生态功能保护修复规划范文

时间:2023-12-26 18:00:59

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生态功能保护修复规划

篇1

一、水生态系统特性和功能

水生态系统是指自然生态系统中由河流、湖泊等水域及其滨河、滨湖湿地组成的河湖生态子系统,其水域空间和水、陆交错带是由陆地河岸生态系统、水生生态系统、湿地及沼泽生态系统等一系列子系统组成的复合系统,是生物群落的重要生境。水生态系统的空间尺度可分为流域尺度、河流廊道尺度、河段尺度。其中,流域生态系统是以河湖为主体,边界清晰、结构功能完整的生态系统。水生生态系统在维系自然界物质循环、能量流动、净化环境、缓解温室效应等方面功能显著,对维护生物多样性、保持生态平衡有着重要作用。1.水生态系统特性水生态系统的结构特征可从纵向、横向、垂向进行分析:纵向主要表现为河流气象、水文、地貌、地质条件具有明显的上、中、下游区域差异性和河流纵向形态的蜿蜒性;横向主要表现为水—陆两相性,从河流向岸边依次为河道、洪泛区、高地边缘过渡带、陆域,此外,河流横断面表现为交替出现的浅滩和深潭的形态多样性。垂向主要表现为水体表面的水—气两相性和底部的水—泥两相性,河流基底对于水生生物起着支持(如底栖生物)、屏蔽(如穴居生物)、提供固着点和营养来源等作用。水生态系统具有以下特性:流域性:即以流域为整体,河湖为主体,边界清晰、结构功能完整的生态系统,各子系统以河流水系相联系,具有地表、地下完整的水文循环过程。复合性:是由陆地河岸生态系统、水生生态系统、湿地生态系统等子系统组成的复合系统。多样性:河流与湖泊及河流上中下游的生境异质性、河流形态的蜿蜒性、河流横断面形的状多样性,流速、流量、水深、水温、水质、河床构成等多种生态因子的异质性是生境多样性和生物群落多样性的基础。连续性:水生态系统具有从河流源头到河口的空间连续性和生物过程的连续性。2.水生态系统功能水生态系统的功能可分为生境支持、生物多样性维持、服务人类生产生活三个层次。生境支持功能是水生态系统为生物提供生存环境的基础功能,体现在水文循环、气候调节、土壤形成、水源涵养等方面。生物多样性维持功能是水生态系统生境多样性对生物多样性的基础支持。服务功能是水生态系统为人类提供的生产生活条件和效用,具体体现在供水、发电、航运、水产养殖、污染降解、景观、文化等多方面。3.水生态安全水生态安全是指水生态系统能够良性循环并持续不断的自我更新,其各项功能没有受到损害,进而能持续地满足人类需要的状态。水生态安全包括生态系统功能和人类需求两个方面,二者缺一不可,即水生态安全既与水生态系统的承载力和可再生能力有关,又与人类开发活动密切关联。水生态安全的实质是以水生态系统的可持续维持来保障其服务功能的可持续提供。

二、我国水生态系统状况分析

1.水生态系统状况全国主要河湖生态需水满足程度、水环境状况、重要湿地保留率和重要水生生境状况等方面的调查评价总体为以下结果:①河湖生态需水满足程度。在全国主要河湖223个生态基流控制断面中,生态基流满足程度为优和良的有167个,占比74.9%,主要分布在南方长江区、珠江区及东南诸河区以及北方大江大河上游河段。满足程度为差和劣的有46个,占比20.6%,主要分布在辽河区、海河区、淮河区和黄河区等。在83个敏感生态需水控制断面中,敏感生态需水满足程度为差和劣的有23个,占比27.7%,主要分布在海河区以及松花江区、辽河区和黄河区下游河湖。②水环境状况。最近完成的全国水资源保护规划对全国主要河湖8499个水功能区评价表明,水质不达标的水功能区有4444个,松花江区、辽河区、海河区及太湖流域的水质达标率均低于40%。在评价的168个湖库中,近一半湖库处于中度及以上富营养化水平。③湿地保留率。对217个评价单元的湿地保留率评价为优和良的有130个,主要分布在松花江区、长江区和珠江区。湿地保留率为中等及以下的有87个。黄河区、海河区和西北诸河区约70%以上湿地评价结果为差和劣。④水生生境状况。对全国546个重要水生生境状况的评价表明,生境状况为优和良的有206个,占37.7%,主要分布在长江、珠江以及松花江;生境状况为中等的186个,占比34.1%;生境状况为差和劣的154个,占28.2%,主要分布在黄河和淮河流域。主要河流纵向连通性评价表明,受由于水库大坝阻隔,近一半的河流纵向连通性较差。从历史进程分析,我国水生态状况总体呈恶化趋势,已对我国水资源可持续利用和经济社会可持续发展造成严重影响。

2.问题成因分析造成我国水生态问题的原因是多方面的,主要原因有:①气候变化对水生态环境的影响不断加剧。主要江河源头区冰川消融加快,降雨、蒸发、下渗等水循环过程发生改变。干旱区范围扩大、荒漠化程度加重对干旱、半干旱地区的水生态系统安全带来严重威胁,洪涝频发对治理和改善部分区域水生态环境问题提出了新挑战。②部分地区水资源、水能等的开发利用已经接近或超出水生态系统承载能力。水资源配置缺乏与区域水土资源、生产力布局的统筹,我国约三分之一国土面积存在水资源过度开发的问题,特别是北方地区尤为严重。黄河、辽河、海河流域水资源开发利用率分别达到82%、76%、106%,超过了流域水资源承载能力。全国地下水超采区面积达到30万km2。与此同时,废污水排放量持续增加,远远超出水功能区纳污能力。③水生态涵养空间受到严重挤压。不合理的开发模式和人为活动造成与河湖争地,水源涵养区、河湖沼泽区、蓄洪滞涝洼淀区等的水生态涵养空间遭受严重侵占,导致河湖水、沙等循环条件显著变化,湖泊及河流尾闾萎缩,水生态空间格局遭到挤压和破坏。20世纪50年代以来,全国面积大于10km2的湖泊有230余个萎缩,其中89个干涸,总萎缩面积约1.4万km2。全国天然陆域湿地面积减少了28%。此外,快速城市化进程中,对构建自净自渗、蓄泄得当、排用结合的城市良性水循环认识不足是导致城市水生态急剧恶化的重要原因。④部分水利水电工程建设导致河湖生态退化。筑坝建库和大规模引水改变河流、湖泊的水文情势及水生态环境,阻断鱼类洄游通道。在强调工程的安全可靠、技术可行及经济合理的同时,忽视了工程布置、结构、材料等与自然的和谐具体表现为河流形态直线化、河道断面规则化和河床材料硬质化,形成“三面光”河道,造成生物多样性急剧下降,河流自净能力降低和水质恶化,使河湖基本生态的功能受损或丧失。

三、水生态保护与修复的总体方向和措施

1.工作进展2007年以来,水利部开展了大江大河及重要支流流域综合规划编制工作,在规划报告中均将水生态保护与修复作为规划重要内容。2010年以来,国务院相继批复了《全国水资源综合规划(2010—2030年)》《全国生态保护与建设规划(2013—2020年)》七大流域综合规划等,均对水生态保护与修复的目标、任务等提出了明确要求。2012年,水利部会同国务院有关部门启动了《全国水资源保护规划》编制工作,将水生态保护与修复、生态需水保障等作为主要规划内容。2004年,水利部印发了《关于水生态系统保护与修复的若干意见》,在全国范围内开展了14个城市水生态系统保护与修复试点工作,起到了引领和示范作用。2013年7月,水利部大力推动水生态文明建设,先后启动了两批105个全国水生态文明城市建设试点。制定了《河湖生态保护和修复规划导则》《国家水生态文明市评价标准》《河湖生态环境需水量计算规范》等一系列标准规范。近年来,对黄河、塔里木河、黑河进行综合治理和水资源科学调度,取得了明显成效,黄河实现连续十六年不断流,塔里木河下游干涸二十多年的台特马湖重新过流,黑河下游的东居延海重现生机。连续实施“引江济太”,将长江水调入太湖,实现了“以动治静、以清释污、以丰补枯、改善水质”的目标。对扎龙湿地、南四湖、白洋淀等湖泊湿地实施生态补水,维护了生态脆弱地区的水生态安全,取得了显著的社会、生态和经济效益。总结我国水生态保护与修复工作,也存在以下主要问题:①立法保护不足。水生态系统水生态保护与修复重在保护,我国目前在水生态保护方面的相关法规依然薄弱。②体制机制亟待改革。水生态保护与修复规划编制、实施主体、资金来源、运行维护等方面缺乏区域间、部门间的协调和统筹,主要原因是体制机制的不适应。③监控体系薄弱。我国目前的水生态安全评估标准、监测体系等非常薄弱,造成水生态状况监控、风险预警、责任追究、措施效果评估等缺乏基础支撑。④缺乏流域统筹。水生态保护与修复规划布局重视局部利益和效果,缺乏流域性统筹和治理措施的系统性,个别地区甚至以营造水域景观、后续土地开发为主要目的,破坏了流域整体的水生态系统。⑤水生态修复工程重视工程措施,对监督管理措施重视不够,对已实施工程的运行管理和维护不足,影响工程效益的长久发挥。⑥水工程建设中的水生态保护相对薄弱。水工程建设重视对水资源的功能性开发,忽视水生态系统结构和功能的保护现象依然存在。如防洪规划强调对洪水的控制,但对洪水的出路、疏导考虑不足;水系河道整治、滩涂海涂围垦、蓄滞洪区建设等中缺乏与水生态保护的协调和统筹。

2.基本原则和总体方向水生态文明是人类遵循人水和谐理念,以实现水资源可持续利用,支撑经济社会和谐发展,保障生态系统良性循环为主体的人水和谐文化伦理形态,是生态文明的重要部分和基础内容,要把生态文明理念融入水资源开发、利用、治理、配置、节约、保护的各方面和水利规划、建设、管理的各环节。水生态系统保护与修复应遵循以下原则:①保护优先,绿色发展。着力实现从事后治理向事前保护转变,从人工建设向自然恢复转变。改变以往“以需定供、技术可行、经济最优”的工程建设思路,充分发挥水生态系统的自我修复能力,将自然修复和人工生态修复措施相结合,建设生态友好型水工程。②流域统筹,系统修复。充分考虑流域水生态体系结构和功能的流域性、层次性、尺度性,转化治理模式,从流域层面提出水生态保护与修复的原则、目标和总体布局。③技术创新,综合治理。创新水生态保护与修复建设管理体制、机制,加强水生态保护与修复的新技术、新方法研究,注重重点区域综合治理,发挥重点区域的示范作用。我国水生态系统保护与修复的总体方向是以水资源紧缺、水生态脆弱和水环境恶化等问题区域为重点,以实现江河湖泊沟通、水系完整,水质良好、生态多样、文化传承为目标,从国家、流域、区域、城市等不同尺度提出水生态保护与修复主要任务,逐步构建空间均衡、功能完备、管理完善、保障有力的水生态系统安全格局。通过水资源合理调配逐步退还挤占的生态环境用水,对水生态作用显著的重点水工程实施生态调度,使基本生态环境需水得到基本保证;重要水域水生态恶化趋势得到遏制,通过节水治污和跨流域调水、水资源配置以及河湖连通等生态修复工程的实施,改善河湖水量过程、加速水环境恶化地区河流湖泊水体的流动性,促进水体自我调节功能的恢复和增强,使河湖水环境状况得到明显改善;受损的重要水生态得到初步修复,合理调配生活、生产、生态用水,建立生态环境用水保障制度,维护主要河湖正常生态功能;基本建立水生态监管体系,加强对重要生态环境敏感区生态环境系统的监测与控制。要着力实现以下转变:从局部区域和河段向区域和流域尺度转变;传统水利工程向生态友好型水利工程转变;水环境治理从注重水质改善向水生态系统治理修复转变;水生态系统保护工作从行政推动向理念、立法、技术及标准制约阶段发展;从局部水生态治理向全面建设水生态文明转变。

3.主要措施今后一个时期,我国水生态保护和修复的主要措施主要有以下方面。(1)健全水生态文明法制体系,加快实施水生态红线管理加快建立系统完整的水生态文明制度体系,引导、规划和约束各类开发、利用、保护水资源和水生态的行为;结合国家主体功能分区、生态区划,明晰水生态功能定位和空间分区,划定河流、湖泊及河湖滨带的管理和保护范围,切实维护水生态空间,划定水生态环境敏感区和脆弱区等区域水生态红线;严格限制建设项目占用自然岸线,城市规划应保留一定比例的水域面积;控制用水总量,逐步退还挤占的河道内生态环境用水和超采的地下水。确定江河主要控制断面以及区域地下水系统的生态水量标准和湖泊、地下水的合理水位。开展长江三峡及上中游干支流控制性水库群、黄河干流水库、淮河闸坝群等大江大河闸坝水量联合调度试点,完善塔里木河、黑河、石羊河等水资源紧缺河流的水量调度。(2)强化流域统筹协调管理,实施山水林田湖综合治理坚持水量、水质和水生态统一规划,统筹考虑地表水与地下水、水生态保护与修复、点源与非点源污染治理等方面的关系,科学制定流域水生态保护与修复规划方案。加快批复实施全国及七大流域水资源保护规划。在全流域层次上立足山水林田湖是一个生命共同体,统筹流域水资源开发利用与节约保护、防洪减灾、水污染防治和生态治理等要求,科学配置流域、河流廊道及具体河段不同空间尺度下水生态保护与修复工程和管理措施。推进以流域为单元的综合管理,完善水资源保护与水污染防治协调机制,全面落实全国重要江河湖泊水功能区划,建立流域防污控污治污机制。建立和完善流域水生态补偿机制,协调生态环境保护及其经济利益之间的分配关系。创新河湖管理模式,推行水体治理及管护“河长制”。(3)构建生态友好型水工程体系,发挥水工程生态保护与修复完善水工程规划设计标准规范体系,协调好水工程建设与生态保护的关系,强化水利工程规划设计、建设实施、运行调度等各环节的水生态保护。倡导仿自然、低影响水工程建设,河道工程布局应维护河流天然形态,保持河流蜿蜒性,维护湿地、河湾、急流、浅滩等多样性栖息生境。实施水库、闸坝生态调动运行,满足河流生态需水。实施农村河塘沟渠整治,采取清淤疏浚、生态沟渠整治、河渠连通等措施建设生态河塘,打造河畅水清、岸绿景美的“美丽乡村”。(4)构建生态水网体系,实施河湖水系连通河湖水系连通是优化水资源配置战略格局、提高水利保障能力、促进水生态文明建设的有效举措。坚持恢复自然连通与人工连通相结合,以自然河湖水系、大中型调蓄工程和连通工程为依托,以构建流域生态水网体系为重点,在有条件的地区加快推进河湖水系连通工程建设,增强河湖连通性,提升河湖水环境容量,恢复河湖生态系统及功能。在东部地区,加快骨干工程建设,维系河网水系畅通,率先构建现代化水网体系。在中部地区,积极实施清淤疏浚,新建必要的人工通道,增强河湖连通性。在西部地区,科学论证、充分比选、合理兴建必要的水源工程和水系连通工程。在东北地区,开源节流并举,有条件的地方加快连通工程建设,恢复扩大湖泊湿地水源涵养空间。(5)实施重点区域水生态修复以重要生态保护区、水源涵养区、江河源头区、重要湿地以及水生态脆弱和恶化区域为重点,实施水生态修复工程,开展退耕还湿、退养还滩,逐步扩大水源涵养林、河湖水域、湿地等绿色生态空间。结合“一带一路”、京津冀协同发展及长江经济带等国家重大发展战略,重点实施京津冀“六河五湖”生态修复治理,长江经济带沿江生态环境保护工程,继续推进太湖、滇池、巢湖等重点湖泊和长江中下游、珠江三角洲等地区河湖内面源及水环境综合治理,继续实施塔里木河、黑河、石羊河等的生态综合治理。综合运用调水引流、截污治污、河湖清淤、生物控制等措施,修复湖泊湿地生态环境。对鱼类“三场”、洄游通道等重要生境保护实行统一规划和管理,划定为水生态重点保护和保留河段,采取禁止或限制开发措施,开展重要水域增殖放流活动,保护水生生物多样性。加强地下水超采区治理和修复,实施地下开采量与地下水水位双控制。华北地区依托引江引黄等工程,结合调整种植结构以及退减灌溉面积等休养生息措施,逐步削减地下水开采量。(6)以水生态文明城市建设为引导,构建人水和谐的水生态保护格局推进水生态文明城市建设试点,构建河畅、水清、岸绿、景美的人水和谐的宜居生活空间,并以此为引导,探索水生态文明建设经验,辐射带动流域、区域水生态的改善和提升。加快推进海绵型城市建设,综合运用“渗、滞、蓄、净、用、排”等工程和非工程措施,因地制宜安排雨水滞渗、收集利用等削峰调蓄设施,增加下凹式绿地、植草沟、人工湿地、可渗透路面、砂石地面和自然地面,以及透水性停车场和广场等城市透水空间,保障足够的洪涝水蓄滞空间。(7)促进科技创新,强化监管能力开展与生态用水、配置与调度、生态修复技术、生态补偿、水生态评估与监测、管理机制与保障措施研究等关键技术科技攻关。建立健全水生态保护标准和技术规范体系。加强水生态保护与修复新技术、新材料、新工艺的开发和推广应用。加快我国水生态监测与管理信息系统建设,开展河湖水生态状况持续、系统监测,进行水生态安全评估。建立水生态预警及决策系统。加强监督管理能力建设,建立多形式、多层次的监督机制和监督机构,加大对违规、无序开发活动和破坏水生态行为的监督管理。

四、结语

篇2

生态修复是自从20世纪80年代以来,随着城市化进程的加快和城市生态环境的一步步恶化,慢慢的成为生态学一个重要的研究分支。目前,生态修复依然是国内外各国一个重要的研究热点,许多国家都进行了很多的理论研究,并且部分研究成果在部分地区得到了实践和应用。

1.目前城市水环境生态修复存在的问题

目前,国内相对发达城市已经渐渐重视到城市生态环境的问题,在城市的中心地区开始建了公园和风景区,城市绿化和环境得到了改善。临海非工业性城市,水环境的调节相对比较简单,而内陆相对缺水城市的水环境生态修复问题就比较明显和突出。

1.1城市水环境修复以人文景观修复为主,忽略自然生态修复

城市环境的生态修复往往更加注重一些表面的东西。比如:针对城市的环境,某市在进行修复的过程中,将目光放在城市几千年文化的传承和开发利用上,由此,城市的水环境修复也围绕城市的历史文化传统与资源开发展开,这种以人文景观为主体的修复方式,虽然带来了不少的经济效益,但是,在修复的过程中往往比较容易忽视水环境的自然性。很多地方都是简单的种植草坪和灌木丛,而忽视了河流的生态,影响了生物的生长环境。

1.2忽视整体的水环境修复

现阶段的城市水环境修复往往忽略了城市水环境的整体性。生态环境是一个整体的系统,如果仅仅针对其中的某一个方面进行修复治理,是不能完全恢复原有生态的。现在的很多城市在治理水环境过程中,往往只注重单个的水体修复生态规划和设计,忽略了多处水体相互联系的作用,从而削弱了城市水环境的整体生态功能,耗费了大量的资金、人力、物力,还造成了后期维护的困难。

1.3忽视了标本兼治

现在的城市建设过程很快,城市基础设施在短时间内进行了大范围的建设,城市化进程的加快使得工业和生活污水的排放量越来越大,很多污染物的处理和排放都没达到标准。很多二线城市显示出了比较大的发展空间和发展潜力,但在处理污水等问题上还只停留在表面,很多问题不能从根本上进行治理,城市的水系统治理只是停留在表面阶段,很多指标都没有达到国家规定的要求,为水环境的生态修复带来了很大困难。

2.城市水环境生态修复的对策

2.1借助景观的生态规划,恢复景观的格局模式

进行水环境的生态修复要借助先进的景观分析相关理论与放大,尤其是在进行土地规划和土地利用以及环境保护的管理中,要有效地引进景观相关理念和景观生态学的相关方法,对景观的可持续发展进行评价。要正确处理人文和旅游的景观与生态环境的关系,应该在自然景观修复的基础上叠加人文景观和旅游的经典。尤其是在针对河流和湖泊的开发中,要注意在景观开发中保护其原有的模式和生态系统。河流和湖泊的生态修复规划,要注意避免硬质驳岸和彻底的统一性,应该根据河流和湖泊的功能以及相关的功用,合理分析和规划河流湖泊的利用,真正在生态修复中做到和谐的自然环境与人类生活环境的共存。

2.2统筹规划,优化功能分布在水环境的生态修复中,要正确处理居住、旅游和贸易以及自然之间的关系,要合理的设计各种功能区,避免多处的水体恢复景观功能区的重复性。在进行规划的时候,要针对城市中现有的条件进行合理规划和统筹的设计。在进行水生态修复的过程中,要针对现有的条件,兼顾到水生态的整体性和系统性,修复的工作要全面的从城市的各个水系、河流和湖泊开始,而不是专门针对某一个地区进行规划。

篇3

关键词:城市湿地;生态修复;湿地生态平衡

1湿地生态修复概述

城市湿地是指城市区域之内的海岸与河口、河岸、浅水湖沼、水源保护区、自然和人工池塘以及污水处理厂等具有水陆过渡性质的生态系统[1],具有湿地的生态功能和典型特征,是城市生态系统的重要组成部分。我国湿地种类众多,数量丰富,长期以来,由于对保护湿地资源的重要性缺乏认识以及不合理利用湿地资源,导致我国湿地面积缩小,生物多样性降低,湿地功能退化。湿地修复是指通过生态技术或生态工程对退化或消失的湿地进行修复或重建,再现干扰前的结构和功能,以及相关的物理、化学和生物学特征,使其发挥应有的作用[2]。基于不同的湿地,应根据其地理位置、气候特点、湿地类型、功能要求、经济基础等因素,制定相应的湿地生态恢复策略、指标体系和技术途径。湿地的生态修复设计是一种基于自然系统自我有机更新能力的再生设计,在人工引导下利用大自然强大的自我修复能力去修复湿地生态环境。虽然针对不同的退化湿地生态系统,其侧重点和要求也会有所不同,但总体而言,湿地生态修复包括实现湿地基底的稳定性,恢复良好的水文条件,恢复植被和土壤,增加物种组成和生物多样性,实现生物群落的恢复,提高生态系统自我维持能力,恢复湿地景观,增加视觉和美学享受等。

2项目背景

安徽合肥十八联圩湿地位于巢湖北岸,南淝河入巢湖口以东区域,是重要的南淝河入湖口旁侧湿地,水资源与水生物资源丰富。根据2018年7月安徽省林业调查规划院报告,共分为河流湿地、沼泽湿地、人工湿地3个湿地类和永久性河流、草本沼泽、库塘、水产养殖场、输水河和稻田6个湿地型,湿地总面积2048.76公顷。人工湿地广泛分布,占湿地总面积86.56%;沼泽湿地多分布在圩区西部,占湿地总面积的11.64%;河流湿地仅占湿地总面积1.80%。湿地现状。由于长期的农业耕作,以及周边区域的开发建设,对十八联圩的湿地生态系统产生极大的影响,面临着湿地逐年退化,湿地生物不断减少的威胁。(1)湿地水体流动性差,污染和富营养化严重。区域内现状湿地多为以往生产生活遗留的水产养殖场和水塘,水质富营养化严重,湿地生境破碎,水系不流通。(2)动植物资源相对单一,生物多样性低。植物多样性较低,真正的水生植物和沼生植物相对较少,区内经济作物为主大面积种植,使其他植物生存空间被压缩。区域内鱼类群落结构相对简单,鱼类生境呈现片段化。不合理的农业生产经营方式,使多种资源受到破坏,鸟类栖息地减少,食物来源受影响。(3)外来生物入侵造成危害。外来入侵植物繁衍扩散迅速,造成本土生态系统危害,小飞蓬等外来物种主要危害陆地生态系统,而喜旱莲子草等主要危害水生生态系统。

3设计理念与景观分区

3.1设计理念

修复和重建适合湿地生物生存和繁衍的基底条件,包括的湿地地形、土壤条件,良好的水文状况等,营造多样化的生境,引入多样化的生物因子,从而丰富生物多样性,逐渐修复湿地生态系统的结构与功能。

3.2景观分区

根据现状场地湿地功能特点等,分为强化净化湿地区、沼泽湿地重建区、生态塘湿地重建区、自然湿地保育区、生态林带隔离区。(1)强化净化湿地区。位于北侧和东北侧,是场地最高区域。通过北部的河道将南淝河的水引入本区域,增强区域内水动力,同时通过湿地净化,削减入巢湖的污染负荷。整理地形形成底面有坡度的洼地,在基底由土壤和调料(如卵石等)混合组成填料床,在床体表面种植具有水净化能力强、成活率高的水生植物,包括:千屈菜、芦苇、水葱等,水体流过基质和植物根部,达到强化净处理的目的。(2)沼泽湿地重建区。位于强化净化湿地区南部下游,利用原有人工湿地,重塑微地形,形成港汊纵横、水陆交错的多样化湿地生境,包括小岛、河流、深潭等,形成层次丰富的湿地景观风貌。(3)生态塘湿地重建区。位于场地中部,局部打破原有鱼塘的分割,沟通水体,在塘内种植水生植物,去除水中的污染物,并为水生昆虫、鱼类和水陆交错带的动物提供生长和繁育场所。(4)自然湿地保育区。场地西部及西南部现状沼泽湿地生态环境较好,进行保留并严格加以保护,防止外来干扰,仅开展科研及管理维护工作。(5)生态林带隔离区。在场地东侧边界区域,建设生态林带隔离区,营造陆地生物生境,减少周边区域对湿地的影响。选取乡土树种和先锋造林树种,合理增加挂果植物,为植食性城市留鸟提供食物。

4湿地生态修复

规划湿地生态修复包括地形修复、水文修复、湿地生物因子修复。

4.1地形修复

湿地地形主要满足各种类型湿地生境营造、水文、植物种植、湿地生物栖息地等几个方面。设计维持原有地形大高程坡度走向,满足水体自然流动的趋势,并且营造出多样化湿地生境。陆地部分为陆地生物创造适宜的生境。

4.2水文修复

包括湿地水文条件的恢复和湿地水环境质量的改善。从南淝河引水进入湿地,并有组织地流动,增强水动力。很多水生植物及微生物对水中的有机物、化学物质具有吸附和净化作用,通过收割水生植物体就可以达到从污水中去除氮、磷的目的[4]。常用于去除污染物的挺水植物有芦苇、菖蒲美人蕉、慈姑等。沉水植物中应用于氮磷污染水体的主要有菹草、金鱼藻、狐尾藻等[5]。

4.3植物群落修复

因为湿地有着水陆交界的特征,植物群落配置也是沿着“沉水植物浮水植物挺水植物陆生植物”的系列渐变[6]。通过竖向设计和水位控制,为多样化植物创造生长条件。植物选择乡土树种,避免外来物种入侵;水生植物具有良好的去污效果,又能为水鸟提供庇护场所和食物。林地植物选用本地植物及带果实的适合鸟类食用的植物,比如栾树、乌桕等。林下的物种多样性整体呈混交林高于纯林的趋势,有利于群落的稳定存在和发展[7]。合理搭配乔木、灌木、草本植物,增加生境的复杂性和物种多样性。入侵的有害外来物种可能会摧毁当地的生态系统,危害动植物多样性,应选择生态的方法铲除,摈弃化学除剂。

4.4动物因子修复

动物因子主要包括湿地鱼类、底栖动物和鸟类。水生动物的放养将充分考虑水生动物物种的配置结构,科学合理地设计水生动物的放养模式,使生态系统更加的稳定[8]。湿地修复中根据水生动物的觅食、营巢、繁衍、迁徙等活动规律来创造条件,营造适合各种动物生长的多样化生境。湿地鱼类群落恢复以促进清水生态系统形成以及为鸟类提供食物为目的,调整鱼类结构,适当放养小型可供鸟类取食的本地鱼类。通过适度投放巢湖地区土著性螺类、贝类等,增加底栖动物的多样性。鸟类的恢复主要依靠鸟类生境的营造。规划不同水生区域,供不同的涉禽和游禽栖息。在陆地区域内种植树木集中成林,营造林地景观和陆鸟生境。禁止游人进入鸟类栖息地,其他区域也应该控制噪声等干扰,有利于鸟类的栖息。

篇4

关键词:巢湖生态文明示范区、生态修复、治理策略

中图分类号:F205文献标识码: A

0 引言

巢湖流域地形多样、水系复杂,人口密度大、耕作强度高,湖泊污染面广、量大。自国家开展“三河三湖”水污染治理工作以来,巢湖流域水污染防治取得了长足进展,但现状水环境状态依然不容乐观。《2012中国环境状况公报》数据显示,巢湖富营养化程度居全国五大淡水湖泊第二,TN、TP等水质指标也已全部超过湖泊富营养化评价标准。

1 巢湖生态文明示范区生态修复面临的核心问题

(1)半封闭水域

人工控湖之后,巢湖逐步演变为半封闭型湖泊,呈现出“水量交换减少、水体流动减弱、水位波动减缓”等人类干预下的湖泊水文特征,逐步诱发出环境容量缩小、环湖湿地消失、自净能力下降等问题,加剧了水体、岸带生态系统的退化。此外,历史上大面积的围湖造田、筑坝养殖等导致巢湖流域的湿地滩涂逐渐消失,使巢湖流域的陆域生态系统大幅退缩。

(2)污染重湖泊

经济的快速发展带来了大量的城镇生活、工业生产和农业面源污染,在加强污水处理和提标改造的同时,随着用水量增加,巢湖流域污水排放及入湖污染负荷持续增长;而入湖河流生态基流匮乏,以及环湖含磷地层的岩溶性磷流失严重,也增加了巢湖的污染负荷。

(3)发展中流域

根据安徽省社会经济发展战略,未来一段时间内,巢湖流域仍将处于工业化与城镇化快速发展阶段。此外,产业结构调整相对滞后,与减排刚性要求的矛盾依然突出,使得城市发展与生态保护矛盾与日俱增。

2 巢湖生态文明示范区生态修复的总体思路

(1)理顺环湖发展建设与水污染防治的支撑并行关系

围绕城、湖关系,确立巢湖生态文明示范区生态修复的总体思路。一方面,巢湖的保护、修复与治理是巢湖生态文明示范区(巢湖流域)的生态城市建设、流域新型城镇化发展的核心;另一方面,生态城市建设和新型城镇化发展是巢湖生态保护、修复与治理的根本保障。两者是互为依托、互相支撑的整体,缺一不可。

(2)调控水质、水量与水生态,兼顾污染控制与内部调控

水量、水质是湖泊生态修复的基础问题,构建和优化水生生态系统是湖泊治理的根本。作为半封闭浅型湖泊,通过恢复和调整江湖关系来实现水量安全进出、水位合理升降、水体经常流动,是巢湖水生态修复、水环境改善的基础,也是水质恢复的重要条件。

(3)因地制宜选择污染治理技术

巢湖流域山体磷背景值高、涉及区域广,因而要实施全过程磷流失控制技术;巢湖属闸控河道性湖泊,污染物在不同湖区之间迁移,水源地供水安全随时受到威胁,因此要开展重污染入湖河流治理和水源地保障供水安全应急技术;主要污染入湖河流缺乏生态基流,因此要适时开展入湖河流多源补水的优化调度技术。

3 巢湖生态文明示范区生态修复策略研究

通过对巢湖生态文明示范区生态修复核心问题的解读,确立了其开展生态修复的总体思路,并在此基础上,提出了包括示范区生态修复与管控格局构建、产业转型升级、截污减负与水质净化、圈层生态保育修复、扩大湖泊环境容量等五个方面。

3.1 构建生态修复与管控格局

根据巢湖流域的自然属性和社会属性现状,分析各区域的生态承载能力,划定包括水源涵养、水资源调蓄、水质净化、生物多样性维持等功能在内的生态功能分区[1]。以水生态功能分区为依据,对生态要素最集中、生态敏感度最高的区域实施最严格的生态保护,禁止开发建设;对城湖过渡地带的生态保护次区域设定准入条件,限制开发建设;对于保障城镇健康发展的区域,满足生态环保要求和排污标准,加强集约建设。层次递进,分类管控,以此实现生态保育地区、新型农业地区和城镇化发展区域的共生、共促。

3.2 推动产业转型升级,缓解“城湖”矛盾

在用足、用活巢湖流域“山、岭、湖、水、圩”等农业发展资源的同时,不断推动农业产业结构调整,走农业规模化、产业化道路,从根源上控制农业面源污染[2]。推动循环经济发展,建设低碳产业体系,严格资源节约和环保准入门槛,着力打造生态工业园区,全面降低工业点源污染。同时,发挥近湖区域的生态资源优势,发展壮大特色旅游产业,打造环巢湖特色旅游目的地。通过转变发展方式和调整产业结构,推动传统产业转型升级,促进现代服务业快速发展,实现污染物的结构减排,缓解经济发展与资源利用、环境保护的矛盾。

3.3 截污减负与提高自净能力相结合,降低污染负荷

首先是控制污染源,包括工业废水、城镇生活污水、农业面源以及底泥内源污染控制[3]。弱化与拦截入湖污染,加强对重污染河道的综合治理,同时对河岸带湿地展开重建与修复工作,以及对环湖富磷本地区域的生态修复;第二是增强水体自净能力。以重污染河道的水体自净能力提升为重点,通过多级人工湿地净化、河口湿地重建、河道原位净化等生态修复工程,削减入湖污染量;构建圩区缓冲带和沟塘生态系统、恢复消落区生态功能,增强湖滨带污染拦截功能。第三是科学清淤,减少内源释放。据估算,巢湖淤积底泥总量约2.5亿立方米,其中高磷底泥约0.5亿立方米,释放的氮磷贡献量约占全湖总负荷的10%左右。选择在主要入湖河口地区开展生态疏浚,一方面可削减底泥污染释放,另一方面可促进生物多样性和物种保护。

3.4 保育修复,恢复生态系统功能

首先是对水体生态系统的保育修复。在分析蓝藻水华易堆积区水体流场与藻华生物量的时空分布的基础上,通过物理拦截打捞、水下气幕拦截等方式,加强对东西半湖蓝藻水华的调控,同时,优化调控湖体物种生物结构,提高湖体水质净化能力。第二是对滨湖岸带的生态修复,通过构建由重点入湖河口净化湿地、圩区湿地、固岸防浪湿地、农村河塘湿地等构成的梯级湿地体系,修复滨湖带生态功能[4]。第三是对陆域地区的生态修复,提高陆域水源涵养能力,修复生态功能。包括加强山体生态修复,治理水土流失和抑制岸线崩塌,减少富磷本底、水土流失对巢湖水质的影响;提高森林覆盖率,在入湖河流的源头地区,强化水源涵养林建设;推进景观生态林营造、建设防浪护堤林带等内容。

3.5 调水引流,扩大湖泊环境容量

完善并扩大巢湖对江水循环通道,修复江湖关系,调控水位波动。以引江济巢为标志的控湖工程体系,以实现水量的安全进出、水位的合理升降、水体的经常流动,为水生态修复、水环境改善和水资源利用创造工程条件。

4 结语

半封闭水域、污染重湖泊、发展中流域等问题是巢湖生态文明示范区开展生态修复工作所面临的核心问题。本着“生态优先”原则,同时不回避巢湖所在的城市地区的发展建设需求,全面考虑水质、水量、水位、水生态等基本要素,全面预测流域生态、生活、生产需求,同步推进湖内调节与流域控制,是制定示范区生态修复策略的关键,本文正是围绕这些基本思考,研究了巢湖生态文明示范区生态修复的基本策略,以期对巢湖及其他相似流域提供参考。

作者简介:

吴亚伟,合肥市规划设计研究院 高级工程师 国家注册城市规划师

王岚,合肥市规划设计研究院 城市规划师

参考文献:

[1]高永年,高俊峰.太湖流域水生态功能三级分区[J].地理研究,2012(11):1941~1951

[2]朱青,唐红兵.创新湖泊治理与保护思路,加快巢湖治理与保护进程[J].水资源保护,2013(7):54~55

篇5

 

1. 建设生态水利工程的必要性

 

水利工程指具有防洪、排涝、河道整治、发电、灌溉、供水、航运、生态环境等单一功能或多种功能的兴利除害的工程,这就是传统的水利工程。传统的水利工程规划规划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。生态水利,就是按照生态学原理,遵循生态平衡规律的法则和要求建立起来的满足良性循环和可持续利用的水利体系,生态水利工程不仅需要满足工程本身的生态规划要求,又要满足整个流域水系的生态要求,或者说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。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(如防洪、河道整治工程),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、清洁生产和环境立法和资源管理一起,成为河流生态建设的主要手段。建设人类美好的生存环境和社会持续发展,需要生态水利工程。

 

2. 当前生态水利工程工作面临的困难

 

2.1 生态水利工程规划缺乏基于不同区域的评价标准和规划方法。

 

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规划标准,但是对于不同地区的工程来说就没有具体的规划指标和参考模式。因此,对于我国现阶段的生态水利工程的规划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规划方案。

 

2.2 生态水利工程规划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规划的目标和建设标准,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预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。

 

2.3 生态水利工程规划缺少生态水文测验资料。

 

对于工程的建设来说,一些前期必备的资料是必不可少的,生态水利工程建设依然如此。生态水文的测验资料是生态水利工程规划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规划理论、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规划对资料的需求。有关生态水文站方面的规划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。

 

2.4 生态水利工程规划技术人才匮乏。

 

不管对于什么类型的工程来说,人才都是工程建设中必不可少的关键组成部分。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规划人员不仅具备水利工程规划的知识和经验,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规划能力技术人才匮乏,加之生态水利工程的实践活动的经验缺乏,可以参考与借鉴的规划项目有限,难以保证生态水利工程的规划水平和质量。

 

3. 生态水利工程基本规划原则

 

3.1 工程安全性和经济性原则。

 

(1)生态水利工程是一种综合性工程,既要满足人类的需求,同时也要考虑可持续发展的要求。另外,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。

 

(2)从生态水利工程的经济上分析,应准寻风险小效益大的基本原则,由于生态系统的演变方向是随机的,生态水利工程规划具有一定的风险,这需要在规划规划中进行方案比选,更要重视生态系统的长期定点监测和评估。另外,应该合理的利用生态系统的恢复能力,力争以最小的投入获得最大收获的规划路线。

 

3.2 生态系统自我规划、自我恢复原则。

 

生态系统的自组织功能是其重要特征。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。依靠生态系统自规划、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,从而完成规划和实现规划。成功的生态工程经验表明,人工与自然力的贡献各占一半。

 

3.3 景观尺度及整体性原则。

 

(1)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。

 

(2)同时,必须重视水域和生态环境的易变性、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。

 

(3)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。

 

(4)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。河流生态修复长期的工作。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。

 

3.4 反馈调整式规划原则。

 

3.4.1 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。

 

3.4.2 生态水利工程规划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。在河流工程项目按照规划执行以后,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规划预期的目标发展,可能出现多种可能性。最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。

 

3.4.3 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规划不同于传统工程的确定性规划方法,而是一种反馈调整式的规划方法。是按照“规划-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。

 

3.4.4 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,不需要规划变更;

 

(2)需要局部调整规划,适应新的状况;

 

(3)原来制定的目标需要重大调整,相应进行规划。

 

4. 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。因此在生态水利工程的规划过程中,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,提高规划的科学性。

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关键词:生态水利工程; 建设发展

Abstract: water is the basis of life, is a necessary condition forbiological survival and development strategy, water hassignificant position and role in the process of economic and social development, the economic and social developmentmust be the development and utilization of water resources,and the development and utilization of water resources cannot do without water conservancy construction. In this paper, the author puts forward the natural law of the development ofwater conservancy project construction to follow, to the ecological, environmental protection concept for construction,water conservancy project practice, summarize the development mode of ecological engineering construction, for reference.

Keywords: ecological hydraulic engineering; construction and development

中图分类号: TV 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012

传统意义上的水利工程建设作为一项重要的工程,以建设水工建筑物为手段,目的是改造和控制河流,满足人们对防洪和水资源利用等多方面的需求。随着时代的不断进步,科技水平的不断提升,人们的生活水平的不断提高,对环境的要求也随之增长。人们认识到河流不仅是可供开发的资源,更是河流系统生命的载体,我们不仅要关注河流的资源利用功能, 也要关注对河流的生态保护功能,这时才发现传统的水利工程建设规划方案存在着明显的缺陷――就是在满足人类自身社会需求时,忽视了河流生态系统的安全与可持续性循环的需求。

生态水利工程建设作为水利工程施工建设规划方案的一个新的分支,是研究水利工程在满足人类自身社会需求的同时,并兼顾自然水域生态系统安全与可持续性循环的原理和技术方法的规划方案。现代科学的不断进步、发展使我们认识到,传统意义上的水利工程建设在满足社会经济发展的需求时,不同程度地忽视了河流生态系统循环本身的要求。而随着河流生态系统功能的逐渐退化,也会给人们的长远利益带来不容忽视的损害。

所以,在未来的水利工程建设中,要权衡水资源开发利用与自然生态环境保护二者关系,理性地寻找资源开发与生态保护之间的合理的落脚点和研究建设方案。从河流生态可持续建设的全局出发,使生态水利工程与河流环境立法、水资源的综合治理、循环的经济模式以及传统治污技术联合在一起,成为河流生态建设规划的主要方案之一。

一、生态水利工程建设的重要性

水利工程是自然水资源供给和分配的主要项目,关系着人类开发利用自然资源的成效。生态水利工程建设是把人和水资源作为整个生态系统的要素来综合考虑,照顾到人和自然对水利工程建设的共同需求。通过建立有利于促进生态水利工程规划、设计、施工和维护的运作机制,达到水生态系统改善的优化、人与自然和谐;水资源可持续循环的利用;并最终达到社会可持续发展的目的。由此可见,要实现人与自然的和谐共处,必须尊重自然生态循环的法则,在水利建设方面,将生态用水列入水资源开发、利用和规划配置方案当中,抢救和保护湿地生态系统,逐步恢复湿地生物的多样性。另外,水资源的开发利用不仅要考虑量和质的问题,而且应该是在不超过生态系统自我调节和自我修复能力基础上的合理开发利用。

1、生态水利工程的建设在农业方面,有利于农业的水土保持,可以涵养水源,保护在水利工程局部地区农业用地的土壤质量,促进农业产值的提高,从而进一步促进我国农业的发展。

2、生态水利工程能保护河流的多样性

生态水利工程规划要求在进行水利工程施工建设之前,对局部河流的现状和河流的地貌特征进行系统、整体性的调查与评估。包括调查河流的水位变化幅度,河流本身构成的形状河床是否稳定,河床的材料和河流的横截面形状等诸多方面进行细致的调察和研究。另外, 它还包括对河流内部生物的考察观测,以及对河流周边动植物的分布规律、种类和数量进行数据分析,并且建立相应的生物数据库,这样会从根本生保护水利工程建设周围流域的生态多样性。

3、生态水利工程有利于局部河流域的河床岸坡建设与防护

生态水利工程主要强调人与自然环境的和谐统一,在满足工程安全的基础上,注重生态和水文景观,使护岸形势的多样化。为了让动植物、水域植物、鱼类等有更好的栖息和繁殖的场所,在建设过程中会避免使用不透水的材料,尽量使用良好垫层结构和反滤结构的堆石, 以保证水利建设河床岸坡的生态稳定。

4、生态水利工程能修复已破坏的河道

生态水利工程有利于修复河流整个生态系统;生态水利工程还会加强生态社会效益和经济效益的统一,从而改变传统单一经济技术测评的方式,对水利工程进行整体的规划和建设。

二、水利工程建设对生态系统的影响

2.1水利工程

水利工程是指用于控制和调配自然界的地表水和地下水,为消除水害和开发利用水资源而修建的工程。按其服务对象分为防洪工程、农田水利工程、水力发电工程、航道和港口工程、供水和排水工程、环境水利工程、海涂围垦工程等。同时为防洪、灌溉、发电、航运等多种目标服务的为综合利用水利工程,如黄河小浪底、长江三峡等大型蓄水工程。

2.2生态系统

生态系统是指一定空间中的生物群落(动物、植物、微生物)与其环境组成的系统,其中各成员借助能量交换和物质循环形成一个有组织的功能复合体。在生态系统各个要素中,水又具有特殊的不可替代的重要作用,水即是生物群落生命的载体,又是能量流动和物质循环的介质。在外界干扰条件下,生态系统具有自我修复功能和自我净化功能,通过自我修复,保持水体的洁净。

2.3水利工程建设对生态系统的影响

兴建水利工程是解决水资源问题,保障现代化建设顺利进行的有利举措。在我国,水利工程建设对生态影响较大的主要有大型蓄水工程和大型调水工程,其不仅明显地改变着地形地貌,影响着局部气候,同时也大幅度地改变着河流自身的形态,在不同程度上降低了河流形态多样性,其结果将导致水域生物群落多样性的降低,使生态系统的健康和稳定性都受到不同程度的影响。所有这些影响,都会打破原有的生态平衡。除对生态系统带来积极影响外,往往还会对生态系统产生一些负面影响,有的甚至是持续而深远的影响。

三、生态水利工程建设应遵循的原则

1、制定行之有效的生态水利工程的设计方案

要严格控制水利工程设计阶段的规划内容,促进生态水利建设工程质量的提高,使新型生态水利工程发挥应有的环保价值、水利价值。

2、坚持保护和修复河流流域水文多样化的原则

众所周知每条河流都有各自不同的特点,具有其自身特殊性。因此,在建设生态水利工程的过程中不能盲目的去效仿前人的案例,而是要根据每条河流的不同水文特征进行水利工程的整体建设。

3、 遵守保持和维护河流自我修复的能力的原则

河流具有进行自我修复的能力,这种修复能力不仅能减轻水利工程建设施工对河流的消极影响和破坏程度,而且还能减少人们对河流自然环境破坏之后的人为修复力,对河流的可持续发展起着社会和经济共同的促进作用。

4、坚持以修复整个河流水体系统为主要目标的原则

水利工程建设所在的河流与周边的田地和城镇是相互连接的,它们组成了一个完整的生态循环系统。因此,在生态水利工程的建设中要考虑到各种因素和相互的关系。

四、结束语

总之,随着人们对生态环境规律的进一步认识,在水利建设中,从规划、设计到施工,处处都能意识到并采取相应的措施对生态环境进行保护。但是水利工程建设与生态环境协调问题是一个极其复杂、多成分、多因素、多变量的综合问题,需要我们利用现代的科学技术,采用生态水利工程建设来对水资源进行合理的开发与利用,这样不仅能够实现人类对水资源的开发和利用,而且还尊重和保护自然生态环境。

参考文献

[1]具杏祥,苏学灵.《水利工程建设对水生态环境系统影响分析》.[J].中国农村水利水电.2008

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关键词:生态水利工程设计原则

一、 水利工程对河流生态系统的影响

在社会生产过程中水利工程对经济与社会有着巨大的作用,同时也要看到水利工程对河流生态系统造成了不同程度的影响。人类整治河道修筑堤坝等活动人为的改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变。这些改变对河流生态系统造成的影响是不容忽视的。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。

二、 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。

纵观人类社会对水的开发利用大致经历过五个阶段:

(一)以防洪建设为主的阶段

人类社会要求发展首先要确保自己的安全,特别是人类开始在水域周边定居之后就必须进行防洪建设。一般是堤防、城墙、城区排水系统等,并且随着社会经济水平的提高,不断提高防洪建设水平。

(二)以供水建设为主的阶段

人类社会防洪安全得到一定保障之后,经济就会发展。经济发展到一定程度之后,水的供需矛盾就日益突出,这时各种引水、配水等供水系统的建设成为水利建设的主要内容,经济越发展,要求供水能力和保障率越高。

(三)以水资源保护为主的阶段

伴随社会经济的发展,供水量越高,排污量增加,水域的污染将造成重大社会问题。因而水资源保护、改善水域水质等水环境建设将成为水利建设的主要内容。

(四)以景观建设为主的阶段

在水质问题基本解决之后,随着人类生活水平的不断提高,旅游事业的发展,人们会对水域周边的景观提出较高的要求。因此,以水域空间管理,为人们提供良好的休息娱乐空间为主要内容的水利建设将首先在城市周边地区得到发展。

(五)以生态修复为主的阶段

随着人们对保护生物多样性意识的增强,人们重新审视自然水域在生态环境中的作用,要求恢复水系自然生态功能的呼声越来越高。水域不仅要清洁、美观,而且要求水域生机盎然。即回归自然、修复水域的生态系统成为目前发达国家水系管理的主要内容。

综上所述,在社会经济的不同发展阶段,水利建设所表现的相应内容也有所不同。改革开放以来,由于经济发展十分迅速,而前一时期由于水利建设投资不足,问题积累较多,在现阶段表现的发展阶段性不十分清楚。在防洪方面城市防洪标准较高,大江大河可防中、小洪水;在供水能力方面北方缺水严重,江河断流,但地下水开采能力较强,造成地下水严重超采;水域污染已十分严重,流经城市的水系普遍呈严重污染,重大污染事故时有发生;在一些大城市水系已开始景观建设,但水质普遍较差;水系的生态修复问题尚没有引起足够重视。

现在人们对水利建设的要求应当是全方位的,可以预计在21世纪的前半段,人们将会要求恢复碧水蓝天、山川秀美,要求水系恢复良好的资源功能、环境功能和生态功能。而我国水利现代化要求我们进行大水利建设,在尽可能短的时间内完成水利五阶段的跨越。

三、生态水利工程的规划设计原则

(一)工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一项综合性工程,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、航运等需求,也要兼顾生态系统的可持续性。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。

(二)提高河流形态的空间异质性原则

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,造成生态系统某种程度的退化。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、鸟类和其他生物物种,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,就应该对于河流进行生物调查、地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。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。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的设计。

(三)生态系统自设计、自我恢复原则

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。

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。

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。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。

(四)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。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。

景观则是指生态学中的景观尺度。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。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。其次,必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点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。再者,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。河流生态修复是靠时间做工作的。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。

(五)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。

生态水利工程规划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。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。

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。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。

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。

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1.1分区的原则和依据根据以影响生态修复和植物生长的控制性因素—水,作为划分生态修复一级类型的主导因子及土壤侵蚀特点。满洲里市降雨稀少,多年平均降水量300mm,蒸发能力强,干燥指数2~5,干湿类型属半干旱区。水土流失类型以风力侵蚀为主,并伴有少量水力侵蚀。满洲里市生态修复区土壤侵蚀面积为Ⅱ级为120.59km2、Ⅲ级为41.54km2、Ⅳ级为1.31km2,总面积163.44km2。

1.2分区结果全国水土保持生态修复分区确定满洲里市为一级类型Ⅲ区的二级类型区呼伦贝尔高平原区侵蚀类型为风力侵蚀。

1.3生态修复对象根据《全国水土保持生态修复规划》生态修复对象为非耕地的中轻度水土流失区。满洲里市确定有中轻度水土流失面积162.13km2(轻度120.59km2、中度41.54km2),适用于水土保持生态修复。满洲里市水土保持生态修复示范区所处地类为中覆度草地、低覆度草地,贯穿全市的301国道(满洲里市-绥汾河市)两侧和与之相连的北山牧场,总面积50km2。项目区内草地覆盖度大约在30%~70%。

1.4生态修复的重点根据水土保持生态修复的指导思想和原则,按可修复面积的大小、修复对象的水土流失类型、土地类型等情况,分析水土保持生态修复的重点,满洲里市有一级类型区中的Ⅱ、Ⅲ区的中覆盖度草地、低覆盖度草地面积50km2属于生态修复的重点。

2总体布局、建设规模

根据彩色卫星影象图判读,满洲里市有中轻度水土流失面积162.13km2(轻度120.59km2、中度41.54km2),适用于水土保持生态修复,其中301国道(满洲里市-绥汾河市)两侧和与之相连的北山牧场,总面积50km2,确定为示范区,规划封禁面积50km2、围封长度60km、人工种草54hm2、人工补播500hm2、建棚圈8个、建立观测站、点16个、建标志牌8个、新打机电井6眼、节水灌溉面积54hm2、设置管护队伍5人。

3生态修复目标及措施

3.1生态修复的具体措施(1)强化农牧业交错区的水土保持措施,改变放养制,实施圈养制,围栏禁牧,推广圈养制和草原利用有偿制。(2)要加强牧区水利建设,改善退化草原区的水利条件,提高牧草生长量。(3)要改良“三化”草场,建设牧草基地。

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关键词:水利工程设计;生态环境;设计原则

中图分类号: TV文献标识码:A

随着现代工程技术手段的不断发展,人类对河流进行了大规模的开发利用,兴建了一大批各种各样的水利工程。这些水利工程一方面给社会带来了巨大的经济效益和社会利益,另一方面也极大地破坏了人类赖以生存的自然资源和生态环境。因此,如何兴利弊害,充分发挥水利工程为人类造福的优势,减免其对生态环境的不利影响,是广大水利工作者必须考虑的问题。

1.水利工程设计对生态环境的影响

在以往的水利工程设计时,往往单纯考虑一时的经济效益,忽视了对当地生态环境的影响问题,致使自然环境和生物群落受到破坏,局部地区出现生态危机,进而危害人类。如:闸坝阻断河流,影响鱼类回游、产卵区的规模和数量和水生物生长、繁殖和发育;盲目围垦湿地,破坏重要鸟类、兽类栖息地;超采地下水引起地面沉陷、开裂或海水入侵;对水资源开发利用缺乏统一规划和管理,使骨干河道断流或上游引水、下游干旱,造成干旱灾害搬家,土地次生盐碱化,荒漠化;修建闸坝后,水质、水量改变,影响自然景观,阻碍水运通航;因水环境改变而造成的地质灾害,过度围垦湖泊及河道滩地,缩小行洪断面和减少洪水容蓄场所,以致洪水决堤漫溢成灾,如库岸崩塌、黄土湿陷以及水库诱发地震等。总之,人类实施的一系列水利工程改变了河流的多样性、连续性和流动性,使水域的流速、水深、水温、自水流边界、水文规律等自然条件发生重大改变,这些改变对河流生态系统造成了严重影响。因此,未来的水利工程设计要权衡社会经济需求与生态系统健康需求二者的关系,使二者相辅相成,实现可持续发展。

2.水利工程设计时保护生态环境应遵循的原则

目前, 在水利工程的规划设计规范中, 都要求进行环境影响评价, 并需进行严格的审批。对此应予以充分重视并加强此方面工作。1997 年水利部的《江河流域规划编制规范》(SL201- 97) 中也提出了对江河流域治理开发规划方案进行环境影响评价, 要求从宏观上识别、预估、分析其对生态环境的有利和不利影响, 研究减免不利影响的对策和措施并纳入规划方案。因此,水利工程设计时应从以下几个方面综合考虑,实现生态环境保护。

2.1 水利工程设计与生态环境保护相结合

水利工程设计要坚持人与自然的和谐共处,正确处理工程与人类、自然和环境保护的关系,把对环境的不利影响减少到最小程度,保证生态系统和经济系统的相互协调和良性发展。水利工程设计要以科学发展观为统领,从宏观上识别、预估、分析其对生态环境的有利和不利影响,按照生态环境效益与社会经济效益协同发展原则,建设生态水利工程。

2.2工程安全性和经济性原则

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。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、修复规律,力争以最小的投入获得最大的产出。

2.3提高河流形态的异质性原则

水利工程设计的目标是恢复或提高生物群落的多样性,重点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。因此,在水利工程规划设计前,应该对河流进行生物调查、对地貌历史和现状进行勘查和评估,建立河流地貌数据库和生物资源数据库。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、深泓、泥沙、凹凸岸冲刷、营养盐的迁移转化、水文周期变化等。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的设计。

2.4生态系统自设计、自我恢复原则

水利工程设计是一种“指导性”的设计,或者说是辅设计。要实现水利工程设计与生态环境协调发展,需要依靠生态系统自设计、自组织功能,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。设计生态水利工程时,科技人员要放弃控制自然界的动机,树立新的工程理念,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。在设计水利工程实施方案时,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。考虑的因素包括水量、水质、土壤、地貌、水文特征等生态因子,生物的种类、密度、生物生产力及群落稳定性等多种因素。在利用自设计理论时,需要充分利用乡土种,防止外来物种入侵。

2.5 反馈调整式设计原则

生态水利工程规划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。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。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。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。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。

2.6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高。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。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。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;必须重视水域生境的易变性、流动性和随机性的特点,这些特点决定了生物种群的基本生存条件;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;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,河流生态修复是靠时间做工作的,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。

3.结束语

在新形势下,如何树立和落实科学发展观,使水利工程建设与生态环境保护协调发展,是一项极为重要的课题。综上所述可知,笔者认为如果水利工程设计严格根据生态水利工程的基本原则进行,就能够有效的避免一些突况或者滞后影响事故的发生,就能够满足人类发展过程中的实际需求,同时还大大降低人类对自然环境造成的影响,进一步促进生态系统的稳定性,实现人和自然和谐相处,实现持续发展。

参考文献:

[1]庞英臣 水利工程对河流生态系统的不利影响及对策[J] 黑龙江水利科技,2010(5).

[2]田丰 水利工程建设与保护生态环境可持续发展[J] 辽宁工业大学学报(自然科学版),2009,2.

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关键词:河道整治,生态修复

 

随着社会的发展和人类对河流开发力度的增大,河流的管理问题面临着多方面的挑战。一方面河流要发挥防洪、供水、灌溉、发电、航运、旅游等传统水利功能,另一方面要兼顾河流生态系统健康和可持续性的需求,实现水利功能和生态修复功能的统一,并在开发利用水资源与保护河流生态系统之间寻求相对平衡。目前河道治理主要解决的问题是河道渠道化,传统的护坡工程侧重于工程安全和人类单方面的需要,设计时往往采用不透水的硬质结构,对河流的环境效应和生态补偿重视不够。因此修复河流生态和优化河流管理是保障河流健康的先决条件。基于这一观点,从河流健康的理念出发。对河流的现状、发展及治理进行分析。

1 河道现状

1.1 河道管理现状

近年来,我国在河流管理方面,已采取了许多措施,但是仍有区域性的水污染严重、水资源紧缺、水生态退化、洪涝灾害等问题尚待解决.流域多头管理、职责不明、公众参与不足等现象仍然严重存在。虽然水利工程建设取得了很大成就,但也改变了原有河流生态系统的功能。其主要表现在河流干涸,水生态环境消失;河流功能降低,地表水和地下水污染加重。因此.基于环境变化及社会发展的需要,探讨河流治水方略,修复河流生态刻不容缓。

1.2 存在问题

大多数集镇、村庄、农田及交通等基础设施均零星分布在河道两侧。由于建设用地和耕地资源不足,占用河道水域的现象比较普遍。同时,早期河道的建设规划受历史因素的限制,河道行洪断面偏小,与集雨面积不成比例,甚至出现倒置现象。另外,由于历史上对水土保持工作缺乏足够的重视,造林育林力度不够,水土流失较为严重。此外,防洪堤、堰坝等河道建筑物大多建设年代久远.已运行了30—40年,甚至更长的时间,工程老化现象比较突出。

2 河道治理原则

河道是水生态环境的重要载体。河道治理首先是要利于生物的多样性,为水生、两栖动物栖息繁衍提供生存环境,这样既有利于保护河道水生态环境,又有利于提高河流的自净能力。论文参考,河道整治。除满足渲泄洪水要求外,还应尽量保持河道的自然特征及水流多样化。为此,河道的整治要从生态、经济、人文、社会效益等多方面考虑,既要修复自然河道的功能,又要满足人类依赖生存的要求。论文参考,河道整治。

2.1 平原河道治理原则

2.1.1 平原河道特点

平原河道纵向坡降较缓.横断面一般呈复式,河道较宽,阶地、河漫滩较发育,水深较浅。枯水期河道内水量很小或无水,洪水期河势变化剧烈,水流泥沙运动规律复杂,河床冲淤变化无常。近年来由于干旱少雨,河道径流量减少,河床、河滩裸露,有的河段行洪区域内栽植了大量树木及高杆作物,致使河道行洪断面缩窄.影响河道正常行洪。

2.1.2 平原河道治理原则

治理平原河道,要求既满足河道体系的防护标准.又利于河道系统恢复生态平衡。论文参考,河道整治。所以应根据岸坡稳定、正常行洪、表面异质、材质自然、内外透水、成本经济等原则进行。目的是在满足人类需求的同时,还要使工程结构对河流的生态系统冲击最小化,不仅对水流的流量、流速、冲淤平衡、环境外观等影响最小,而且要创造动物栖息及植物生长所需要的多样性空间。治理原则为宜宽则宽、宜弯则弯、宽窄交替、深潭与浅滩交错、急流缓流并存的多自然型河道。

2.1.3 生态护坡技术

平原河道护坡应尽量减少混凝土用量.优先采取自然的土质岸坡、自然缓坡、植树、植草、干砌块石等各种浅护坦.为水生植物生长、繁育及两栖动物栖息繁衍活动创造条件。土堤可采用植树、种草和生物袋等工程措施.以利于保护河道和生态环境的改善;为便于河道管理,防止河岸边坡耕作,可设置防护带,以确保堤防安全。常用的生态护坡形式有抛石护坡、混凝土预制件护坡铺砌、生态砖和鱼巢、土工织物袋、格宾网护砌等。河北省近年来河道常用的护坡形式为格宾网生态护坡和草皮护坡。从工程效果看,格宾网生态护坡优于草皮护坡,且观赏性强。从生态环保方面.格宾网生态护坡属生态环保型护坡,透水透气性好,一定时间后易于植物生长;又由于其柔性结构,故整体性较好.适应变形能力强.能满足河道较大流速对岸坡的冲刷,适应冻胀变形,不易破损,尤其适应北方寒冷地区,是理想的护坡材料。

2.2 山区河道治理原则

2.2.1 山区河道特点

山区河道纵向坡降陡.横断面一般呈“V”或“U”字型,阶地、河漫滩不发育。论文参考,河道整治。河道洪枯变幅大,枯水期流量小,河岸或河堤承受高水位压力时间短。山区河道集雨面积小,暴雨集中强度大,汇流时间短,水流速度快,挟沙能力和冲刷能力强,其推移质和悬移质多,危害性不容忽视。轻则河岸坍塌、淤塞河床,重则损毁耕地、摧毁城镇村庄,直接威胁人民群众的生命财产安全。

2.2.2 河道整治原则

山区河道治理中.要统筹上下游及整个流域相互关系,因地制宜,综合治理,并遵循自然规律,尽量发挥天然河道功能。所以在规划治理中。一方面在流域内采取水土保持措施,退耕还林,封山育林.拦截地面径流,减少泥沙进入河道。论文参考,河道整治。另一方面进行河道整治,采取上堵下排,修建堤防、护岸工程。上堵就是在河道上游修建一定的拦挡坝、沉沙库,拦截泥沙;下排就是疏导河道,清除阻水障碍,使河道畅通。论文参考,河道整治。其次在关键河段修建堤防护岸工程,约束水流,保护岸坡。堤身结构和型式应尽量采用当地的建筑材料。由于山区河流水土流失严重,推移质多,大部分河道内都有充足的卵石材料.可采用大块鹅卵石堆砌、干砌块石等护岸方式,使河道趋于自然形态。还应注意河道的生态平衡问题,充分遵循自然规律.不宜过多改变河道自然特性,尽量保护天然河道的作用。

3 水质改善及污染源的处理

在河道水质污染严重的地区,必须控制点源、面源污染,强调源头治理。通过河道清淤、水面保洁、控制进入河道的污染物总量,实行雨污分流排水体制,减少排入河流的污水量。改善末端治理,对于必须排出的污水,应逐河段进行总量控制(即功能区的水质目标确定后的河段最小环境容量)。必要时需进行深度处理。提出更严格的排放标准。对于易积累的有毒物质,要坚决制止排人河流。根据河流径流时空分布不均的特点和自净规律.合理规划排污口位置和排污时间,按实时水情调度.合理利用水体的环境容量,达到逐步改善水质的目的。

参考文献:

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[2]李宏伟,赵艳丽.宜阳县河道治理思路与措施[J].T程建设与管理,2009,(9).

[3]余国庆,朱雯,邱美娟,等.淳安县山区河道治理规划与设计探索[J].水科学与工程技术,2008,(3).

[4]董哲,孙亚东.生态水利T程原理与技术[M].中国水利水电出版社.2007.