的功能
而關(guān)于生態(tài)水利工程的功能也作如下介紹:首先最重要的一點,生態(tài)水利的建設(shè)必然會產(chǎn)生經(jīng)濟效益,因為可以利用水利建設(shè)中的防洪期來發(fā)電,還可以發(fā)展養(yǎng)殖業(yè)和旅游業(yè)等;其次,生態(tài)水利工程會更好的利用水資源,因為蓄水能力的增強可以更好的利用到農(nóng)業(yè)發(fā)展以及自來水行業(yè)等,還可以再干旱的時期滿足人畜的正常飲水以及農(nóng)業(yè)應(yīng)用。所以在生態(tài)方面來說,生態(tài)水利工程起到了調(diào)節(jié)的作用,是人類在水資源的需求上達到一個平穩(wěn)的狀態(tài),還可以調(diào)節(jié)作用工程項目對水資源的利用,從而促進社會的經(jīng)濟發(fā)展[2];再者,生態(tài)水利工程的建設(shè)將會加強防洪抗洪的能力,這樣能在一定程度上減少洪災(zāi)的發(fā)生,保護生態(tài)環(huán)境。
2 生態(tài)水利工程設(shè)計中注意事項
生態(tài)水利工程不同于傳統(tǒng)的水利工程,其難度更大、技術(shù)要求更高,所以更需要進行科學(xué)合理的設(shè)計,以達到造福社會的目的。所以工程的設(shè)計當(dāng)中需要關(guān)注以下的注意事項:首先,生態(tài)水利工程顧名思義要遵循生態(tài)學(xué)的原理,所有的水利工程的建設(shè)都要把遵循自然規(guī)律當(dāng)作首要任務(wù);其次,在水利工程修建的前期,應(yīng)該把生態(tài)保護當(dāng)作設(shè)計的重要方向,而可持續(xù)發(fā)展也要擺在首位;再者,水利工程和生態(tài)環(huán)境的聯(lián)系要把握好,二者在利弊權(quán)衡上要分析的當(dāng)。因為在生態(tài)水利工程建設(shè)當(dāng)中必然要在一定程度上改變生態(tài)系統(tǒng),而對于生態(tài)系統(tǒng)的平衡也要做好分析,避免破壞生態(tài)系統(tǒng)平衡。所以在工程建設(shè)中,對于水資源的利用和開發(fā)一定要合理,以達到良性發(fā)展的效果;最后,生態(tài)水利工程的建設(shè)一定要把前期的工程設(shè)計和規(guī)劃,以及實際操作中的具體施工做好合理的預(yù)算。只有把這些最基本的要點完成,生態(tài)水利工程的建設(shè)才會達到改善生態(tài)系統(tǒng)、促進經(jīng)濟發(fā)展的目的,最后達到真正的可持續(xù)發(fā)展。
3 生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則
3.1針對生態(tài)水利工程,發(fā)揮其對整個河流的自我修復(fù)能力
這種自我修復(fù)能力的發(fā)揮,就需要尋找到合適的環(huán)境條件和相應(yīng)的能源條件,并且依靠系統(tǒng)的修復(fù)能力來選擇適合的物種,進而形成合理的生態(tài)結(jié)構(gòu)。一個好的水利工程就需要把人工建設(shè)和自然保護的比重分配好,二者應(yīng)該比重相當(dāng),不要違背生態(tài)水利建設(shè)的初衷,去破壞環(huán)境來尋求經(jīng)濟效益的提升,應(yīng)該從尊重自然、尋求平衡入手,把河流的自我修復(fù)功能發(fā)揮最大化。在工程的設(shè)計上更多的選擇因地制宜,尊重自然,選擇最合理的方案。
3.2積極保護河流多樣性
河流的多樣性的保護也就是對生物多樣化的維持。河流多樣性生物環(huán)境的形成主要是由于河流里生長著很多不同種類的動植物。河流的水文環(huán)境多樣性主要有河寬、河流的形狀和連續(xù)性以及流速等等方面的內(nèi)容。河流的生態(tài)方面的特點主要是兩相聯(lián)系,指的是水―陸和水―氣兩個方面的兩相,這樣形成的生境條件較為開放;因為上中下游的生境不同,即具有異質(zhì)性,這就促成了流域生境的豐富多樣化。因此,設(shè)計生態(tài)水利工程時,應(yīng)該對要保護生物多樣性予以充分的考慮,對于原有的多樣性生物棲息環(huán)境應(yīng)該盡可能地予以保護和恢復(fù),這樣生物的多樣性才能有一個良好的生存環(huán)境。
3.3 重視對生態(tài)水域整體生態(tài)系統(tǒng)性的修復(fù)
河流的生態(tài)系統(tǒng)還包括其周邊的村莊和田園、森林等,其還承擔(dān)著為生物提供棲息地的作用。所以說水域是一個大的生態(tài)系統(tǒng),它還包括水文系統(tǒng),而水文系統(tǒng)不但包括地下和地表的水系統(tǒng),好包括和河流相關(guān)的湖泊、水塘、濕地和洪澤區(qū)等[3]。水文系統(tǒng)還與很多生物聯(lián)系形成復(fù)雜的河流生態(tài)系統(tǒng)。還有,生態(tài)水利工程的建設(shè)的過程當(dāng)中需要考慮到河道的問題,因為河道會對總的河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響,并且河流生態(tài)系統(tǒng)的其他要素也要考慮周全,他們也是生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)的關(guān)鍵因素。
3.4兼顧安全性和經(jīng)濟性
生態(tài)水利工程建設(shè)的目的就是在滿足人類經(jīng)濟發(fā)展的需求的同時,還能對生態(tài)環(huán)境起到保護作用。所以在水利工程建設(shè)的過程當(dāng)中一定要符合相關(guān)科學(xué)的工程學(xué)原理和生態(tài)學(xué)原理。所以在工程設(shè)計時,要根據(jù)實際情況,考慮到洪水、寒凍等情況的最大負荷能力;還要根據(jù)地理學(xué)原理分析河流橫斷面和縱斷面的情況,以及河流的動態(tài)變化趨勢來分析規(guī)律,從而保證河流的生態(tài)修復(fù)的持久性。要保證工程的風(fēng)險最小而創(chuàng)造的利益最大。
4 結(jié)語
總體來說,生態(tài)水利建設(shè)是一門追求經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護相平衡的學(xué)問,但由于發(fā)展的時間較短,相關(guān)的經(jīng)驗技術(shù)不是很成熟,所以在項目建設(shè)上不是很完善,要想更好的為人類的生態(tài)環(huán)境服務(wù),就必須遵循自然的規(guī)則,人與自然的相互和諧。
參考文獻
[1]閻世忠.淺析生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計基本原則[J].硅谷,2009( 18) .