设计的基本原理范文

时间:2023-05-04 13:08:47

导语:如何才能写好一篇设计的基本原理,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

设计的基本原理

篇1

关键词:艺术设计;;立场 方法;实践

一、什么是艺术设计

艺术设计可划分为艺术与设计两个词汇。艺术可从两个层面上理解。第一个是精神层面上,他是意识形态的一种表现,有无意识皆可,和信仰、追求同属于一种精神创造。第二个是从表现形式上来看,艺术就是人的自我创造、自我修复、对现实的模仿。而设计又是什么呢?设计亦可理解为计划,其目的就是为了解决问题。而设计,就是一种解决问题的方式。艺术设计,就是指用特有的艺术方式来解决我们所遇到的问题。

二、什么是基本原理

基本原理,是马克思注意理论体系中最基本、最核心的内容,是对的立场、观点和方法的集中概括。它体现的根本性质和整体特征,体现科学性和革命性的统一。相对于特定历史条件下所作的个别理论判断和具体结论,基本原理具有普遍的、根本的、和长远的指导意义。

三、的基本立场与艺术设计的联系

的基本立场,是观察、分析、和解决问题的根本立足点和出发点。这就是始终站在人民大众的立场上,一切为了人民,一切相信人民,一切依靠人民,全心全意为人民谋利益。关于这一点,是很实在的一点,如工业设计设计生产用具,其用具的主旨目的就是为了服务于人,而服务于人,则需要与人体相关的知识,如人体工程学等。只有懂了这些,这个才能叫站在人民大众的立场上,不符合这些理念的东西,甚至可以叫做反人类设计。我们生活中也不乏这样“人性化”设计。列如近几年出现的十分方便的扫帚于家居鞋相结合,十分适用于上了年纪或者腰部有疾的人群,动动双脚就能清扫地板。不仅是些商业化的设计,我们身边随处可见的一些关于环和保极简化的设计,是在对生态环境的一种尽可能的保护,而环境保护归根结底也是为人类创造美好家园,正对应了上文中提到的以人为本。

四、的基本观点与艺术设计的联系

的基本观点是关于自然、社会和人类思维规律的科学认识,是对人类思想成果和社会实践的科学总结。而与艺术设计有关系的几点,主要是:关于客观世界的本质和规律的观点,关于实践和认识活动的本质和规律的观点,关于人民群众的历史主体作业的观点。放眼观望,古今中外的设计史,一步步走来,正是人类文明的发展和社会的意识形态推动了他的发展。我们从设计的根本方向来看,“设计”这个概念可以从两个方面来理解。一是从纯粹观念的角度,认为设计是一种改造客观世界的构思课和想法,二是从科学发展演变的角度出发。我们在做设计的时候,往往会遇到选材的问题,解决的方法就是靠对于自然社会的理解,如当今世界上,各种自然资源消耗殆尽,我们考虑的,就更应该环保,符合自然的意志。这是必须的,因为反自然设计,迎接我们的,必然是自然灾难的到来,我们应保持敬畏的心,来选择设计。

五、的基本方法与艺术设计的联系

的基本方法是建立在辩证唯物主义和历史唯物主义世界观、方法论基础上的思想方法和工作方法,主要包括实事求是的方法、辩证分析的方法、历史分析的方法、群众路线的方法。在设计学中,一个好的设计,从实际出发,实事求是也是一个重要的因素。如今现代化的设计讲究“随性”,也可称之为偶得设计,意指不用刻意的去塑造和呈现一个设计,而是凭感觉、走心的去创造,通常是一笔而成。恰到好处的运用这样的手法会带来完全不一样的灵感和创意。但是,如果过分夸大的把设计完全推向偶然,不顾原本的设计理念,浮夸的展现一个作品,那往往会适得其反。在不忘本的基础上发挥无限的遐想,实事求是。我们做一个设计,要考虑的有很多,首先要考虑的是这个设计的产品,会不会有人使用,它值不值得生产出来,如果值得,那么问题又来了,如果是一部手机,他该多大呢?我们肯定就需要实事求是的思考了。手机,那么我们就得考虑符合手大小的设计,符合手掌握的质量的设计。不能漫天胡思乱想,只是我觉得该这么大,这样的设计就是没辩证分析过的。

基本原理,它是普遍的,是宽广的。而艺术设计,作为生活中精神文明不可缺的一部分,也是包含在基本原理里的。它们都是要遵循人民的意志,遵循规律的束缚,遵循实践的检验,遵循自然的供给。而且在艺术设计的思考原则中,也是诸多联系,实事求是的思修方法、辩证分析的思修方法、历史衍生的思修方法,都是相互涵盖的。学习设计,只有遵循基本原理,尊重人民、规律、自然、实践等,才有可能做出成功的设计,而这样的设计,才是符合原则、符合规律、符合意志的作品。人民才能真正的使用,才能更好的使用。而作为一个设计师,又有什么比自己设计出来的作品被人使用更开心呢?

篇2

【关键词】橡胶支座;隔震技术;结构设计

1.引言

日本东北地区宫城县北部于北京时间3月11日发生了里氏9.0级强震。震源深度达20余公里,该次地震引发了海啸,导致核物质泄漏,近1/3自来水被污染,造成了大量人员伤亡。地震频发的日本一直被公认为世界的抗震强国。在本次强震中,日本虽然损失惨重,但多数坚挺不倒的高层建筑物,以顽强的形象,展示了日本较强的抗震能力。这些高层建筑之所以能在多次特强地震中屹立不动,这与日本房屋建筑上的防震技术和措施密不可分。为了抵御地震的破坏,日本的高层建筑普遍采用了一种地基地震隔绝的技术。这种技术,就是在建筑的底部安装弹性橡胶垫,或者摩擦滑动承重座缓冲装置来抵抗地震。

2.橡胶支座的分类

2.1 公路桥梁板式橡胶支座

公路桥梁板式橡胶支座分为板式橡胶支座和四氟滑板式支座。

板式橡胶支座由多层橡胶与薄钢板镶嵌、粘合、硫化而成。它具有足够的竖向刚度以承受垂直荷载,且能将上部构造的压力可靠地传递给墩台;有良好的弹性以适应梁端的转动;有较大的剪切变形以满足上部构造的水平位移;具有构造简单、安全方便、节省钢材、价格低廉、养护简便、易于更换等特点。

聚四氟乙烯滑板式橡胶支座简称四氟滑板式支座,是于普通板式橡胶支座上按照支座尺寸大小粘复一层厚2-4mm的聚四氟乙烯板而成。四氟滑板式支座除具有普通板式橡胶支座的竖向刚度与弹性变形,且能承受垂直荷载及适应梁端转动。对于30米的大跨度桥梁、简支梁连续板桥和多跨连续梁桥可作活动支座使用;对于连续梁顶推、T型梁横移和大型设备滑移可作滑块使用。

2.2 球冠圆板式橡胶支座

球冠圆板式橡胶支座在平面上各向同性,并以其球冠调节受力状况。不但适用于一般桥梁,也适用于各种布置复杂、纵横较大的立交桥及高架桥,其坡度使用范围为3~5%,也可根据不同坡度需要调整球冠半径。球冠圆板式橡胶支座分为球冠圆板式橡胶支座和聚四氟乙烯球冠圆板式橡胶支座。若在支座底面粘贴一块与支座平面尺寸相同的聚四氟乙烯板则称为聚四氟乙烯球冠圆板式橡胶支座。

2.3 坡型板式橡胶支座

随着交通运输业的发展,各种斜桥越来越多,梁桥坡度从1~4%不等,有的特殊桥梁设计坡度甚至达8%左右。斜桥由于倾斜或桥面逐渐升高,就给支座的设计准则增添了更多的因素,一部分垂直于桥面的作用力作用于支座的剪切面上,如果设计未迎合这些力的需要,支座就会产生过大变形,影响其使用性能和寿命。

以往对梁体纵坡1%

由此,坡型支座应运而生。目前,支座生产厂家可根据设计使用要求,加工制造不同规格、不同坡度、不同弹性模量(形状系数)的坡型板式橡胶支座。

坡型支座安装、施工时只按普通板式橡胶支座的安装方法既可。无须准备楔块或对梁底做相应处理,省工省料,施工方便。

2.4 GPZ盆式橡胶支座

盆式橡胶支座是由钢构件和橡胶构件组合而成的新型桥梁支座。它具有承载力大,水平位移量大、转动灵活等特点。与同类的其他型号盆式支座和铸钢辊轴支座相比,具有重量轻、结构紧凑、构造简单、建筑高度低,加工方便、节省钢材、降低造价等优点,是适宜于大跨径桥梁使用的较理想的支座。

2.5 TPZ型桥梁盆式橡胶支座

TPZ型盆式橡胶支座由聚四氟乙烯板、橡胶垫板、钢盆和滑动顶板组成。具有承载能力大、水平位移量大、转动灵活等特点,且重量轻、结构紧凑、构造简单、建筑高度低,加工方便、节省钢材、降低造价等优点,是适用于支座承载力为1000KN以上的大跨径桥梁使用的较理想的支座。

3.隔震技术原理

传统的房屋上部结构和地基牢牢地连在一起,地震时地面运动的能量经过地基毫无障碍地传输到上部房屋结构,使房屋发生震动和变形,当结构变形过大,达到某个极限时,房屋便发生破坏甚至倒塌。建筑隔震减震技术是通过在建筑物底部或某高度处设置侧向刚度较小且变形能力大的隔震装置,以减小地震对上部楼层的能量输入,从而减小上部楼层的地震响应。早在一百多年前,人类就曾利用滚木、球和沙等作为隔震装置实现了建筑隔震减震[1],但直到约30年前夹层橡胶隔震垫发明后,现代建筑隔震技术才开始在实际工程中逐渐得到推广应用。目前,隔震建筑已经被地震国家广泛接受。

由于隔震支座组成的隔震层的水平向大变形运动能消耗掉大部分地震能量,减轻上部结构所受到的惯性地震作用,有效降低地震引起的结构加速度反应,减小层间剪力及相应的剪切变形。如图2.1所示:

图2.1 传统结构和隔震结构对比[2]

我国自1993年在汕头建成首幢橡胶垫隔震建筑以来,橡胶垫隔震装置已在多地的工程中得到应用。建筑结构采用隔震措施后,与相同的非隔震结构相比,将具有较长的周期(通常是原周期的2-3倍)。根据反应谱理论,层数较少的非隔震结构周期较短,地震作用较大,而隔震建筑的周期明显延长,使得地震作用显著减小。这是目前对隔震建筑原理的一般解释,并由此认为隔震建筑一般适用于层数不多的建筑[3]。

4.橡胶隔震支座结构设计方法

4.1 隔震结构分布设计

《规范》中采用分部设计方法和水平向减震系数这两个概念来考虑隔震结构。隔震结构分部设计法是将隔震体系分为上部结构、隔震层、下部结构以及基础四个部分[4]。

4.1.1 上部结构设计

上部结构的设计是利用水平向减震系数来实现的。水平向减震系数定义为设防烈度下,结构隔震与非隔震时各层层间剪力比的最大值,它代表了采用隔震设计时的减震效果。

(4.1)

式中ψ为剪力比的最大值;Qgi、Qi分别为设防烈度下结构隔震与非隔震时第i层的层间剪力。

为提高抗震设防目标,设计时水平向减震系数φ取层间剪力比最大值1/0.7倍,且不宜低于0.25。

(4.2)

4.1.2 隔震层的设计

隔震层的设计应根据预期的水平向减震系数和位移控制要求,选择适当的隔震支座以及为抵抗地震微震动与风荷载提供的部件组成隔震层。隔震层的平面布置应对称,并设置在受力较大的位置。

隔震层的验算包括竖向的承载能力和水平向的位移。《规范》规定:隔震支座永久荷载和可变荷载组合的竖向平均压应力设计值:甲类建筑不应超过10MPa,乙类建筑不应超过12MPa,丙类建筑不应超过15MPa,且支座中不宜出现拉应力。隔震支座在罕遇地震下水平位移,应符合下列要求:

(4.3)

4.1.3 下部结构及地基基础设计

下部结构墙、柱地震作用和抗震验算,应采用罕遇地震下隔震支座底部的竖向力、水平力和力矩进行计算。隔震建筑地基基础的抗震验算和地基处理仍应按本地区抗震设防烈度进行。

4.2 隔震结构概念设计

隔震结构概念设计主要包括两个方面,隔震层刚度的设计和上部结构强度的设计。

4.2.1 隔震层刚度的设计

隔震层总体刚度范围的估计是隔震概念设计中最重要的方面。在确定隔震层的总体刚度范围以后,才可以选用合适的隔震支座,估计结构反应的其它参数,继而进行隔震层和上部结构的初步设计。隔震建筑可简化成单质点模型,根据单质点模型将隔震结构加速度反应衰减比η表达成:

(4.4)

式中Xs为结构加速度反应;Xg为地面加速度输入;ω为场地特征频率;ωn为隔震结构的固有频率。

根据式(4.4)可以估算出隔震层总体刚度的上限值,超过该值将达不到所要求的隔震效果,而总体刚度的下限值由(4.5)式估算,小于此下限值时,隔震层会因刚度太小产生较大的位移而不安全。

(4.5)

式中Dk为近场系数;Fek为结构总水平地震作用标准值;uh为隔震层允许的水平位移。

4.2.2 上部结构强度的设计

隔震建筑上部结构概念设计与抗震结构基本上相同,应避免应力集中,选择有利房型,设立多道防线等,不同的是上部结构强度设计上存在差异。由于隔震建筑上部结构的地震反应比同一环境下抗震结构要小,因此可以减小梁柱的尺寸和配筋,但材料过分节省时,就可能达不到使用隔震结构提高建筑地震安全性的目的。所以,必须按规范规定,使得隔震建筑安全等级高于抗震建筑。

5.橡胶隔震支座的发展展望

从20世纪90年代初开始,我国铁道部交通部建设部先后颁布了橡胶支座的产品标准,生产厂家应严格按照产品标准生产。然而,由于橡胶支座的生产利润高,出现了一哄而上,生产厂家日益增多的情况。橡胶隔震支座发展至今已较为成熟,但仍存在不够完善的地方。其中包括:(1)选用用的橡胶材料和金属板材料的品种规格不规范,不遵守国家产品标准规定。构造不合理,许多橡胶层厚度不均匀金属板厚度层数不规范制作工艺不合理表现在橡胶层与金属板粘接力不够。一些生产厂家不了解橡胶支座的技术性能不懂生产工艺盲目生产。(2)橡胶支座隔震效果对体型基本规则的低层和多层建筑比较有效,而对于高层建筑效果不大,通常情况下不隔震时基本周期小于1.0s的建筑采用隔震方案效果较佳;而目前为了节约土地资源,有效利用上部空间,高层建筑越来越多,研制出一种新型的用于高层隔震的橡胶隔震装置已非常有必要。(3)工程中运用的橡胶隔震支座都是为了减小结构水平向地震作用而设计的,对结构竖向地震作用几乎没有减震效果。对于没有竖向隔震能力的的隔震结构,尤其是大跨度、长悬臂以及高耸结构,在竖向地震作用下,上部结构可能会产生较大的轴向拉压力,这种拉压力可能会导致结构的破坏。如何既能水平向隔震,又能对竖向减震的多维隔震支座已倍受关注。

参考文献:

[1]Farad Naeim,James M Kelly.Design of Seismic Isolated Structures-From Theory to Practice[M].John Wiley&Sons,Inc,1999.

[2]李圃.橡胶支座隔震技术在灾区重建工程中的应用[B].福建建筑,2010,9(147):24-26.

[3]曲哲,叶列平,潘鹏.高层建筑的隔震原理与技术[A].工程抗震与加固改造,2009,10(31):58-63.

[4]时本强,徐赵东.橡胶支座隔震结构的分析模型与方法[A].

[5]李国强,李杰,苏小卒.建筑结构抗震设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

篇3

举止大方得体,态度和蔼端庄,精神饱满自然,言行检点。站、坐、走都要符合常规,任何失礼或不合礼仪的言行者会被视为有失体面。

说话客气,注意身份。说话时神情衿持和蔼,面带微笑。随便与人攀谈是失礼行为,萍水相逢,应在有人介绍后方可交谈。

遵守公共秩序,不打搅、影响别人,尊重别人。不随意指责别人或给别人造成麻烦或不便。发表议论与指责别人会被认为缺乏教养。在图书馆、博物馆、医院、教堂等公共场所都应保持安静。在隆重的场合,如举行仪式、听讲演、看演出等,要保持肃静。

守约遵时。这是国际交往中极为重要的礼貌。参加各种活动,应按约定时间到达。过早抵达,会使主人因准备未毕而难堪;迟迟不到,则让主人和其他客人等候过久而失礼。因故迟到,要向主人和其他客人表示歉意。万一因故不能应邀赴约,要有礼貌地尽早通知主人,并以适当方式表示歉意。与人约会不能失约,不能超时。失约和超时是很不礼貌的行为。承诺别人的事情不能遗忘,必须讲“信用”,按时做好。

2、礼貌用语礼貌用语是礼仪的表现形式,能传达爱心与礼节,使说话人更被人敬重。“您好、请、谢谢、对不起、再见、”在国际交往中要经常使用:

“请”。几乎任何需要麻烦他人的事情,都应该说“请”。

“谢谢”。只要别人为你做了什么,都应该说声“谢谢”,包括家人或关系密切的朋友。

“对不起”。凡是不小心妨碍或干扰了别人,都要说“对不起”。

“再见”。“再见”不仅是同事、朋友、家人之间相互告辞时的礼貌用语,也是陌生人之间接触后相互告辞时的礼貌用语。

3、尊重隐私在国际交往中,尊重隐私也是重要的礼仪规范。

尊重隐私,要坚持以个人为交往对象的礼仪原则。如:给一家人中的某个人帮了忙或送了一份礼物,这行为本身也仅是对某个人而言才有意义,除受惠人会表示感谢外,其他家人一般不会因此而致谢,这是很正常的现象。

尊重隐私,不能侵犯属于个人的空间与领域。一家人同住一栋房子里,各个房间便是每个家庭成员自己的天地,不敲门,不经允许,便不能突然闯入。拜访他人家庭、前往他人家庭、前往他人办公室洽谈,都须预先约定。

尊重隐私,在交谈中应回避涉及个人隐私的任何话题。具体来说,就是要做到“五不问”:一不问年龄;二不问婚否;三不问去向;四不问收入;五不问住址。

4、女士第一“ladies first”即女士第一或女士优先,这是国际礼仪中很重要性的原则。 女士优先的核心 是要求男士在任何场合、任何情况下,都要在行动上从各个方面尊重、照顾、帮助、保护妇女。在社交场合遵从女士第一的原则,可以显示男子气质与绅士风度。

男女同行时,男子应走靠外的一侧。不能并行时,男士应让女士先行一步。在开门、下车、上楼或进入无人领路的场所、遇到障碍和危险时,男士应走在女士前面。乘坐计程车或其他轿车时,应让女士先上车;下车一般是男士先下,然后照顾女士下车。在门口、楼梯口、电梯口及通道走廊遇到女士,男士应侧身站立一旁,让其先行。在需要开门的场合,男士应为女士开门。

在社交聚会场合,男士看到女士进门,应起身以示礼貌;当客人见到男女主人时,应先与女主人打招呼。

就餐时,进入餐厅入座的顺序是,侍者引道,女士随后,男士“压阵”。一旦坐下,女士就不必再起身与别人打招呼,而男士则需起身与他人打招呼。点菜时,应先把菜单递给女士。女士在接受男士的礼让时,不能过分腼腆与羞怯应面带笑容道谢。

5、不卑不亢国际交往中人与人、国与国之间应是平等的关系。中国人与外国人交往时不卑不亢,这也是国际礼仪的重要原则。国际礼仪中的不卑不亢原则,最重要的是保持人格平等,因为“卑”和“亢”都是置对方或置自身于不平等位置上的交往态度。“卑”有损自身人格甚至国格;“亢”则显得虚张声势,也有伤对方的自尊。要做到“不卑不亢”,应注意:

不能对对方有金钱与物质利益上的希望和企图。“心底无私天地宽”,双方的人格就平等互利了。我方无所企求而心地坦然,对对方无需戒备则轻松自如,这样的交往自然分不出尊卑。如果一味希望对方担保子女出国或获得其他物质上的好处等,就很难坚持此项原则。

要有为国家和民族争气的精神。这种精神在涉外交往中尤其重要。

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关键词:生态;水利工程;设计;原则

中图分类号:TV:文献标识码:A:文章编号:1673-9671-(2012)022-0192-01

随着生态文明建设步伐的不断加快,水利工程的设计和施工也越来越朝向生态化的方向发展,生态水利工程已经成为一个既定的概念映入人们的脑海,如何实现生态水利工程的设计是人们关注的重点。

1生态水利工程概述

为了使读者能够对生态水利工程有一个全面的认识,以下将分别从生态水利工程的分类、生态水利工程的功能以及生态水利工程的特点两个方面来对生态水利工程做概要说明。

1)生态水利工程的分类。为了消除水患以及开发水资源而修的水利工程需要修建水闸,堤坝等不同水工建筑物,来有效的实现其目标,其中生态水利工程可以进行如下分类:①按期服务的防洪水利工程,比如长江三峡工程等;②农田水利工程,比如小浪底工程等。

2)生态水利工程的功能。①生态水利工程可以提高河道的蓄水能力,满足人们的日常生活用水及农田用水。随着社会的发展以及人口的剧增,人们对于水资源的需求与日俱增,所以说个地方政府在河流都建立起各种水利工程控制,调节水量以及开发和利用水资源,从而可以提高河道的蓄水能力,满足人们的日常生活用水及农田用水;②生态水利工程具有非常显著的经济效益。除这两项最基本的功能外,水利工程还可以在汛期进行防洪,发电、发展航运,旅游以及养殖渔业等需求,显然经济效益会十分的显著;③生态水利工程具有很好的防洪排涝的功效。水是人类在生活和生产中必不可缺的珍贵资源。但其人类真正能利用的水却只占地球总水量中很小的一部分,并不能完全符合人类的需求,水的存在直接就推动了巨大的经济、社会双效益。对于生态而言,也同样具备了积极地作用,通过对水量的调节合理支配水资源,可以使河流长期的处在一个平稳的状态,有效防止旱汛不均问题所造成的断流或者是洪灾,而且可以使污水再蓄水库中有一个沉淀的过程,就干旱与半干旱为例,可以此地区生态环境得到良好的改善,使其充分地发挥了本身的调节功能,从而促进了经济和社会不断发展。只有在修建了水利工程的前提下,才能控制水流的平稳状态,防止旱涝灾害的发生,并通过对水量的分配和调节来满足人民生产生活的需要。

3)生态水利工程的特点。水是人类日常生活中不可缺少的珍贵资源,但其存在的并不能符合人类对它的需求,所以我们要想更好地节约水,利用水,就要修建生态水利工程。设计在修建生态水利工程是尤为重要的因素。其中生态水利工程的特点如下:①有很强大的综合性和系统性,统一流域及地区所组成了单项水利工程,它们相互联系,相互制约,既紧密又相互矛盾。水利工程与其他也与国民经济紧密相关,详细的综合分析才可以获得最佳方案;②建设水利工程,对环境也有影响,水利工程不仅对经济社会发生影响,而且也影响着江河湖泊以及生态环境,气候等。这种影响有利也有弊。设计规划时一定评估出利弊关系,使其消除弊端,充分发挥水利工程本身的积极作用;③建设水利工程的任务难度大,很难掌握自然条件下对施工建设的影响,其建筑比一般的建筑物更为复杂;④水利工程的效益具有不确定性,每一年的水文状况都不会完全相同,所以利害每年也不相同。因此,制定合理的水利工程机制,就必须统筹兼顾以减少不利影响,实现经济社会环境效益;⑤一般水利工程都是规模很大,难度大,因此所需要的资金也比较多,另外工期也长,所以工程施工时一定要充分考工程的实际环境和需求。

2生态水利工程设计和修建中的注意事项

结合大量的生态水利工程的实践,笔者总结认为,生态水利工程在设计和修建中需要做好如下几个方面的注意事项。

1)修建的水利工程可以同时为多种目标服务的水利工程,而且在建设生态水利工程时一定要遵循生态学的原理,以及生态平衡的相关要求和相应的自然规律。

2)生态水利工程的修建要从保护生态的角度出发进行水利工程建设,必须要满足可持续发展以及良性循环的水利体系,从而达到人与自然能够和谐相处。

3)考虑到水利与生态系统之间的紧密联系。生态水利工程的建设可以使生态系统发生变化的关系。因此,在进行生态水利工程建设的过程,要对水资源进行合理利用和开发,在提高水资源利用效率的前提条件下,要采取有效举措来充分保证生态系统的稳定和生态系统自身的良性发,这同时也在要求,在进行生态水利工程修建时必须把人与水体当作为一个整体去考虑问题,同时也要兼顾到人与自然共同的需求。

4)合理的做好生态水利工程设计、规划、施工以及相应的工程运作机制控制工作。在有效完成以上工作的基础上,达到改善和优化生态系统的目的,同时使相关的自然资源可以得到持续和反复的利用,真正实现人类社会的可持续发展。

3生态水利工程设计的基本原则

生态水利工程的设计最显著的一个原则就是在设计时一定要凸显其生态性,这是生态水利工程的本质体现,除此之外,生态水利工程的设计还需要遵循协调性,系统性和安全性的原则,以下将分别给予详细的说明。

1)生态水利工程设计的基本原则之协调性原则。所谓的协调性原则,就是要确保水利工程要与周边环境协调统一,我们不要着急的去建设,而是要与周围环境实现和谐统一,只依靠人的力量是不可能控制自然的。与世界上没有两个相同的指纹一样,世界上是没有完全相同的两条河,每一条河都有自己独特的一面,所以我们在建设生态水利工程的时候,要具体问题具体分析,充分考虑周围环境因素,更好地控制水的时间与空间的分布,防止灾害发生,也为工农业及人们日常生活的正常需求提供了保障,如果违背了自然界的规律,那么灾难就会来临。

2)生态水利工程设计的基本原则之系统性原则。在设计整个生态水利工程的过程中,必须系统性的设计好,在设计时要充分考虑到自,然环境的易变性,不确定性,水域生态系统是在时间与空间不断收缩或不断发展的动态系统,河流生态系统属于一个开放的系统,随时都与周围生态系统进行物质循环以及能量传递。一条河流是不能孤立存在的,它在生态修复中必须与相邻的流域相互协调,必须从全局出发,综合的,系统的进行讨论,才能得到最佳方案。

3)生态水利工程设计的基本原则之安全性原则。在建设生态水利工程的时候,必须要从根本出发,考虑多方面因素,其中安全因素是非常重要的一环,生态水利工程作为一项综合性工程,有航运、防洪、发电以及抗旱等相关的功能需求,因此,在进行生态水利工程的设计时,必须要符合工程学的相关原理,同时还要符合工程力学以及水文学的相关规律,有效确保生态水利工程的各项安全。

人们对生态文明的追求,促使水利工程也不得不向生态化的设计方向发展,然而由于水利工程作为一项综合性的工程,其所要满足的功能需求比较多,而且涉及的面也比较广,所以在进行生态水利工程的设计时一定要严格遵循各项设计原则,这是有效发挥生态水利工程各种功能的重要前提。

参考文献

[1]张爱玲.浅析生态水利工程的设计原则[J].沿海企业与科技,2008,10.

篇5

关键词:生态 水利 工程 设计 原则

水利工程对经济与社会发展的巨大作用勿庸置疑。但是也必须看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的干扰【1】。水利工程对于河流生态系统的胁 迫主要表现在两方面:一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形态直线化,即将蜿蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流。包括河道横断面几何 规则化,即把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断面。还包括河床和边坡材料的硬质化,即渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。二 是指自然河流的非连续化。筑坝是顺水流方向的河流非连续化,流动的河流生态系统变成了相对静止的人工湖,流速、水深、水温及水流边界条件都发生了重大变 化。库区内原来的森林、草地或农田统统淹没水底。陆生动物被迫迁徙。水库形成后也改变了原来河流营养盐输移转化的规律。由于水库截留河流的营养物质,气温 较高时,促使藻类在水体表层大量繁殖,产生水华现象。藻类蔓延遮盖住大植物的生长使之萎缩,而死亡的藻类沉入水底,在那里腐烂的同时还消耗氧气。溶解氧含 量低的水体会使水生生物“窒息而死”。由于水库的水深高于河流,在深水处阳光微弱,光合作用也弱,导致水库的生态系统比河流的生物生产量低,相对要脆弱, 自我恢复能力弱。河流泥沙在水库淤积,而坝下清水下泄又加剧了对河道的冲蚀,这些变化都大幅度改变了生境。由于靠水库进行人工径流调节,改变了自然河流年 内丰枯的水文周期规律,即改变了原来随水文周期变化形成脉冲式河流走廊生态系统的基本状况。最后,众所周知,不设鱼道的大坝对于洄游鱼类是致命的屏障。另 一类非连续化是由于河流两岸建设的防洪堤造成的侧向水流的非连续性。堤防妨碍了汛期主流与岔流之间的沟通,阻止了水流的横向扩展。堤防把干流与滩地和洪泛 区隔离,使岸边地带和洪泛区的栖息地发生改变。原来可能扩散到滩地和洪泛区的水、泥沙和营养物质,被限制在堤防以内的河道内,植被面积明显减少。鱼类无法 进入滩地产卵和觅食,也失去了避难所。鱼类、无脊椎动物等会减少,导致滩区和洪泛区的生态功能退化。

概况地讲,被改造过的河流生 态系统是由三个子系统组成。即:由动物、植物和微生物组成的生命系统,这是生态系统的主体。广义的水文系统,包括地表和地下水体、土地、气候系统等。再有 就是工程设施系统,这是人类改造河流的结果。后面两个子系统组成生境,是生命支持系统。由于水利工程系统改变了河流形态,水库调度运行又改变了原有的水文 规律,造成河流生态系统的生境变化,其结果可能造成河流生态系统生物群落多样性的下降,使生态系统退化。

对于水利工程对河流生态系统的胁迫,应该采取正视而不是回避的态度。传统意义上的水利工程学作为一门重要的工程学科,以建设水工建筑物为手段,目的是改造和控制河流,以满足人们 防洪和水资源利用等多种需求。现代科学发展使我们认识到,传统意义上的水利工程学在力图满足人的需求时,却在不同程度上忽视了河流生态系统本身的需求。而 河流生态系统的功能退化,也会给人们的长远利益带来损害。未来的水利工程在权衡社会经济需求与生态系统健康需求这二者关系方面,似应强调水利工程在满足人 类社会需求的同时,兼顾水域生态系统的健康和可持续性。从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象 是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学的理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水 利工程的规划及设计理论,形成水利工程学的新的学科分支-生态水利工程学(Eco-Hydraulic Engineering)。生态 水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学【2】 【3】。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严 重干扰河流重点进行生态修复。

生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)以及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建 设的主要手段之一。图1表示了生态水利工程在河流生态建设中的地位。图中右侧表示人类活动对自然河流生态系统的干扰过程,左侧表示人类活动对扰的河流 生态系统的修复过程。

这里讨论的生态水利工程学的基本原则也是生态水利工程规划设计的基本原则,笔者试归纳为以下五项内容。

1.工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一种综合性工程,在河流综合治理中既要满足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、发电、航运以及旅游等需求,也要兼顾生态系统可持续性的需求。 生态水利工程既要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。生态水利工程的工程设施必须符合水文学和工程力学的规律,以确保工程设施的安全、稳定和耐久 性。工程设施必须在设计标准规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、风暴、冰冻、干旱等自然力荷载。按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计时,必须充分考 虑河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河势变化规律,保证河流修复工程的耐久性。

对于生态水利工程的经济 合理性分析,应遵循风险最小和效益最大原则。由于对生态演替的过程和结果事先难以把握,生态水利工程往往带有一定程度的风险。这就需要在规划设计中需要进 行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,充分利用河流生态系统自我恢复规律,是力争以最小的投入获得最大产出的合理技术路线。

2.提高河流形态的空间异质性原则

有关生物群落研究的大量资料表明,生物群落多样性与非生物环境的空间异质性(spacial heterogeneity)存在正相关 关系。这里所说的“生物群落”是指在特定的空间和特定的生境下,由一定生物种类组成,与环境之间相互影响、相互作用,具有一定结构和特定功能的生物集合 体。一般所说的“生物群落多样性”指生物群落的结构与功能的多样性。实际上,生物群落多样性问题是在物种水平上的生物多样性。

非生物环境的空间异质性与生物群落多样性的关系反映了非生命系统与生命系统之间的依存和耦合关系。一个地区的生境空间异质性越高,就意味着创造了多样的小生 境,能够允许更多的物种共存。反之,如果非生物环境变得单调,生物群落多样性必然会下降,生物群落的性质、密度和比例等都会发生变化,造成生态系统的某种 程度的退化。

河流生态系统生境的主要特点是:水-陆两相和水-气两相的联系紧密性;上中下游的生境异质性;河流纵向的蜿蜒性;河 流横断面形状的多样性;河床材料的透水性等。水-陆两相和水-气两相的紧密关系,形成了较为开放的生境条件;上中下游的生境异质性,造就了丰富的流域生境 多样化条件;河流纵向的蜿蜒性形成了急流与缓流相间;河流的横断面形状多样性,表现为深潭与浅滩交错;河床材料的透水性为生物提供了栖息所。由于河流形 态异质性形成了在流速、流量、水深、水温、水质、水文脉冲变化、河床材料构成等多种生态因子的异质性,造就了丰富的生境多样性,形成了丰富的河流生物群落 多样性。所以说,提高河流形态异质性是提高生物群落多样性的重要前提之一【4】。

由于人类活动,特别是大规模治河工程的建设,造 成自然河流的渠道化及河流非连续化,使河流生境在不同程度上单一化,引起河流生态系统的不同程度的退化。生态水利工程的目标是恢复或提高生物群落的多样 性,但是并不意味着主要靠人工直接种植岸边植被或者引进鱼类、鸟类和其它生物物种,生态水利工程的重点应该是尽可能提高河流形态的异质性,使其符合自然河 流的地貌学原理,为生物群落多样性的恢复创造条件。

在确定河流生态修复目标以后,就应该对于河流地貌历史和现状进行勘查和评估。 包括河流与相关湿地、湖泊的形状与构成、水下地形勘测、水位变化幅度、河流平面弯曲度、河流横断面形状及河床材料、急流与深潭比例、河床的稳定性及淤积及 侵蚀状况等,建立河流地貌数据库。河流生物调查,包括植物、鱼类、鸟类、两栖动物和无脊椎动物等的物种分布地图以及规模和存量,建立生物资源数据库。遥感 技术和地理信息系统(GIS)是水文、河流地貌和生物调查的有力工具。

关键的工作步骤是在以上两种调查工作的基础上,确定环境因 子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。河流环境因子包括河流河势、蜿蜒度、横断面形状及材料、流速、水位、水质、水温、泥沙、营养盐的迁移转 化、水文周期变化等。研究的内容包括:调查单个生物因子的基本需求,评估各种生物因子的相互关系和制约条件,对于“关键种”或标志性生物的环境因子进行分 类和评估。需要强调的是,在众多的环境因子中,识别那些对于系统的结构和功能具有重要意义的环境因子,在此基础上进行河流地貌学设计和生物栖息地设计。

3.生态系统自设计、自我恢复原则

有关生态系统的自组织功能的讨论始于上世纪60年代,以后有不同学科的众多学者涉足这个领域。以各种不同形式构成的自组织功能,是自然生态系统的重要特征。

生态学用自组织功能来解释物种分布的丰富性现象,也用来说明食物网随时间的发展过程。生态系统的自组织功能表现为生态系统的可持续性。自组织的机理是物种 的自然选择,也就是说某些与生态系统友好的物种,能够经受自然选择的考验,寻找到相应的能源和合适的环境条件。在这种情况下,生境就可以支持一个能具有足 够数量并能进行繁殖的种群。自组织功能原理与达尔文的进化论有相似之处,只是研究的尺度不同而已。达尔文的进化论研究是在地球生物圈所有种群的尺度上进行 的,而自组织功能是在生态系统中种群之间发生的。

生态系统的自组织功能对于生态工程学的意义是什么呢?& nbspH.T.Odum认为:“生态工程的本质是对自组织功能实施管理。”(1989)【5】。Mitsch认为:“所谓自组织也就是自设计” (2004)【6】。将自组织原理应用于生态水利工程时,生态工程设计与传统水工设计有本质的区别。像设计大坝这样的人工建筑物是一种确定性的设计,建 筑物的几何特征、材料强度都是在人的控制之中,建筑物最终可以具备人们所期望的功能。河流修复工程设计与此不同,生态工程设计是一种“指导性”的设计,或 者说是辅设计。依靠生态系统自设计、自组织功能,可以由自然界选择合适的物种,形成合理的结构,从而完成设计和实现设计。成功的生态工程经验表明,人 工与自然力的贡献各占一半【7】。

我国古代传统哲学注重人与自然的和谐相处,老子主张:“人法地,地法天,天法道,道法自然”。 反映了一种崇尚自然,遵循自然规律的哲学观。在建筑理念方面,提倡“工不曰人而曰天,务全其自然之势”(《管氏地理指蒙》),“虽由人作,宛自天开” (《园冶》),都提倡一种效法自然,依靠自然的思想。国际生态学界一些学者认为,系统生态学的哲学理念应该追溯到公元前11世纪中国的周代。其中“阴阳五 行”、万物竞争共存和相生相克等哲学思想,体现了促进与抑制,成长与腐朽,合成与异化之间的平衡与转化,这些正是现代生态学的哲学基础。

传统的水利工程设计的特征是对于自然河流实施控制。而设计生态水利工程时,要求工程师必须放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念。因为依靠人力和技术控 制自然界是不可能的,这种一厢情愿的企图最终往往归于失败。人们要善于利用生态系统自组织、自设计这个宝贵财富,实现人与自然的和谐。需要强调的是,地球 上没有两条相同的河流,每一条河流的特点都是各不相同的。因此,每一项生态水利工程必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,寻求最佳的生 态工程方案。

自设计理论的适用性还取决于具体条件。包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,也取决于生物的种类、密度、生物生产力、群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要注意充分利用乡土种。引进外来物种时要持慎重态度,防止生物入侵。

要区分两类扰的河流生态系统。一类是未超过本身生态承载力的生态系统,是可逆的。当去除外界干扰即卸荷以后,有可能靠自然演替实现自我恢复的目标。另 一类是被严重干扰的生态系统,它是不可逆的。在去除干扰即卸荷后,还需要辅助以人工措施创造生境条件,再靠发挥自然修复功能,有可能使生态系统实现某种程 度的修复。这就意味着,运用生态系统自设计、自我恢复原则,并不排除工程师和科学家采用工程措施、生物措施和管理措施的主观能动性。转贴于 4.景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理应该在大景观尺度、长期的和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和零星局部的范围内进行。在大景观尺度上开展的河流生态修复效率要高。小范围的生态修复不但效率低,而且成功率也低。

所谓“整体性”是指从生态系统的结构和功能出发,掌握生态系统各个要素间的交互作用,提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法,而不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题,也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被。

这里说的“景观”(landscape)是指生态学中的景观尺度。关于生态学的尺度问题,O’Neill,认为:“生态学不可能建立在单一的时空尺度 上,它应该适应所有尺度的调查研究。”(1986)【8】。按照这种观点,尺度和层次成为生态学发展的关键。目前生态学理论把生物圈划分为11个层次, 依次是生物圈、生物群系、景观、生态系统、群落、种群、个体、组织、细胞、基因和分子。景观的尺度如何掌握?景观尺度包括空间尺度和时间尺度。

为什么在景观的大尺度上进行河流修复规划?首先,水域生态系统是一个大系统,其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。一条河流的广义水文 系统包括从发源地直到河口的上中下游地带的地下水与地表水系统,流域中由河流串联起来的湖泊、湿地、水塘、沼泽和洪泛区。广义水文系统又与生物系统交织在 一起,形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分,形成对于水域生态系统的正负影响。水域生态系统受到胁迫时,需要对于各种胁迫因素 之间的相互关系进行综合、整体研究。如果仅仅考虑河道本身的生态修复问题,显然是把复杂系统简单割裂开了。

其次,必须重视水域生 境的易变性、流动性和随机性的特点,表现为流量、水位和水量的水文周期变化和随机变化,也表现为河流淤积与侵蚀的交替变化造成河势的摆动。这些变化决定了 生物种群的基本生存条件。水域生态系统是随着降雨、水文变化及潮流等条件在时间与空间中扩展或收缩的动态系统。生态系统的变化范围从生境受到限制时期的高 度临界状态到生境扩张时期的冗余状态。

再者,要考虑生境边界的动态扩展问题。由于动物迁徙和植物的随机扩散,生境边界也随之发生 动态变动。Gosselink(1990)在研究水域生态系统物种管理的尺度问题时认为,对于给定需要修复的物种,考虑的范围应是这个物种的分布区 【9】。举例来说,为便于理解,可以借用“流域”这个概念,比如一个地区野鸭的种群也有一个“鸭域”。所谓“鸭域”的范围应该包括物种个体在恶劣的条件下 迁徙到的任何地方以及支持此物种的生态系统。这个范围的边界,应划定在某特定物种经常利用的一个很大的空间内。如果进一步扩展,还应该包括所谓“临时生 境”,指在自然界对于物种产生胁迫的时期,成为该物种的避难所的地区。如果这个地区有若干种标志性动物,那么物种管理的范围边界将是这些物种“域”的包络 图。另外,还要考虑流域之间的协调问题。考虑到河流生态系统是一个开放的系统,与周围生态系统随时进行能量传递和物质循环,一条河流的生态修复活动不可能 是孤立的,还需要与相邻的流域的生态修复活动进行协调,

最后,河流生态修复的时间尺度也十分重要。河流系统的演进是一个动态过 程。每一个河流生态系统都有它自己的历史。需要对历史资料进行收集、整理,以掌握长时间尺度的河流变化过程与生态现状的关系。河流生态修复是靠时间作工作 的。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15到20年的时间。因此对于河流生态修复项目要有长期准备,同时进行长期的监测和管理。

需要说明的是,对于规划、评估、监测这些不同的任务,工作对象的空间尺度可能是不同的。监测工作应该在尽可能大的尺度内进行。比如修复一块湿地以吸引鸟 类,经过一年或者更长的时间均告失败。这就需要考虑是否有质量更好的生境吸引了候鸟而改变了它们的迁徙路线,监测工作可能在大陆的范围内开展。而评估工作 可能在跨流域的尺度上进行。规划工作的尺度可能是流域或河流廊道。所谓“河流廊道”(River corridor)泛指河流及其两岸与 生物栖息地相关的土地,也有定义其范围为河流与对应某一洪水频率的洪泛区。至于河流修复工程项目的实施,一般在关键的重点河段内进行。

5.反馈调整式设计原则

生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。从长时间尺度看,自然生态系统的进化需要数百万年时间。进化的趋势是结构复杂性、生物群落多样性、系统 有序性及内部稳定性都有所增加和提高,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。从较短的时间尺度看,生态系统的演替,即一种类型的生态系统被另一种生态系统所代 替也需要若干年的时间,期望河流修复能够短期奏效往往是不现实的。

生态水利工程设计主要是模仿成熟的河流生态系统的结构,力求 最终形成一个健康、可持续的河流生态系统【10】【11】。在河流工程项目执行以后,就开始了一个自然生态演替的动态过程。这个过程并不一定按照设计预期 的目标发展,可能出现多种可能性。最顶层的理想状态应是没有外界胁迫的自然生态演进状态。在河流生态修复工程中,恢复到未受人类干扰的河流原始状态往往是 不可能的,可以理解这种原始状态是自然生态演进的极限状态上限。如果没有生态修复工程,在人类活动的胁迫下生态系统的进一步恶化,这种状态则是极限状态的 下限。在这两种极限状态之间,生态修复存在着多种可能性。针对具体一项生态修复工程实施以后,一种理想的可能是:监测到的各生态变量是现有科学水平可能达 到的最优值,表示生态演进的趋势是理想的。另一种差的情况是,监测到的各生态变量是人们可接受的最低值。在这两种极端状态之间,形成了一个包络图。一项生 态修复工程实施后的实际状态都落在这个包络图中间。

意识到生态系统和社会系统都不是静止的,在时间与空间上常具有不确定性。除了 自然系统的演替以外,人类系统的变化及干扰也导致了生态系统的调整。这种不确定性使生态水利工程设计不同于传统工程的确定性设计方法,而是一种反馈调整式 的设计方法。是按照“设计-执行(包括管理)-监测-评估-调整”这样一种流程以反复循环的方式进行的。在这个流程中,监测工作是基础。监测工作包括生物 监测和水文观测。这就需要在项目初期建立完善的监测系统,进行长期观测。依靠完整的历史资料和监测数据,进行阶段性的评估。评估的内容是河流生态系统的结 构与功能的状况及发展趋势。常用的方法是参照比较方法,一种是与自身河流系统的历史及项目初期状况比较,一种是与自然条件类似但未进行生态修复的河流比 较。评估的结果不外乎有几种可能:1)生态系统大体按照预定目标演进,不需要设计变更;2)需要局部调整设计,适应新的状况;3)原来制定的目标需要重大调整,相应进行设计。

在反馈调整式设计过程中,提倡科学家、管理者和当地居民及社会各界的广泛参与,通过对话、协商,以寻求共同利益。提倡多学科的交流和融合,提高设计的科学性。

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.

参考文献

【1】董哲仁,水利工程对生态系统的胁迫[J],水利水电技术,2003年7期,

P1-5

【2】 ASCE River Restoration Subcommittee& nbspon Urban Stream Restoration,

Urban stream Restoration[J],Journal of Hydraulic Engineering ASCE,

July 2003, pp 491-493

【3】董哲仁,生态水工学的理论框架[J],水利学报, 2003年第1期P1-6

【4】董哲仁,河流形态多样性与生物群落多样性[J],水利学报,2003年第11期,

P1-7

【5】Odum, H. T. 1989. Ecological engineering and self-organization[D].

Pages 79-101. In: W. J. Mitsch and S. E. Jorgensen, eds., Ecological

Engineering: An Introduction to Ecotechnology. Wiley, New York.

【6】 Mitsch W. J.& Jorgensen S E., Ecological Engineering and Ecosystem

Restoration[M]. PP 134-137, Published by John Wiley& Sons, Inc.,

Hoboken, New Jersey, 2004

【7】董哲仁,荷兰围垦区生态重建的启示[J].中国水利,2003年11A期,P45-47

【8】O’Neill, R.V., D.L.DeAngelis, J.B. Waide, and T.F.H.Allen. 1986.

A Hierarchical Concept of Ecosystems[M]. Princeton University Press,

Princeton, NJ.153pp

【9】Gosselink,J.G., 1990, Landscape Conservation in a forested Wetland

Watershed[J]. Bioscience 40:588-600

【10】 Mitsch, W.J. and J.G.Gosselink. 2000. Wetland[M], 3rd ed. Wiley,

New York.920pp.

【11】董哲仁河流生态恢复的目标[J].中国水利,2004年第10期,P1-5

【12】董哲仁美国基西米河生态恢复工程的启示,水利水电技术,2004年第9期,

篇6

关键词:生态水利工程 基本设计原则 水利工程学

在以往的水利工程学中,人们多侧重于自身的需求,对生态方面有所忽视,进而导致很多生态问题出现。人们在对这些生态问题反思与改进后,推出了生态水利工程。生态水利工程以可持续发展为理念,通过多种技术手段,改变以往粗放式的建筑方式,将水利工程和生态工程有效地融合在一起,实现人类社会与生态环境的共同发展。

1.水利工程的优势与不足之处

水利工程对于人类社会的发展具有重要意义,其优势重要体现在如下方面:一是水利工程能够大幅度提高水资源的利用率;二是在水利工程下,很多人工湖泊出现,对城市夏季高温有显著的调节作用;三是水利工程能够储备一定量的水资源,实现水资源的调用,满足人类社会的生产与生活需要;四是水利工程能够有效地减少水土流失的现象。

尽管水利工程给人类社会的发展作出了巨大贡献,但其也产生了诸多不利影响,主要表现为:一是水利工程给上游的生态环境带来一定影响,在建设的过程中,上游水面会升高很多,原本为陆地的部分可能会成为水库或湿地,陆地上的景观也会淹没;二是水利工程给下游的生态环境也带来严重的影响,下游很有可能出现浮游生物恶性繁殖的状况;三是水利工程会给自然生物带来严重的影响,影响其正常的繁衍。比方说,很多鱼类都在上游产卵,在水利工程的影响下,其无法到上游产卵,严重时会出现物种灭绝的后果;四是水利工程会给周边地貌带来很大影响,地质稳定性被破坏,使得自然灾害频发。除了这些以外,水利工程还会带来深层次的影响,如水文形势等。兴建的水坝改变河流的流速、水深等,水体自净能力有所下降,水体密度、水体温度都发生变化。倘若水坝位于上游,那么河道内径流量就会增加很多,径流的速度会降低,使得水体流体变化,甚至导致地壳运动更为活跃,引发洪水与地震等严重灾害。

2.生态水利工程的基本设计原则

(1)整体性原则

在对河流生态进行修复规划的时候,倘若只是在小范围内进行短时间修复,那么生态效率将难以提高,修复效果也大打折扣。所以,在设计生态水利工程的过程中,应从大景观的角度出发,只有这样,生态效率才能够被恢复,修复效果才比较理想。从整体的角度来看,这是依托于生态系统的结构与功能,在各种要素相互作用的基础上,制定出的河流生态系统修复的方案。该方案具有极强的综合性,并不简单的植被修复。生态学领域下的景观尺度涵盖时间与空间两方面。在河流修复的过程中需要采用大尺度景观,这是由于:一是水域生态系统是由多个子系统构建而成的,其包括生物系统与人造工程设施系统。这些系统和生物系统有机融合在一起,共同组建了整个生态系统。如果水域系统被破坏,单纯从河道而进行生态修复是难以达到修复效果的,相关人员必须靠综合各种因素之间的作用关系而制定出可靠的修复方案。二是在进行生态系统修复的过程中,必须考虑水域生态环境的多种特性,如随机性、流动性与可变性等,因为这些特性直接对生物种群产生影响。三是在设计的过程中要考虑河流生态系统的开放性。河流生态系统本身会与周边生态系统进行物质交换,所以仅对河流进行生态修复是难以达到修复效果的。四是河流生态修复需要一定的时间,并非一蹴而就的。相关资料显示,要重建或修复一个湿地,所耗费的时间大约为15年到20年。所以,相关部门与工作人员应做好充足的准备,对所修复的河流进行长时间的监测与管理。综上所述,在进行生态水利工程设计的过程中,必须立足于整体,做好长期性的规划,综合考虑各种因素,制定出大尺度的景观方案。

(2)充分利用生态系统自我修复的原则

和以往的水利工程相比,生态水利工程在考虑水利工程的相关原则外,还要充分考虑生态系统本身的自我修复能力,最大限度地促进生态系统的可持续发展。要想实现这一点,单纯地依赖人工建筑物是不可能的。事实上,任何一个生态圈的出现都是经过了漫长的自然考验的,是各方面因素相互作用的最终结果,其往往具有极强的修复能力。因此,在设计生态水利工程的过程中应充分利用生态系统自我修复的功能,否则单纯依靠人为力量,很有可能会适得其反,导致生态环境的进一步恶化。最有效的路径是,将人为力量和大自然有效地结合在一起,充分利用生态系统的组织功能,由大自然的选择恰当的物种。在这一方式下,一方面生态系统的修复效果显著提升,另一方面能够节约大量的成本,兼顾经济效益与生态效益,实现双赢。

(3)保护水体环境多样性的原则

对于生活群落来说,非生物环境会对其产生多种影响。也就是说,某一地区,倘若其自然环境具有多样性,那么其生物也会具有多样性。通常,这种多样性强的生态系统具有很强的适应性,可以应对一系列的外部变化。如果水利工程导致水体内部环境趋于单一化,那么其自身m应能力将会大幅度下降,难以抵御外界的变化。这样一来,生态系统的功能也会逐步丧失。所以,在设计水利工程的过程中,相关设计人员应充分了解水域情况和周边生态环境,推出合理的设计方案,并从多方面对设计方案进行反复论证。只有这样,生态水利工程才会修复与改良生态系统,造福人类。

3.结束语

在当前社会下,人们的环保意识不断提高,生态水利工程开始出现。和以往的水利工程不同,生态水利工程从水域的生态环境出发,充分考虑多种因素,有效地利用生态系统的自我修复功能,实现经济效益与生态效益的双赢。在设计生态水利工程的过程中,设计人员应立足于整体,构建大尺度景观,充分利用生态系统自身的功能,在确保生态系统多样化的前提下,推出合理的生态水利工程设计方案。

参考文献:

篇7

摘要:霍克海默社会批判理论始终坚持以“理论与实践相统一”的基本原则,本文从人的自由和解放、科学技术的正面效应、民主化的管理、教育的价值观等角度探讨霍克海默社会批判理论所带来的启示,从而引发人们对现实社会的思考。

关键词:霍克海默; 批判理论; 理论与实践

一、霍克海默的社会批判理论

作为法兰克福学派的创始人,霍克海默的理论对法兰克福学派后来的理论发展具有非常重要的影响。“批判理论”一词最早由法兰克福学派的创始人霍克海默于1937年在《传统理论与批判理论》一文中提出。批判理论的核心就是批判,霍克海默的主要兴趣在于对旧的理论进行批判,而不是去创立一个新的完整的理论体系。“无论批判理论与具体科学之间的相互联系多么广泛,该理论的目的绝非仅仅是增长知识本身。它的目标在于把人从奴役中解放出来。”[1]在他看来,“哲学的真正社会功能在于它对流行的东西进行批判。”[2]“在真正的批判思想里,解释不只意味着一个逻辑过程,而且也意味着一个具体的历史过程。在这个过程里,整个社会结构和理论家与社会的关系都发生了变化,即主体和思想的作用都发生了变化。”[3]可见,在霍克海默看来,批判理论不仅要在理论上对社会进行批判,而且还要实现其改造社会的功能。

二、霍克海默社会批判理论的基本原则

在上世纪20年代,霍克海默的思想受到了理论以及世界无产阶级革命的深

刻影响。因此,他的社会批判理论从开始就坚持以“理论与实践相统一”的基本原则

(一)社会批判理论不仅是经验的而且是实践的科学理论。

传统理论从经验出发,使理论仅仅变成对客体的反映,而忽视了对人这个主体的关注和认识,从认识论基础上看属于客观主义。霍克海默认为,传统理论是以笛卡尔哲学为基础并得到广泛应用的一种认识方式,它始终支配着科学方法和科学结果,也规定着科学与现实的关系。这种理论的关键就在于靠经验手段来把握世界。“在传统的理论思想里,个别客观事实的起源、思想借以把握事实的概念系统的实际应用以及这类系统在活动中的地位,都被看作是外在于理论思想本身的东西。”[4]而批判理论则把人看作是全部历史生活方式的生产者。认为不能把理论只看作是对客体的反映,它也应当反映人,去研究人。批判理论不只从经验出发去认识世界,同时也从实践出发去把握世界。

(二)社会批判理论的实践性还不彻底。

霍克海默对唯物主义和实践的理解还不是很完善,还存在一定的局限性,所以霍克海默在对社会现实分析的问题上,理论和实践相统一的基本原则坚持的还不是很彻底,霍克海默社会批判理论的实质还局限在理论的单一性上。霍克海默所理解的唯物主义有其不同的含义。他指出:“唯物主义理论不是历史上形而上学,而是在争取变革的斗争中不断变化的世界图像。即便对包含在这个图像中的倾向性的认识,也不一定能准确、清楚地预言历史过程。”[5]从这里可以看出霍克海默社会批判理论的悲观主义倾向。他的“唯物主义理论”仅限于人们去认识世界,至于改造世界和变革社会的伟大目标则成为不可能实现的期望。总体来说,批判理论在刚产生的年代是批判性很强的理论,尤其是对现存资本主义社会统治方面的坚决反对。

三、霍克海默社会批判理论的当代价值

任何理论的产生都源于社会现实生活的需要,而理论能否在一个国家或民族适用则取决于它对现实问题的回答与诠释,即理论的价值在于指导实践。霍克海默的批判理论对于我们今天如何正确面对现实进行现代化建设,构建和谐社会仍然具有很强的借鉴作用。

(一)人的自由和解放是和谐社会的价值目标和理想归宿。

霍克海默对现代西方社会充裕的物质生活后面充满的对人的操控、压抑,以至于人成了商品的奴隶,对这一现象给予了无情的批判。当今社会,物质富裕而精神空虚的人占很大一部分。据统计,目前全球2亿多网民中约有1140万人患有某种形式的网络心理疾病,约占6%。[6]人们愿意在网上去寻找在现实生活中无法满足的某些需要。可见,构建和谐社会不仅需要物质建设的支撑,同时也需要精神建设的支撑。

(二)充分发挥科学技术的正面效应。

霍克海默认为:“科学技术并不是一种中性的方法和手段,而是特定社会中人的价值的一种载体,因而在其内容和形式上都体现着政治、文化、伦理的丰富内涵,体现着当时社会的价值观。”[7]在他看来,科学技术在现代文明社会中主要发挥着消极的作用。它不仅是生产力,而且拥有意识形态的职能,人们把理性当作工具,技术理性由此转变为工具理性,从而给人类带来了环保、生态平衡以及极端的个人中心主义等问题。我们必须清醒的意识到:科学技术并非天然是人类解放发展的原动力,它也会带来负面效应。所以,我们必须掌握科学技术的主动权,最大限度地发挥其正面效应,为我们构建和谐社会做出贡献。

(三)落实民主化管理,使社会更加和谐。

批判理论对、个人崇拜盛行之风的尖锐批评和警告,给我们以启迪,在当今社会,真正的民主化管理还处在初级发展阶段,教条主义、形式主义、权力主义正在蔓延,由此出现了一些腐败堕落、权钱交易、官本位和官官相护的不正常现象,这一“民主化”有其深刻的历史渊源,但从批判理论对现存制度的批判中,我们可以得到一些启发,我国目前和未来相当长一段时间都将致力于和谐社会的构建,因此,重新构建民主化管理,落实民主化管理,从而使社会更加和谐。

(四)树立正确的教育价值观。

霍克海默认为,从一个人出生起,社会就开始影响他,当个体被推向社会以后,社会活动的结果不再只取决于个体的意志,还包括很多人的意志。这种教育培养出来的人,其个人决策、文化发展、自由想象等所有的快乐都消失殆尽,他们变成了只有合群需要和控制机器的“技术专家”。[8]从我们当前的教育可以看出,家长们都认为孩子上大学就是为了能找到一份不错的工作,而并不注重孩子人格的塑造和修养的提高。社会上也是如此,一般很少考虑到这些因素。可见,人们积极接受高等教育的目的只是为了给自己谋取更好的前程。受教育者都被“标准化”所统一,而他们的个体主体性则日渐消失。所以,我们有必要重新审视教育的价值观,我们应该树立正确的教育价值观,为和谐社会的构建发挥积极效应。

总之,尽管霍克海默的社会批判理论并没有充分肯定马克思的所有理论,但是它把马克思的异化理论的人道主义精神传承了下去,对于人类所面临的文化困境问题进行了深入剖析,提出了许多宝贵的改革意见,对于人类超越自身存在的文化困境和生存矛盾,对于人文精神的提高和进步做出了伟大贡献,同时也给今天我们所面临的现实生活以一定的启示。(作者单位:长安大学)

参考文献

[1][德]霍克海默.批判理论[M].重庆出版社,1989年3月第一版,第232页.

[2][德]霍克海默.批判理论[M].重庆出版社,1989年3月第一版,第250页.

[3][德]霍克海默.批判理论[M].重庆出版社,1989年3月第一版,第201-202页.

[4][德]霍克海默.批判理论[M].重庆出版社,1989年3月第一版,第199页.

[5][德]霍克海默.批判理论[M].重庆出版社,1989年3月第一版,第97页.

[6]马晖,张远智.初探网络成瘾对青少年心理和行为的影响[J].卫生职业教育,2005,(13):39.

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关键词:生态;水利工程;规划设计

中图分类号:TV文献标识码: A 文章编号:

引言

生态水利工程对社会的进步和环境的可持续发展都有着非常重要的作用,与常规的水利工程不同,它将人类利益与生态环境紧密联系,需要我们高度重视,本文通过对水利工程的现状分析及水利工程对河流生态系统的影响提出生态水利工程的重要性,并阐述了如何进行生态水利工程的规划设计和施工问题。

1、当前生态水利工程设计工作面临的困难

1.1 当前的生态水利工程设计缺乏基于不同区域的评价标准和设计方法

生态水利工程对于工程的服务目标具有明显的地域性区别,因为对于不同地区的生态环境来说它们都具有自己的特点,所以生态水利工程每个地区也应该具有不同的特点,必须因地制宜的进行设计和规划。对于我国的生态水利工程建设来说也有了一些大体的方法和设计标准,但是对于不同地区的工程来说就没有具体的设计指标和参考模式。因此,对于我国现阶段的生态水利工程的设计和建设来说还具有很大的问题,最主要的就是缺乏针对于不同地区生态环境特点的把握以及因地制宜的不同设计方案,这也是下一步工作中应该主要解决的问题。

1.2 生态水利工程设计工作的目标和标准的确定比较难

对于生态水利工程来说其建设的目标和任务与原有单一的水利工程建设来说有所不同,它更加注意维护和保证生态环境的健康和发展,主要任务和目标就是实现人类和生态系统的和谐相处。所以基于这种特殊的任务,生态水利工程建设的第一步就是确定好设计的目标和建设标准,对于工程要达到的标准都要有一个具体的量化。目前我国的生态保护工作的目标还都处于定向描述的阶段,没有明确的目标和标准,也没有具体量化的一些要求,所以这也就给工程的予期目标和标准的建设以及工程的建设质量都带来了一定的困难。

1.3 生态水利工程设计缺少生态水文测验资料

生态水文的测验资料是生态水利工程设计的关键和重要参考内容。如果不能从水文测验站的观测资料去分析水文过程对生态过程的正负影响机理,就很难基于生态系统的自组织规律寻求生态水利工程的设计理论、方法与技术参数。当前,我国水文测验工作相对落后,水文测验站还不能适应当前生态水利工程设计对资料的需求。有关生态水文站方面的设计与布局在我国还未正式开展,国内也少有报道,不过我国已经提高了对这方面工作的重视程度,经过一段时间的努力也会有一定的发展的。

1.4 生态水利工程设计技术人才匮乏、高水平的设计不易

实现生态水利工程是水利工程和生态学的有机结合,需要生态水利工程的设计人员不仅具备水利工程设计的知识和经验,还要具备生态保护和生态恢复学的理论和知识。以往的人才培养目标和方向,使两者分属于不同的学科与专业,具有两方面综合知识和设计能力技术人才匮乏,加之生态水利工程的实践活动的经验缺乏,可以参考与借鉴的设计项目有限,难以保证生态水利工程的设计水平和质量。

2、生态水利工程设计的基本原则

2.1 确保工程的安全性和经济性

生态水利工程作为水利工程的分支,首先要遵守水利工程的设计原则,保证工程安全性是任何水利工程设计的最基本的原则。设计过程中,设计人员应深入实际,充分考察水体的水质、水流等基本情况,进而充分考虑水对建筑物的侵蚀作用、对泥沙的堆积和搬运作用,同时还应全面把握河道走势的自然规律等。只有保证了工程的稳定性、持久性以及设施的安全,才能确保建筑物持久地发挥其功能。在保证了工程安全性的同时,我们还应对工程的经济性进行合理分析,力求实现资金投入最少、经济小于和生态效益最大化的基本原则。

2.2 保证水体内部环境的多样性

相关调查显示,一个地区的非生物环境的多样性能够影响其生活群落的多样性。也就是说,如果一个地区的自然环境种类多样,当地的生物种类也会日渐丰富,食物链的组成也将更复杂,这样生态系统对外界变化的适应能力和抵抗能力越强。如果我们兴建的水利工程致使该流域内的水体内部环境日趋单一化,那么,就会导致水生生物种类多样性的减少、食物链结构逐渐简化、生态系统日趋单一化,造成水体对外界变化的适应能力和抵抗能力降低,自然净化能力逐渐下降,并逐步丧失其基本功能。所以,在水利工程设计过程中,设计人员需要对河流的近期及远期的水文情况进行深入了解,掌握生物种类与生态环境间的关系,进而对设计草案组建数学模型,对其可行性、可操作性进行论证,从而保证水利设施的兴建能够拥有足够的丰富多样的环境,进而将对自然环境的影响降到最低。

2.3 确保河流生态系统的自我修复功能

与传统水利工程相比,生态水利工程除了要保证传统水利工程的基本原则外,还需要在设计的时候,充分考虑保护生态系统的自我修复功能,也就是要维持生态系统的可持续性。而在这一方面,人工建筑物所起的作用则十分有限,只有自然因素经过长期的自然选择后所形成的生态圈才具备良好的自我修复功能,发挥其作用。所以,在生态水利工程设计时,应尽量避免绝对化的人为力量,应充分将人为力量与自然的影响进行有机结合,从而利用生态系统的自设计功能和自组织功能,从大自然中选择合适的物种,形成良好的合力结构。这样,不仅仅可以取得生态系统保护及恢复方面的成效,还能降低工程的建设成本,降低工程造价,获取更高的经济效益和生态效益。

2.4 确保河流生态系统的整体性

在传统的水利工程建设过程中,水体常被人为地划分成不同功能且相对封闭的小区域,影响了水体之间的相互联系,极大地降低了水体内不同小环境之间的能量交换及物质交换速度,从而人为地破坏来河流生态形同的稳定性和整体性。生态水利工程在设计时,应充分掌握施工流域内生态系统各要素之间的相互关系及作用方式,尽最大限度地保持并恢复水体的原始状态,确保河流的生态系统的整体性不受到外力的破坏,而不能仅仅是在工程结束后,单纯地对河道水文系统进行修复或是只对河岸的植被进行修复。

2.5 确保建立完善的河流生态系统和水利设施之间的反馈机制

生态水利工程设计以成熟的河流生态系统为主要参照物,并充分利用生态学可的相关理论和环境工程的先进技术,力求打造一个健康的、可持续发展的河流生态系统,从而保证工程设施内部的各自然要素可以在不需要人工干预的环境自发地进行活动,维持生态环境的稳定和河流水体的质量。通常这种自发活动的方向不是单向的,这种不确定性使得生态水利工程的设计应遵循一种“反馈调整”的设计方法,也就是说,在设计方案执行之后,仍旧需要对水体的环境进行长期的监督和评价,并根据反馈的信息对水利工程项目进行不断的调整与完善。

结束语

生态水利工程是一门将生态学和工程学很好的结合在一起的一门学科,也是将人与自然和谐相处的思想很好的运用于实际的学科。该学科最主要的特点就是顺应了人类和时展的需要,我国虽然说在这方面技术起步的比较慢,不过目前也越来越重视该学科的发展,尤其是对于在生态水利工程设计原则方面存在的问题,也在运用大量的人力物力去研究,借鉴了许多国外的先进经验和技术方法,也初步形成了一些设计原则,虽说还不太完善,不过在将来的不断研究和发展中,最终会取得比较大的进步和提高。

参考文献

[1]邵蕾,李丽.浅谈生态水利工程的规划设计基本原则[J].民营科技.2011.

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关键词:水利 工程 设计 规划 生态

1、生态水利工程

从学科发展角度看,现在的水利工程学的学科基础主要是工程力学和水文学,水利工程规划设计主要对象是水文系统,往往忽视生命系统的现状和未来风险等问题。学科的进一步发展应吸收生态学理论及方法,促进水利工程学与生态学的交叉融合,用以改进和完善水利工程的规划及设计理论,形成水利工程学新的学科分支―――生态水利工程学。生态水利工程学作为水利工程学的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾水域生态系统健康与可持续性需求的原理与技术方法的工程学。生态水利工程的内涵是:对于新建工程,是指进行传统水利建设的同时(如治河、防洪工程),兼顾河流生态修复的目标。对于已建工程,则是对于被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程将与传统治污技术、清洁生产(生态产业)及环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段之一。

2、生态水利工程设计规划所面临的问题

2.1 地域性差异致使生态水利工程的标准不够明确由于我国地域性的差异问题,生态水利工程的具体实施也要根据每个地理区域的差异因地适宜的做出相应调整,衡量实际构建标准。由于生态水利工程的工程设施要以符合生态学原理和工程学力学规律去构建。要能够承受洪水、风暴、冰冻、干旱等自然因素的影响。按每个地理区域、河流地貌进行构建设计时,就要考虑到实践的可操作性,以及标准性。当前生态水利工程的理论实践成果经验积累并不是非常完善。既要满足工程设计规划的安全性、经济性,又要满足地域性动态河势的变化规律,逐步总结积累实际操作经验,衡量明确的实际操作标准,以保证符合河流生态修复的耐久性。

2.2 生态水利工程设计施工缺少对维系生态环境的认识一方面由于我国生态水利工程的环境影响操作介入的较晚,导致生态环境科技技术人员与水利工程构建人员合作的机会相对较少。另一方面,国内的水利工程多数考虑到方案可行性符合满足规划的安全性和经济性,但是生态环境系统这一因素就还考虑得欠完整,也不规范,还面临着主要关键性问题。其次,环境评价机构对业主考虑的较多。在生态水利工程这一块,我国的环境评价管理体系目前算不得完善,经验积累成果相对较少等客观性因素,都导致了水利工程构建工作不能有效地落实与生态技术人员相对交流实施具体方案的探究,生态水利工程的进一步开发与实践设计相对滞后。

2.3 生态水利工程与水利工程的协调运作不充分。生态水利工程的构建势必会考虑到生态系统的正常运作,实现有机结合再有的水利工程基础之上。水利工程的构建最初考虑到水体的有效供电效能、防洪,排水用水标准等工作。生态水利工程的实施与传统水利工程最为显著的特点就是服务目标与功能有一定的差异性。当务之急,为实施生态水利工程与水利工程的有机结合,协调运行是生态水利工程规划设计所必要考虑的问题。

3、生态水利工程设计的基本原则

3.1 确保工程的安全性和经济性。生态水利工程作为水利工程的分支,首先要遵守水利工程的设计原则,保证工程安全性是任何水利工程设计的最基本的原则。设计过程中,设计人员应深入实际,充分考察水体的水质、水流等基本情况,进而充分考虑水对建筑物的侵蚀作用、对泥沙的堆积和搬运作用,同时还应全面把握河道走势的自然规律等。只有保证了工程的稳定性、持久性以及设施的安全,才能确保建筑物持久地发挥其功能。在保证了工程安全性的同时,我们还应对工程的经济性进行合理分析,力求实现资金投入最少、经济小于和生态效益最大化的基本原则。

3.2 保证水体内部环境的多样性。相关调查显示,一个地区的非生物环境的多样性能够影响其生活群落的多样性。也就是说,如果一个地区的自然环境种类多样,当地的生物种类也会日渐丰富,食物链的组成也将更复杂,这样生态系统对外界变化的适应能力和抵抗能力越强。如果我们兴建的水利工程致使该流域内的水体内部环境日趋单一化,那么,就会导致水生生物种类多样性的减少、食物链结构逐渐简化、生态系统日趋单一化,造成水体对外界变化的适应能力和抵抗能力降低,自然净化能力逐渐下降,并逐步丧失其基本功能。所以,在水利工程设计过程中,设计人员需要对河流的近期及远期的水文情况进行深入了解,掌握生物种类与生态环境间的关系,进而对设计草案组建数学模型,对其可行性、可操作性进行论证,从而保证水利设施的兴建能够拥有足够的丰富多样的环境,进而将对自然环境的影响降到最低。

3.3 确保河流生态系统的自我修复功能。与传统水利工程相比,生态水利工程除了要保证传统水利工程的基本原则外,还需要在设计的时候,充分考虑保护生态系统的自我修复功能,也就是要维持生态系统的可持续性。而在这一方面,人工建筑物所起的作用则十分有限,只有自然因素经过长期的自然选择后所形成的生态圈才具备良好的自我修复功能,发挥其作用。所以,在生态水利工程设计时,应尽量避免绝对化的人为力量,应充分将人为力量与自然的影响进行有机结合,从而利用生态系统的自设计功能和自组织功能,从大自然中选择合适的物种,形成良好的合力结构。这样,不仅仅可以取得生态系统保护及恢复方面的成效,还能降低工程的建设成本,降低工程造价,获取更高的经济效益和生态效益。

3.4 确保河流生态系统的整体性。在传统的水利工程建设过程中,水体常被人为地划分成不同功能且相对封闭的小区域,影响了水体之间的相互联系,极大地降低了水体内不同小环境之间的能量交换及物质交换速度,从而人为地破坏来河流生态形同的稳定性和整体性。生态水利工程在设计时,应充分掌握施工流域内生态系统各要素之间的相互关系及作用方式,尽最大限度地保持并恢复水体的原始状态,确保河流的生态系统的整体性不受到外力的破坏,而不能仅仅是在工程结束后,单纯地对河道水文系统进行修复或是只对河岸的植被进行修复。

3.5 确保建立完善的河流生态系统和水利设施之间的反馈机制。生态水利工程设计以成熟的河流生态系统为主要参照物,并充分利用生态学可的相关理论和环境工程的先进技术,力求打造一个健康的、可持续发展的河流生态系统,从而保证工程设施内部的各自然要素可以在不需要人工干预的环境自发地进行活动,维持生态环境的稳定和河流水体的质量。通常这种自发活动的方向不是单向的,这种不确定性使得生态水利工程的设计应遵循一种“反馈调整”的设计方法,也就是说,在设计方案执行之后,仍旧需要对水体的环境进行长期的监督和评价,并根据反馈的信息对水利工程项目进行不断的调整与完善。

4、结语

生态水利工程作为水利工程中的一个新的分支,主要是在寻求水利工程建设中生态效益和经济效益的平衡点。从目前生态水利工程的建设来看,因为经验的不足和人们的重视程度不够,发展的比较缓慢。但伴随着人们对于生态环境重要性的进一步认识和社会经济的不断发展,生态水利工程必将成为以后水利工程建设中的重点课题,促进人类和大自然之间健康和谐发展。

篇10

【关键词】校园规划,设计,管理

0引言

由于经济和社会的发展,现代高校发展势头很猛,学科的跨越式发展,要求高校提供充足的空间支撑,校园建设方兴未艾。校园建设是学校发展的基石,而校园规划则是校园建设的依据。如何做好校园规划,并严格按该规划要求实施建设,建成一个愉悦、安全、便捷、美好的场所,是高校基建工作管理者的头等大事。笔者从事高校基建管理十多年,现就现代高校校园规划设计基本理念谈些自己的认识,以期对今后校园规划设计提供参考。

1校园规划的定位

高校校园是生产知识、传播知识和应用知识的场所,是学生求学上进,教师教书育人的场所,是融教学科研、强身健体、愉快生活于一体的场所。如何满足这些功能,把校园建设好,则是校园规划设计必须要考虑的。

校园规划是以校园建筑为支撑,遵循规划设计原理,进行的校园总平面设计,首先是要与高校的事业发展规划和学科建设规划紧密结合,要根据学科不同特色,规划与之相匹配的各类建筑,合理布局,精心建设,以做到各得其所,和谐宜人。其次,校园规划设计时,要考虑大学的核心实质,要考虑大学校园与大学精神的承载关系,要考虑校园建筑与师生的生态关系。只有这些都认识到了,在规划中体现出来,才能把建筑的美感承现在全校师生面前,而起到润物细无声的教育作用,直入人的精神世界,激发出人的创造力,有利于多方面提升学生的素质,培养学生独立思考能力和融入社会生活所需的人格素养。

现代校园里生活的人员多种多样,有学生、有老师,还有各式各样为全校师生提供保障服务的人员。现代校园功能也是多样性的,有传承知识的教学活动,有开拓创新的科研活动,更有强身健体,追求快乐生活的社团活动等,在其中生活的人员从几千到几万人不等,等同于一个小社会。所以校园规划时必须认识到,我们不但要把大学校园建设成为一个活力校园,让生活其中的人员精神饱满地学习、工作和生活;还要建成一个科技园区,有利于激发科研人员的创新精神和创新行为,让这些科技创新孵化为切实有用的成果;更要建成和谐社区和宜人景区,让大家在其中能和谐地相处,友好地生存,体现出大学特有校园观赏、游览和休闲功能。

2现代校园规划设计要点和理念认识

2.1符合国家标准规定及规划设计任务书要求

对于大学校园建设标准,教育部在1992年5月份了“关于批准《普通高校学校建筑规划面积指标》的通知(建标[1992]245号)”,现在高校建设用房标准基本上按文件规定执行。该文件当时制定时,没有考虑到现代社会飞速发展中,会发生诸如多校区办学问题,科研创新和孵化活动大量存在,用房远远不能满足需求等问题,亟需修订。但在修订前,我们的编制校园规划时,从规模、内容、用房类别等还是得参考文件规定执行。

通常高校都要根据学校的发展历史、特点,及校园所处的当地环境和地形等,编写一份校园规划设计任务书作为准则,指引校园规划的设计,设计者应很好的吃透任务书的精神,准确的表达任务书的需求,而不能自己天马行空地自由发挥。

2.2要处理好与城市的关系,满足城市控制性规划要求

老的大学校园通常都处于城市中心区块,新的大学校园会在城市新区中建设,不管校园所处位置如何,都应该处理好与城市的发展关系、与周边建筑的协调关系,满足当地规划部门的控制性规划要求,如容积率、建筑密度、机动车位等指标都要符合控制要求。

2.3 规划布局合理,教学科研用房、体育用房、实训用房和生活用房有机融合,以人为本

规划必须要以人为本,以方便师生使用要求为本来设计。曾有大学校园,规划时以管理为本,从有利于管理角度来考虑,功能分区清晰,教学、科研、体育和生活用房等划分的很清楚,但对于学生来说,就非常的不方便。上课时,大家浩浩荡荡地从寝室(或食堂)骑自行车(或步行)到教室,下课时,大家则反向返回,潮汐现象严重,既浪费了学生在路上的时间,又增加了不安全因素。考虑到高校各学科、各专业都有一定的关联性,故大学校园规划要以人为本,以组团式布局为主,考虑多个学科组群的交叉,打破过去院系独立分散格局,以创造资源共享、交流方便的教学、科研环境。功能分区适当清晰,但要相互渗透,缩短师生在各个功能区之间的穿梭的时间,方便师生的工作、学习和生活,又满足人与人、人与自然的情感交流需要。

2.4 校园规划编制应遵循保护环境、节地、节水、节能、经济、适用的原则,构建资源节约型、环境友好型校园,并留足发展用地

校园建设是百年大计,建设时除满足当前需要外,还得结合学校中长期发展规划需求,兼顾未来的发展需要,为学校未来发展留足用地。校园规划必须要有利于学校的可持续发展,对校园原有生态环境的保护、能源的节约、资源的再利用、空气环境的控制等等,都要做足功课。校园建筑是陆续建成,而不是一次建成的,故校园规划要表现出校园发展的特点,校园规划不是一个终极的完整状态,也不是一个封闭的环,而是在规划之初便为学科增长、新的功能组团的产生等留有余地,使规划结构呈现一种可增长的灵活的状态,具有较强的应变能力和适应性。

2.5 建筑空间考虑多样性、层次性和开放性,建筑色彩协调为好

一个校园内可以有少数建筑作为标志性建筑,大多数建筑要实事求是,不攀比,不盲目追求“大手笔”、“大广场”、“大草坪”、“大水面”,而是以简洁、实用为主。同时,为满足视觉效果需求,空间布局时可以以院落空间为主题,创造复合空间,给人以视觉上的美和多样化的空间感受,并以院落为核心来协调建筑、道路、小品、植被、水体、绿化等诸元素,组成大小不等的空间。

层次性并不是要严格划分空间大小,而是在校园中安排大小不一、围合性不同的空间,考虑空间之间的相关性、合理性,总平面构图上打破传统的强调对称轴线、两侧均衡布局理念,强调人与自然的和谐统一,并以尊重自然生态为优先,使行为环境和形象环境有机结合,形成环境育人的氛围。

校园开放的方式有多种,要考虑资源共享、联合管理,尽可能将体育设施、图书中心等功能组团设置在邻近城市道路、与外界联系方便的位置,以利于社会共享校园设施资源。学生公寓、食堂等后勤服务功能,可以交给校外物业管理公司进行开发和管理,这要求在规划中充分考虑后勤区域的相对独立。

校园建筑色彩可以适当出表现学校的特色,通常以砖红或青灰为主基调,也有以淡白为主基调。可以在某种主基调基础上,让各种色彩协调地搭配。但不应该以大红或深红色为主基调,更不应该大面积大体量地使用这种色彩。

2.6彰显学校人文精神和地域特色

校园建筑在一定程度上说是学校历史的沉淀,规划时应结合本校文化、校史,体现学校特色,反映人文精神,倡导理性、秩序的校园文化。要求校园空间高雅、纯朴、与自然的协调,展现出区别城市其他类型空间的高雅的文化氛围。

彰显地域特色,尊重和保护当地的自然环境及地形地貌,包括保留自然山丘、水系原貌,在保留原有树木、水体的基础上,根据建筑物的位置对环境加以适当改造,营造绿化生态环境,使建筑与生态环境更密切地相互渗透和共生。

2.7道路交通规划、供水、供电、通信、网络、绿地、景观、地下空间利用等规划同步完成

校园规划设计时,除了在平面上精确布置建筑物外,对于整个校区的道路交通、供水、供电、通信、网络等子项规划也要同步完成,且最好先行实施。

道路交通规划要认识到校园交通流量有定时、定向、集中、脉冲的特征,路网系统设计要清晰、顺畅,可达率高,要有利于人车分流,要考虑人与车的适应性和兼容性。还要前瞻性地考虑到今后生活水平的提高,学生购车人数大幅提高的可能性,要充分利用地下空间,以满足停车和人防工程的需求。供水、供电规划要考虑多路供应,以确保学生学习和生活不受停电、停水影响。绿地和景观建设除满足政府绿地率指标规定要求外,还要满足师生的追求视觉美感所需。

3结语