生态修复的原则范文

时间:2024-01-05 17:43:04

导语:如何才能写好一篇生态修复的原则,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。

生态修复的原则

篇1

关键词: 水土保持 生态修复 特点 原则

中图分类号:C35文献标识码: A

前言

我国水土流失面广量大, 根据全国第二次土壤侵蚀遥感调查, 现有水土流失面积356万km2, 占国土面积的37%。水土流失引发了一系列生态和环境问题, 已经成为我国的头号环境问题, 因此水土保持生态建设是我国必须长期坚持的基本国策,也是一项艰巨的任务。当前的突出问题是治理速度慢, 目前全国累计治理水土流失面积不到90万km2, 仅占水土流失总面积的1 /4, 尚有200多万km2 需要治理。20 世纪末我国将生态恢复的理论引入到水土保持生态建设之中, 依靠自然的力量, 进行了大面积植被恢复的尝试, 取得了良好的效果。水土保持生态修复作为新时期治理水土流失的新理念, 已经成为加快水土流失治理速度的有效手段。

一、生态修复与水土保持生态修复特点

1、生态修复定义

生态修复已广泛应用到环境、水利、林业、农业等诸多领域, 统一生态修复概念的界定是十分必要的, 这须遵循以下原则:

(1)应统一“生态” 的内涵。生态可以说是生态系统的简称, 是指人类种群周围空间中直接或间接影响人类生存、生活和发展的各种自然因素的总体, 亦称自然环境系统, 包括阳光、温度、气候、地磁、空气、水、岩石、土壤、地壳的稳定性等无机组分和动物、植物、微生物等有机组分。

(2)应与国际上相应概念的内涵保持相似性。为了加强与发达国家的科技合作与交流, 我国所界定的生态修复的内涵应与国际接轨。

(3)应具有通用性。所界定的概念应适用于环境、水利、林业、农业等不同领域, 不应因研究领域不同而产生歧义。基于以上原则, 可以把生态修复概念界定为: 在特定的区域、流域内, 依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用, 或依靠生态系统本身的自组织和自调控能力与人工调控能力的复合作用, 使部分或完全受损的生态系统恢复到相对健康的状态。

2、水土保持生态修复特点

水土保持生态修复一词是2000 年以后在我国出现的, 并且逐渐被人们广泛认识。该名词是独具中国特色的概念, 国外并没有这样的提法。水土保持生态修复一词的出现标志着中国治理水土流失的理念有了重大突破。水土保持生态修复是具有普遍意义的生态修复的一种类型, 但也具有其独特的特征, 即水土保持生态修复概念的界定应符合中国的土壤侵蚀面积广、强度大, 经济落后, 人口众多等国情。据此, 对水土保持生态修复作如下界定:

水土保持生态修复有广义和狭义之分。广义水土保持生态修复是指, 在特定的土壤侵蚀地区, 通过解除生态系统所承受的超负荷压力, 根据生态学原理, 依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用, 或依靠生态系统本身的自组织和自调控能力与人工调控能力的复合作用, 使部分或完全受损的生态系统恢复到相对健康的状态; 狭义水土保持生态修复是指, 在特定的土壤侵蚀地区, 通过解除生态系统所承受的超负荷压力, 根据生态学原理, 依靠生态系统本身的自组织和自调控能力的单独作用, 或辅以人工调控能力的作用, 使部分受损的生态系统恢复到相对健康的状态。广义水土保持生态修复和狭义水土保持生态修复的区别在于前者不强调恢复作用力的主次, 并且恢复的生态系统既可以是部分受损的, 也可以是完全受损的; 而后者则强调必须以生态系统本身的自组织和自调控能力为主, 以人工调控能力为辅, 恢复的生态系统只能是部分受损的。目前, 通常所说的水土保持生态修复指的是狭义的概念。

二、水土保持生态修复的原则

1、以生态学为主导的原则

恢复生态学的理论和原理是水土保持生态修复的基础依据, 水土保持生态修复必须以生态学作为主导, 遵循生态学的规律和原则。生物与生态因子间的相互关系, 生态系统的组成以及结构, 生态系统的演替规律,物种的共生、互惠、竞争、对抗关系等, 都必须在充分理解和掌握的基础上去正确和全面应用, 即依靠自然之力恢复自然。

2、流域整体修复的原则

由于水土保持生态修复是在小流域综合治理中融入生态恢复的理论和技术, 通过提高生态系统的自我恢复能力来加快水土流失治理步伐, 因此在小流域治理中的生态修复, 就要以流域为单元, 整体设计和考虑水土保持生态修复的布局。同时, 流域作为一个独立的生态单元和系统, 它的上下游有着非常密切的联系, 只有以流域为单元进行规划设计, 才能使生态修复取得更好的效果。

3、因地制宜原则

我国幅员辽阔, 自然条件千差万别, 降雨量、水土流失强度、林草覆盖率、人口以及社会经济条件等都有相当大的不同, 生态修复的适宜程度和适宜方法也自然不同, 不能将某一地方的成功实例, 机械、教条地应用在另一个地方。应该根据当地的自然条件和具体情况, 认真分析和研究植被恢复的特点, 选择适应当地自然条件的生态修复技术和方法。

4、生态修复措施和工程措施相结合的原则

水土保持生态修复不是一项万能的措施, 不能完全替代传统、成功的水土保持措施, 比如坡改梯工程、坡面水系工程、经果林建设工程等等, 成熟的水土保持工程技术在水土流失治理中仍然具有十分重要的作用。水土保持生态修复是水土流失治理的新技术、新手段, 是对传统治理方式的补充和完善, 在规划和设计生态修复规划时, 应该坚持生态修复措施和工程措施相结合的原则,采取生态修复手段和工程手段相结合的方式, 以达到最快、最佳的治理效果。

5、生态修复措施和非工程措施相结合的原则

水土保持生态修复措施需要相应的政策保障和公众的支持。封禁措施、退耕还林、生态移民和产业结构调整等措施的实施, 一方面需要当地公众的积极支持和参与, 这就要求加强对公众的宣传和教育, 以此来保障修复措施的落实; 另一方面, 采取这些措施也需要一系列政策和机制来保证, 比如封的居民生活如何保证、产业结构调整如何进行、生态移民的权益如何保障、退耕还林的农民土地如何补偿等, 均应依靠相应的非工程措施的配合, 可以说这些措施应该被认为是生态修复的一部分。

6、经济可行性原则

尽管水土保持生态修复具有费省效宏的优点, 但在规划和设计中仍然要坚持经济可行性原则。既要考虑修复措施的投入符合当前的经济发展水平, 使资金的投入有可靠的保证, 又要分析封禁、退耕还林等水土保持生态修复手段对当地经济发展的影响, 在条件允许的地区可以实行严格的封禁, 在条件不允许的地区可以从经济可行的原则出发,采取保护和利用相结合的方式, 做到发展和保护的双赢。

结束语

总之,随着自然环境与人类发展矛盾的日益突出,我们必须掌握自然规律,一方面要本着可持续发展的原则,着眼于长远利益,最大程度地协调矛盾,另一方面要加强对环境问题的整治,还我们一个干净的地球,不能任期恶化。水土保持工作是我国解决水土流失问题的最重要的举措,我们必须长期地坚持落实。

参考文献

[1] 李炎,王仰仁.水土保持生态修复综合建设模式研究[J]. 中国水土保持. 2010(02)

[2] 赵广琦,崔心红,张群,朱义.河岸带植被重建的生态修复技术及应用[J]. 水土保持研究. 2010(01)

篇2

关键词:河道; 生态修复; 探索

中图分类号: TV85 文献标识码: A 文章编号:

什么是生态修复?

生态修复主要是依靠大自然的自我修复能力,并辅助于适当的人工措施,加快破坏了的生态系统的恢复功能,它是一个长期而复杂的系统工程。

河道生态系统是流域生态系统的重要组成部分。我们在水、河流的利用研究和开发都已经达到了非常高的水平。但是近几年来,随着水污染情况的加剧,水的生态修复学研究才被提上日程。

河道生态修复的目的是消除河流域生态系统的不良影响,保持河流生态系统可持续发展。西方一些比较发达的国家和日本在河道修复研究起步较早。他们在实践的基础上,总结了河流生态修复的八项措施:

恢复缓冲带;

重建植被;

修复马蹄形湿地;

降低边坡;

重塑弯曲河谷;

修复浅滩和深塘;

修复水边湿地;

修复河塘。

目前,我们国家经过一些地区对河道生态修复研究和探索,概括了两大类河道生态修复的措施:一类是植物保护法,一类是植物保护同工程技术措施相结合。我国的河道生态修复工作仍然是在初始阶段,缺乏多层次的全方位的生态恢复研究,更没有系统的科学的学习的理论作指导。

以江苏省赣榆县为例。江苏省赣榆县大概有15条河流,在这15条河流中沭河、朱吉河、沙汪河、龙王河这四条河流污染严重。龙王河、沙王河水的质量更是没有达到灌溉农田的程度,几乎寸草不生的河道,各种生物几乎灭绝。因此近些年来,江苏省开始全面进行河道疏浚整治工作。利用这样的时机,开展河道生态修复技术的研究,探索在河道整治过程中,采取那些技术措施,才能既保护河堤坡体结构的稳定性设置,又改善水质,同时提高河流的生物种群,也提高河道其自我净化功能。建立一个与周围环境协同发展的关系,保持社会经济良性循环的可持续发展的系统。

本文以青口河为载体,对河道生态修复技术进行思维构思。

工程调查青口河是赣榆县代表河流之一,全长64公里,在赣榆县长47.5公里,通过赣榆县县城,整个流域面积493平方公里,经过丘陵面积267平方公里,最大洪峰流量约2140立方米/秒。这条河流经区域85%的为山区,地面落差为150米以上,上游河道宽度200〜500米,比降1/400〜1/600的比例;下游河道宽60〜80米,比降7/10,000;滩面完整,为50年一遇的防洪标准。市区内均为水泥路;河坡滩面以下为砌筑的用于保护的坡面,缺乏植被生长的土壤养分状况。下游部分是含盐量很高的土壤,土壤含盐量为0.4%〜0.7%,及其不利于生长植物和动物的繁衍。

河流生态恢复的原则

1自然性原则我们不可能把这条河完全恢复到原始状态。但是在河道生态修复时我们尽量模拟自然的状态,创造良好的环境和景观,促进自然生态系统的良性循环。具体措施如:

使用抛石、木桩等护坡固堤;

在河堤上使用乔木、灌木、草相结合的立体防护;

创建合适生物栖息之地;

增设鱼道;

调整河道结构;

浅滩和沙洲的恢复等。

2生态性原则

以生态为原则,不仅可以降低成本,还能实现对污水处理厂难以处理或处理成本较高的污染物有效果的控制,同时要具有景观效果,并且还可以改善当地的气候,加强生物多样性,保护生态平衡。具体措施如下:

因地制宜地发展池塘、人工湿地、生物栅、生物浮岛等处理技术;

注重河岸植被建设;

河流生态走廊建设;

治理与控制河堤的水土流失;

在水域内,种植各种喜水、耐水植物;

发展水生动物,提高水域生物净化功能。

河道生态恢复技术设计构想1基本思路根据青口河,地理位置和特点,对河流生态修复必须从以下几个方面进行修复:

进行河道生态修复后,既不能影响整个河道的行洪能力,还要在不破坏原坡面的情况下进行生态修复;

对河堤及滩面进行修复时,应选择快速覆盖,根系发达、抗冲刷能力强,适应本地区的乔、灌、草种;

岸坡消落带的生态修复应考虑到防水浪冲刷及适合鱼巢的功能,同时对消落带植物的选择要重点考虑;

对河道整体结构的调整要回归自然,宜宽则宽,宜弯则弯,恢复浅滩和深塘,修复河边湿地;

在不同河段内放养水生动物和微生物,种植水生植物,以分解吸收水体中的营养液,达到净化水体的功能;

对沿线的污水口截流分流,使污水雨水分流,杜绝污水入河;

在物种的选择上要注意选择适宜本地区气候环境,同时不造成外来物种入侵,抗逆性好,管理粗放,植物根系发达,固土能力强;环保效果好,能有效地消除油污、烟尘和有毒化学物质的植物种类。

2生态修复技术

总结制定青口河清淤整治工程修复方案后得出:河道生态修复技术应该“尊重自然”、“人水相亲”、“和谐自然”的思路。在保证水利工程正常作用的前提下,修复河道结构、恢复河道生态平衡功能。使退化的河道生态系统得到修复,达到河流域的生态平衡。

上,中游的河流的特点及整改措施:

上、中游段, 按照“谁承包,谁管理、收益”的原则,签定承包合同。

上游和中游的河流情况:

河面较宽,

有不少浅滩,深塘等,

具体措施为:

采取疏通河道中泓;

修复浅滩、深塘水边湿地;

重塑弯曲河谷等工程措施,

调整河道结构。

植被措施布设为,

河堤、滩面以用材林、经济林为主。主要栽植杨树、水杉、板栗、银杏。

堤肩以银杏、水杉间种,间距4 米,滩面及内外堤坡栽植杨树、板栗,

河道水面放养水生动物和微生物,种植水生植物,

在浅水区、湿地区种植湿生植物,草种选择菖蒲、水葱、扁杆草、、毛莨等。

河道生态修复项目不是一个孤立的系统,它是一个完整的生态系统。河道生态修复技术也包括植物修复、动物修复、微生物修复相互作用,相互统一。河道内部生物系统和相邻生物系统之间的所有产生的物质与能量的动态互动。

河道生态恢复的真正意义应是在保证边坡稳定的基础,以生物多样性为目标;保证护堤、疏通河道,使河道平衡和谐发展;使水、土壤、生物,形成良性循环;不仅恢复河道景观效果,而且恢复河道的自我修复功能;还应恢复被污染的河水,提高河流的自净能力;从而使整个河流生态系统健康稳定发展。

此文只是以一条河流为范例进行分析,其他河流的河道生态修复技术也应从植被措施、工程措施、水产养殖、生物多样化这些技术入手。

水污染环境的治理是河流生态修复过程中最棘手,最有难度的一项工程。工业废水,生活废水的大量排泄,远远超过了河流的自净能力,是河道生态修复的重要工作之一,也是目前生态修复技术研究的热点和难点。现在仅仅靠人工干预的措施治理河道水污染,这样对水环境的恢复是难以维持的,因此,河流生态修复后的水生系统的稳定性管理技术也还有待进一步研究。

河道生态修复技术需要探索的路还很长,因此目前情况下,我们一定要爱护环境、保护环境,使人和自然和谐相处,走可持续发展道路。

参考文献。

篇3

论文摘要:阐述水利工程与水域生态的关系,介绍了生态水利规划的基本原则:工程安全性与经济性原则;提高河流形态的空间异质性原则;生态系统自设计与自我恢复原则;景观尺度与整体修复原则;反馈和调整设计原则。

1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。

2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。

3生态水利工程的规划设计原则

3.1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。

3.2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。

3.3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。

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。

3.4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。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。有研究指出,湿地重建或修复需要大约15~20a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。

3.5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。

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,(7):1~5.

[2]董哲仁.生态水工学的理论框架[J].水利学报,2003,(1):1~6.

[3]董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性[J].水利学报,2003,(11):1~7.

[4]MitschW.J.,JorgensenSE..EcologicalEngineeringandEcosystemRestoration[M].PublishedbyJohnWiley&Sons,Inc.,Hoboken,NewJersey,2004:134~137.

[5]董哲仁.荷兰围垦区生态重建的启示[J].中国水利,2003,(11A):45~47.

[6]O’NeillR.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,etal.AHierarchicalCon-ceptofEcosystems[M].PrincetonUniversityPress,Princeton,NJ.1986:153.

[7]GosselinkJ.G.LandscapeConservationinaforestedWetlandWater-shed[J].Bioscience,1990,40:588~600.

篇4

关键词:河流;生态修复;技术

中图分类号:S891+.5 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2016)18-0159-01

在我国现阶段,河流修复技术的关键就是生态修复技术,是实现人与自然和谐相处的主要途径。生态修复技术主要是通过物资循环规律及自然界的净化能力等对污染水进行治理,这种治理方式具有良好的生态效果,而且其成本低,不需要能耗,而且容易被开发。因此,加强城市河流生态修复技术是非常重要的。

1 河流生态修复的原则

1.1 遵循自然生态原则

河流生态修复工作主要对河道生态系统的自我调节能力进行分析,全面遵循其发展规律,对河流资源进行合理利用,全面建立人与自然和谐发展的生态体系,促进河流系统的快速发展。

1.2 可持续性原则

河流修复过程中应该系统、全面的对各项修复方案进行分析,并且对各个措施的使用条件、有效性、抗风性、经济性等进行探讨,保证河流生态修复工作的正常进行[1]。

1.3 景观和谐性原则

针对现阶段河流景观的宏观概念进行分析,结合河道污染及城市经济的具体情况,进行科学合理的规划设计,全面优化影响河流修复的各个因素,有效的实现净化、治理、修复与景观系统优化的共同目标。

1.4 综合效益最大化原则

河流生态修复过程中应该从流域系统进行分析。将前期、过程及后期利益有效的进行融合,并且将效益进行比较,提高河流修复效益,并且有效的实现环境、经济及社会综合效益的最大化。

2 河流生态修复技术与方法

2.1 恢复河流自然蜿蜒特性

通常情况下,天然河流都具有蜿蜒曲折的特征,因此,才会出现浅滩、沼泽、急流和河湾等情况,为水中生物提供良好的栖息场所。但是,随着航运及泄洪的不断发展,强行通过人为因素将河流修整成直道,严重影响河流的自然形态,导致河流缺乏生物多样化的特征。因此,在河流生态修复过程中,应该根据河流的自然规律,保证其蜿蜒曲折的特征[2]。还可以根据其实际情况建造弯曲的水塘及水路,保证河流水环境符合自然生态标准。

2.2 生态护岸技术

生态护岸是一种将治水与生态环境相结合的新型护岸方式。主要利用多孔环保混凝土、木材、石块和自然材质制造而成的亲水性良好的施工材料,用于修筑河流沿岸,有效的加固堤岸,避免水土污染及流失,提高动植物的多样性,美化河流周围环境。生态护岸集自净效应、景观效应、生态效应及防洪效应于一体,促进护岸工程的快速发展。因为,防止河岸坍塌的主要措施就是生态护岸,还具有土壤与河水两者相互渗透的效果,有效的加强河流的自净能力,促进河流生态系统的快速发展。

2.3 改善水质

河流生态修复的重点工作就是改善水质状况。通常有生态与生物相结合方法、化学化、物理法,其中生态与生物相结合方法是最常用、最广泛、最普遍的方法,主要有生物膜技术、生物浮岛技术和人工湿地技术等。

①生物膜技术。生物膜法的主要作用就是通过河床上依附的生物进行过滤及进化。人工填充载体或者填料,提供给细菌絮凝生长,从而形成生物膜,载体与滤料的表面积表面积比较大,微生物具有数量大、种类多,有效的加强河流的自净能力。

②生态浮岛技术。生物浮岛水质具有富营养化,主要是利用生态工学原理,对水中的磷、氮、COD等元素进行降解,其可以有效的提高水的透明度,并且改善水体的质量,抑制藻类生长具有很好的作用。生态浮岛净化水质的主要作用就是充分的利用植物,植物根系具有良好的吸收富营养化物质的作用,如,有机物、氨氮、总磷等,充分转移水质中的营养,避免河流水体因为自循环不足及封闭导致的富营养化、腥臭状态[3]。

③人工湿地技术。人工湿地技术的主要作用就是对污水进行处理,在具有一定坡度及长宽比的洼地中,使用填料与土壤进行混合,并形成填料床,使污水在床体表面或者床体缝隙中自由流动,并且在床体表面种植经济价值好、美观、生长周期长、抗水性强、成活率高及性能良好的水生植物。

具有良好的污水处理效果,具有良好的社会效益、经济效益及环境效益。

2.4 河流生态景观建设

河流生态修复过程就是河流生态景观的建设,除了恢复退化的生态环境及改善水质环境,还应该使河流实际状态接近自然环境,充分的体现河流美学价值,充分挖掘城市河流的美学价值。

在河流生态修复时,还可以为人们提供一片休息娱乐的场所。

3 河道生态修复技术展望

随着社会经济的快速发展,河流生态修复技术已经得到了快速发展,具有良好的效果。其中主要包括对修复对象进行研究及分析,对其理论性质进行深入的分析。整个过程经历了由简单到复杂、由河流自身的实际状况到修复结构功能,从单一、小尺度的修复技术到多学科、整个区域的、大层次的、多方面相结合的过程。在河流生态修复在发展过程中,应该以综合性的修复技术为发展的主要目标。本文就以下几个方面对河道生态修复技术展望进行分析。

3.1 制定完整的相关技术规范

在我国现阶段,河流生态修复技术还没有完善的规范。因此,在进行河流进行修复过程中,没有相关规范及标准作参考,加大了河流工程的修复难度。根据河流生态修复过程中的各个环节应该制定健全的规范制度及执行标准,才能促进河流生态系统的快速发展。

3.2 确定效果出现的具体时间

在河流生态修复之后,短期内不能充分体现其效果,有的河流由于被严重污染,或者水质出现问题,经过一段时间后才能体现其效果。由于河流生态修复不能快速的取得良好的效果,因此,使用生态修复技术是否具有效果是无从知道的,因此,应该制定一定的评价标准及体系,对修复结果进行检测。

3.3 讲求综合性修复的研究

仅仅只考虑单一的生态修复技术不能适应现阶段河流的快速发展。现阶段,应该紧跟时代的发展,充分考虑河流的整体性,其主要包括河流实际情况及周围环境。同时,应该使用多个方面的学科知识,有效的完善河流生态修复理论,有效的提高河流生态修复效果[4]。

3.4 水生植物的优化配置

如何有效提高河流净化效果,选择水生植物是非常重要的,针对水生植物中具有抗性的进行分析与研究,并将其进行分类,对症下药,才能有效的提高河流的净化效果。

4 结 语

河流作为城市生态环境系统的重要组成部分,促进城市快速发展的关键就是生态系统的受损情况。在河流生态修复过程中,应该恢复河流自然蜿蜒特性、加强生态护岸技术、改善水质及加强河流生态景观建设,严格遵循综合效益、景观和谐性、可持续性、自然生态的原则,促进城市生态稳定发展。

参考文献:

[1] 崔宗昌,翟付顺,张秀省,等.浅谈城市河流生态修复理念与技术[J].聊城 大学学报(自然科学版),2011,(3).

[2] 赵楠,张睿,尚磊.河流生态修复的研究内容和理论技术[J].河南水利与 南水北调,2010,(5).

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关键词: 水利生态规划设计生态系统

中图分类号: TV 文献标识码: A 文章编号:

一、水利工程现状与生态

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。

人们为了满足一定的需求,大量兴建的水利工程,同时也造成了一些负面效应。为此,针对生态水利工程如何规划设计成为当务之急。生态水利工程对经济和社会发展有着举足轻重的地位。但是水利工程规划的同时,必须考虑到水利工程对生态系统的严重影响,因此在规划在生态系统规划时要考虑对生态系统的影响尽量减小到最小。本文通过对水利工程学的基本原则进行分析。

二、生态水利工程的规划设计基本原则

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,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。

从生态水里工程的经济上分析,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随机的,生态水利工程规划具有一定的风险,这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,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。

2、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。

3、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。

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。

4、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。

三、水利工程灌区设计

1、 规划的建设规模预测分析

(1)国民经济和社会发展对小型灌区灌溉面积发展要求需根据当地保障粮食安全、增加农民收入的要求,小型灌区在当地农业生产的重要地位,依据大中型灌区以及当地旱作农业

发展规划确定的粮食生产目标,试分析农村、农业经济发展对小型农田水利设施建设的总体需求,进而确定小型灌区续建配套与节水改造规模、新建小型水源工程及发展灌溉面积的规

模。

( 2) 耕地资源对小型灌区灌溉面积发展的素质潜力分析根据当地耕地资源状况,分析小型灌区灌溉面积发展素质以及发展潜力。

( 3) 可供灌溉水资源对小型灌区灌溉面积发展潜力分析以县为单位进行水资源承载能力复核,从水资源角度论证小型灌区灌溉面积发展潜力。则需要根据水资源综合规划确定的灌溉用水总量控制指标及其使用情况等诸多因素,分析农业内部对水资源的需求情况,分析规划改造区域可供水资源量。进一步证明改造区域水资源供、需平衡状况。

二关于水利工程灌区规划设计的建设内容

(1) 小型水库( 即所谓的引水) 自流灌区的取水枢纽、固定渠道( 包括排水沟) 续建配套以及涵闸等建设物的建设;

( 2) 小型扬水灌区的泵站、涵闸等建筑物的建设以及对于固定渠道续建配套节水改造;

( 3) 水源工程( 小水池窖( 水池) 、新建塘坝、提水设施等等) ;

( 4) 灌排泵站的更新改造;

( 5) 排涝泵站的建设。

对于农业、农村、农民利用的工程,农田水利灌溉工程起到了决定性的作用。所以,我们应当以科学发展观,深入贯彻和实行,用正确的管理方式,管好,用好,保护好水资源,建设新农村,以方便建设农村,发展农业,应以惠农民为基本指导方针,设计出科学合理、高效安全的水利灌溉工程。通过强化流域为单元的水资源最为统一管理,监理有协调性的,有效率的水利运行体制。协调好水人关系。就一定能够妥善的解决合理需要和有效供给只见到重要矛盾,实现水资源的供求平衡,保障社会经济发展的可持续性。

参考文献:

董哲仁.生态水工学的理论框架[J].水利学报,2003,(1):1~6

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关键词:生态水利工程;设计原则;安全经济;反馈调整

中图分类号:TV文献标识码: A

水利工程建设是国民经济发展的一项基本内容,对于推动农业、水利水电以及社会经济等方面都具有很大的作用。同时,水利工程属于一种改造自然的工程,其影响了自然河流的多样性、流动性以及连续性,会在一定程度上影响河流生态系统的自然发展状况,在当前自然生态环境恶化加剧的形势下,如何协调水利工程发展需求和自然河流生态环境之间的关系就显得尤为重要。

1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个、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、十旱等自然力荷载

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定期定点监测和评估。

2 河流形态的空间异质性原则

一个地区具备空间异质性,是指在这个地区的空间中,可以存在着多种不同种类的生物物种,这就意味着该地区的生态环境状况良好,有利于自然生态循环的发展。若该地的空间异质性较差,就会降低生物群落的多样性,使得生物物种减少,生物群落密度变小,这自然就会使生态系统环境恶化。为此,在进行水利工程的设计中,必须要考虑到河流形态的空间异质性。

目前,很多大型水利工程建设都对自然河流的生态系统造成了不同程度的破坏,这不仅会使河流中的生物物种减少,也会引起水质变化,继而造成严重的环境破坏。为了改变这种情况,除了要加强人工种植或养殖来增大生物群落的多样性,还要做好生态水利工程建设的设计工作,尽可能地保持河流的原始面貌,保存其自然空间的异质性,降低人工水利工程对生物群落多样性的不利影响。

3 生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统可持续发展,指的是生态系统自身组织功能的表现形式,即生态系统的自组织。自组织的意思是指某个系统按照相互默契和相互协调的原则,各自尽其自己的责任做好分内之事的同时又能和对方形成协调的有序结构。生态系统自组织的主要机理是指系统中物种的自然选择,即生态系统之内的物种或者某些与该生态系统有一定友好关系的物种,在自然环境下寻找到能够为自己提供相应的能源和资源,并适合自己生存的自然环境。因此,在进行生态水利工程设计时,一定要遵循生态系统的自组织原则,不要试图人为地去对自然环境进行改变甚至是控制,而是要利用生态系统的自组织和自设计的功能,让海洋生态系统或者江河生态系统中的物种对其生存环境进行自然选择,以求实现人与自然和谐共生的最终目的。在设计一项生态水利工程时,都要将这一原则考虑进去,尊重河流和物种的自然属性和自然选择,从而制定和寻找到最佳的生态水利工程设计方案。

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、长时期和保持可持续性的基础上进行,而不是在小尺度、短时期和局部范围内进行。小范围的生态修复小但效率低,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河岸植被。

一般来讲,景观尺度由空间尺度与时间尺度两部分构成。在河流生态修复过程中,由于水域生态系统是一个极其复杂的生态循环系统,其并不单单指河流中的生态系统,还包括其周边或其他相关的生态系统,这些水文系统与生物系统相互交织,共同决定了水域生态系统的稳定。因此,在对河流水域生态系统进行修复时,必须要从整体空间考虑,协调进行修复。

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。

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与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其发展趋势。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。

6结语

本文主要论述分析了在生态水利工程建设的设计中应当遵循的几种设计原则,这些设计原则是从保护河流生态系统环境出发的。不可否认,水利工程建设对于改造自然,提高社会生产水平有着重要意义,但在兼顾社会发展的同时,也必须要注意到水利工程建设对生态环境的影响,以促进人与自然的和谐相处,共同发展。

参考文献

[1] 刘正茂,赵艳波,崔玉玲,王艳玲. 生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线[J]. 水利发展研究. 2007.

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关键词:河道治理;河流生态修复;治理原则

DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.03.244

1 河道治理存在的困难

我国非常注重对水资源的利用,并采取多种措施进行了河道整治,让河道为城市化进程发展发挥作用。但随着人为且不符合自然规律的干涉整治,河流生态系统遭受到乐氐钠苹担即河流出现污染、干涸等问题。因此为了使河道以正常的生态特征促进我国经济的发展,人类需要进行河流生态修复。河道属于自然生态系统中的重要组成部分,其本身具备自我生态修复的能力,然而人们常常采用人为治理的方式,对河道自我生态修复造成影响,致使河流生物逐渐迁徙,甚至死亡。人们在对河道进行整治时,会使河流、水质、植被等都产生影响,这些都是保障河流生态环境的因素,如果其受到影响,则河流生态环境则会受到破坏。

随着社会的发展,人们针对河道治理的措施越来越多,如采用各种技术和设施,使河流转向、断开、加深、拉直等,导致河道的形态被强行改变。河道形态的改变,会影响城市地下水的生态性,使城市供水出现问题。河道本身蜿蜒曲折,符合自然规律,但采用人为整治的方式,导致河道储蓄洪水能力遭受到破坏。人们采用混凝土进行改造,致使自然水体之间不能完成互动,增加洪水发生期间洪水的破坏力,同时也会增加泄洪难度。因此在进行河道治理和改造时,要考虑河道原本的形态,满足自然规律下河流本身的形态。

人为进行河道治理,势必会对自然生长的植物产生影响,很多植物会因为河道改造而逐渐死亡,对自然环境产生不良影响。如果城市主张发展旅游经济,被破坏后植物会影响城市的美感,导致其旅游经济受到影响。而且如果不针对河流和植物进行修复,则会导致城市自然环境越来越差。

2 河道治理的原则

如今人类的生产生活对自然环境的影响越来越大,且人类为了加大水资源的利用率,而采用人为整治的方式,强行对河道进行改造,致使河道生态系统受到严重的破坏。因此在进行河道治理时,不能够强行采用人为方式进行生态修复,而是需要满足自然规律和河流原本生态系统的情况下,适当地采用人为方式进行生态修复。如通过植物改造河岸的方式,进行河道的治理。河道治理工程比较复杂,且需要耗费较大的精力和较长的时间。我国应当注重对各个国家先进治理经验的学习,根据河道实际情况,制定详细的治理规划。除了考虑河道的特征外,还需要结合城市特征和发展规划,进行河道治理规划。在进行河道治理时,不能单单只考虑河道生态系统或城市经济发展,应当综合考虑所有的因素,保障各个因素的协调发展。人们之所以进行河道治理,是希望河道能够最大化满足人们的需求,因此在进行河流生态修复时,要考虑人类的需求。如果城市发展和生态环境出现矛盾,则需要着重考虑生态环境,避免生态环境恶化,影响城市的发展。但仍然需要注意,河道治理不仅仅是自然生态系统的一部分,也是城市规划发展的重要组成部分。

3 河流生态修复技术

3.1 河道形态的修复

人为进行河道修复主要是进行缓坡或低坡的改造,将已经难以发挥作用的拦河坝拆除。同时为了保障河流水体的流动性,需要建设通道,促使河流恢复生态流动的连续性。另外还可以通过建造和埋设沟壑的方式,确保水体流动性更加符合自然规律。为了使河道的泄洪能力得到提升,应当进行堤线和滩地高度的改造,使河流具有增多的流动空间。

3.2 河床断面的修复

人们在进行河床断面的修复时,主要是针对护岸和护坡进行改造。人们之前在进行河道改造时,会在河床上铺设硬质材料,不利于河流生态修复,因此需要将硬质材料拆除,并结合河道实际情况采用石头或鱼巢的方式,进行河床生态修复。另外,还可以根据河道的径流进行河道的拓宽,可以根据相应的分级方式,将河道径流分为多个不同的等级,随后径流级别进行改造。针对已经暴露时间较长的河床,可以通过种植植物的方式,保障河床的生态型建设。通过种植植物进行河床的改造,还可以增加河道的美观性,并对河流水质净化起到作用,符合城市发展规划和生态系统修复的要求。

3.3 河流水质的修复

生态浮床技术、河道曝气技术、外流引水稀释冲刷技术及底泥疏浚等都是目前水质修复的常用方法,生态浮床技术主要是利用水生植物进行河水水质的修复,即通过水生植物及其他物种的关系,提高人工生态系统的作用,以达到降低河流污染的目的。河道曝气的主要作用是河流水质实现自我净化的能力,即通过加速复氧过程,提高河流生物的活性。外流引水稀释冲刷技术,主要是通过引入外流,降低河流的污染负荷,但通过外流引水的方式,会导致河流本身水质受到影响。底泥疏浚的主要作用是清除河流底部的毒害物质。在城市的发展中,工业废水和生活废水对水资源污染效果比较严重,因此在进行河流水质的修复时,还要进行各类废水的控制,避免因为废水过多,污染过于严重,而导致河流水质修复无法产生作用。

3.4 河流生态修复材料的应用

植物是最常用的河流生态修复材料,如芦苇具有净化水质的作用,且其对生长条件的要求不高,因此可以通过大范围种植,促进河流生态系统的修复。另外生物相容型材料具有透气透水等优势,满足多类植物的生长需求,同时其还具备吸附微生物的作用,达到水质净化的目的,因此可以使用发材料进行河流生态修复。

4 结束语

综上所述,随着城市的发展,人们为了使水资源满足生产生活需求,而对河道进行整治,导致河流生态系统受到破坏,出现水资源污染、干涸等情况,因此需要进行河流生态修复。通过上述分析可知,河流生态修复属于复杂且耗费时间较长的工程,需要进行完善的规划,确保河道具有生态性,并满足人类的需求。

参考文献:

[1]徐世辉.基于河道治理的河流生态修复的探讨[J].农民致富之友,2014(18):288.

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关键词:生态系统;水利工程;基本原则;规划设计

中图分类号:TV 文献标识码:A 文章编号:

引言

随着我国进一步推进改革开放,市场竞争日益激烈,水利建设工程面临着各方面的问题。为此,必须加强行业内部的学习,“走出去,请进来”,不断完善我国的水利工程建设管理制度,强化法制意识,努力按国际惯例办事。水利工程规划的同时,必须考虑到水利工程对生态系统的严重影响,因此在规划在生态系统规划时要考虑对生态系统的影响尽量减小到最小。

生态系统规划的五项基本原则

工程安全性和经济性原则

生态水利工程不仅要满足人类生产生活需要同时也要可持续发展,既要符合水利工程学原理也要符合生态学原理。工程在设计时必须遵循水文学及工程力学的规律从而确保工程的质量及安全。从生态学的角度分析,要遵循风险小而收益大的经济性原则。因而在设计时要注重生态系统的长期定点监测和评估,并能合理地利用生态系统的自我恢复能力,力争在最小的投入上取得最大的收益。

设计要遵循景观尺度和整体性的原则

景观则是指生态学中的景观尺度。景观尺度包括时间尺度和空间尺度。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。

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。

(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,可以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具有足够数量并能进行繁衍的种群。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。

保持和恢复河流形态的空间异质性原则

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。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。在此基础上确定生境因子与生物因子的相关关系,必要时建立某种数学模型。对于新建工程,通过模型分析可以对于大坝的坝址选择、河流梯级开发的布置方案、水工枢纽的布置方案进行生态影响的多方案的情景分析,进而获得生态胁迫最低的优化设计。对于河流修复工程,在模型分析的基础上,进行河流地貌学设计和生物栖息地设计。

反馈调整式设计原则

生态系统的成长需要一个过程,因而河流修复工程也是一个长期的工作。期望通过工程能够使河流在短时间内修复往往是不能实现的。生态水利工程设计主要是对成熟的河流生态系统进行模仿,尽最大限度地形成一个人工参与下的健康、可持续的河流生态系统。新建水利工程设计实施后。就是一个自然生态演替的动态的过程,可以理解为这种河流生态系统恢复是力争使生态变量是现有科学水平可以达到的最优值。即生态演进的趋势是理想的。从而避免河流生态系统在人类活动的胁迫下进一步的恶化。考虑到生态系统和人类社会系统在时间与空间上常具有不确定性,二者互相干扰导致了相互之间的调整。生态水利工程的设计就不能如传统水利工程那样进行确定的设计,要采用一种反馈调整式的方法。即按照“设计—执行(包括管理)—监测—评估—调整”的流程反复循环进行设计。在这个原则下进行设计时,要充分调动管理者、当地居民、科学家及社会各界的积极性,广泛参与学科融合,提高设计的科学性与实用性。

生态水利工程规划设计方法

识别生态水利工程可能会影响的关键生态敏感目标

生态水利工程在设计时要准确地识别出工程所直接和间接影响的生态目标,并在工程规划阶段就予以考虑并提出初步的解决方案。同时还要注意在设计中对流域生态敏感点加以考虑。

水文过程的分析与计算要基于生态水文与工程水文

当前的工程设计中应用生态水文的设计并不多。这与从事二者工作的人员分属于不同领域有关,且生态水文的工作者并不从事实际的水利工程,因而在设计上往往会脱离实际情况。而生态水利工程服务对象非常广泛,如林业、农业、草原、消防等。在设计时必须清楚生态目标对水源的要求和规律,才能使生态水利工程更科学更实用。

注重于环境工程设计的有机结合

生态水利工程设计要和环境科学与工程的理论技术进行有机的结合,达到水质与水量能够同步科学配置,尤其是要与水污染防治工程的有机结合。水利工程的水量一般较大且随季节变化的非常明显,因而生态水利工程设计在实施时可能会存在较大的挑战与阻力。为了克服这种困难,施工时要因地制宜地制定出合理的方案,保证工程的顺利实施。

生态水利工程措施

乔灌草结合的手法被广泛应用于环境治理中,此种方法可以形成生态系统的阶梯型,有利于生物系统的自我选择性;

充分利用芦苇等水生植物通过恢复河岸植被从而提高水域净化能力;

湿地是城市之肺,通过种植香蒲等湿地植物,恢复河岸的湿地本性;

采用科学有效的方法,充分发挥生物在生态系统自净过程中的优良作用;

水环境生态链结构实现多样性,增加物种多样性和环境多样性,对于河流系统来讲,可以提高河流的自身协调性。

结束语

生态系统的成长是一个过程,河流修复工程需要时间。生态水利工程的目标就是恢复或提高生物群落的多样性,因此,在工程设计中要充分保护,恢复河流原先所有的多样化的生物栖息生存环境,避免河流的渠道化及非连续化,为生物群落提供多样性的生存环境,实现人与自然的和谐。在生态水利工程的设计过程中,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。从而,提高设计科学性。

参考文献

[1]林成,徐建明.对生态水利工程规划设计的思考[J].吉林水利,2013.06

[2]傅强.生态水利工程如何规划设计[J].中国水运,2012.03

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论文摘要:海河流域现有综合规划是1986年编制的,已经难以适应现今流域 经济 社会快速发展的要求,必须站在新的制高点上进行修编。结合流域当今特点和经济社会发展要求,阐述了规划修编的指导思想及原则,指出了规划修编工作围绕流域发展与管理应关注的主要内容。

海河流域是我国 政治 文化中心和经济发达地区,具有重要的战略地位。新

规划修编要重点把握以下八项原则:一是坚持以人为本的原则。重点解决好与人民群众切身利益密切相关的水问题,努力满足人民群众对供水安全、防洪安全和生态环境用水等方面的需求。二是坚持人与 自然 和谐的原则。充分考虑水资源承载能力和水环境承载能力,妥善处理开发与保护的关系,促进水利的可持续 发展 。三是坚持资源节约和保护的原则。继续把水资源的节约、保护、配置放在突出位置。四是坚持流域水利发展与区域 经济 社会发展相协调的原则。强化流域水利服务于经济社会发展的能力,提高水利社会管理和公共服务水平。五是坚持全面规划与突出重点的原则。在统筹考虑流域各方面对水利需求的同时,牢牢抓住海河流域水资源短缺、水环境恶化、防洪保安要求高的特点,在规划中着重解决生态环境修复、供水和防洪等方面的突出问题。六是坚持协调统一的原则。妥善协调流域规划与区域规划、综合规划与专业规划、水利规划与其它行业规划的关系。WWW.133229.COM七是坚持继承与发展的原则。现行规划是修订的基础.必须在继承的基础上进行创新。八是坚持以创新促发展的原则。规划修编力求体现先进性、 科学 性、经济性,并应重视采用新思路、新资料、新方法、新技术,提出新成果,努力提高规划的科学性。

三、围绕流域发展与管理的需求,突出规划修编的主要内容

流域综合规划应对流域的防洪、排涝、供水、灌溉、发电、航运、岸线利用、水资源保护、水土保持生态建设等各项任务,进行全面规划,结合海河流域特点和实际,海河流域综合规划要突出解决以下四方面重大问题。

1.优化水资源配置,构建安全高效的城乡供水保障体系

通过建设南水北调东中线,沟通流域水系,组成海河流域“二纵六横”的水资源配置格局。合理配置引江水、当地地表水和地下水、引黄水以及非常规水等多水源.统筹协调生活、生产、生态用水,受水区和非受水区用水,城市和 农村 用水。

按照全面建设节水型社会,实施总量控制和定额管理的要求,提出主要省际河流水量分配规划方案.加大农业节水、 工业 节水和城市节水力度,统筹灌溉规划、城乡供水规划,以及区域产业布局调整建议规划等,保障饮水安全、粮食安全。

2.维护河流健康,构建清洁良好的水生态环境保护与修复保障体系

确立河流生态功能,明确生态环境保护与修复目标,确定基本生态水量,开展北运河等生态修复试点,保障白洋淀、七里海等重要湿地生态用水。

以京津等大中城市水源地、省界缓冲区、地下水资源保护为重点,加强水功能区监督管理,提出水域纳污能力和限制排污总量及分阶段目标,提出地下水限采方案,建立完善的水质水量监控体系。

充分发挥大自然的自我修复能力,拟定官厅和密云水库上游、太行山等重点区的水土保持方案。

3.实施洪水管理,构建人水和谐的防洪减灾保障体系

建立较完善的防洪体系,实现由控制洪水向洪水管理转变,沟通水系、相机调度,注重洪水资源利用。加强中小河流、中小水库、山洪灾害防治、洪水资源利用和岸线利用规划,制定不同标准下的洪水资源利用方案及措施,提出洪水调度方案调整意见。

4.加强综合管理,构建有序可行的水管理能力保障体系

提高流域社会管理和公共服务能力,健全流域水法规体系,完善规划体系,建立新型的流域管理与区域管理相结合的水资源管理体制和高效的协商机制。完善水利应急机制,积极调处和预防以晋冀豫漳河上游和京津冀晋省界地区为重点的水事纠纷。加强水利信息化.提高水利行业自身管理能力。

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关键词:水利工程 设计 问题 原则

一、生态水利工程概述

⑴生态水利工程的概念

传统水利工程主要以水文学、水力学、岩石力学、结构力学为主的工程力学体系。生态水利工程更加注重人与自然的和谐发展,更加关注人工工程对水体的影响,吸收了部分生态学的理论与环境工程学的技术方法,成为一个跨领域的工程体系,具有极强的综合性。

⑵生态水利工程的特点

生态水利工程有很强大的综合性和系统性使流域及区域的单项水利工程相互联系、相互制约,同时,水利工程与其他与国民经济相联系的工程有巨大的关联性。同时与环境有密切的联系。而且对江河湖泊以及生态环境、气候等都有重大影响。这种影响利弊同存,所以在对生态水利工程进行规划时,应该消除其弊端,发挥水利工程本身的积极作用。

⑶生态水利工程的功能

首先生态水利工程具有一定的经济效益。因其可以在汛期进行防洪、发电、发展航运、旅游及养殖业,显然具有一定的经济效益。其次,生态水利工程可以提高河道的蓄水能力,满足人们的日常用水和农田用水。随着人类经济社会的发展,对水的需求不断增加,修建生态水利工程可以提高河道的蓄水能力调节水利及用水资源,满足人们的日常用水和农田用水。最后,生态水利工程具有很好的防洪排涝功效。人所能利用的水资源是非常有限的,生态水利工程可以在汛期蓄水满足人类在干旱季节对水的需求。从生态方面而言,通过对水量的调节,合理支配水资源可以使河流长期处于一个平稳状态,充分发挥其调节能,促进态的改善,并通过对水量的调节来满足人们的生产和生活用水,从而更好地促进经济社会的发展。

二、生态工程设计时存在的问题

⑴水利工程规划设计时,并没有过多地考虑生态环境要求,满足不了良性生态循环和可持续发展的要求。

⑵缺乏具体的生态水利工程设计方法及标准。生态系统本身就具有明显的地理位置和区域的差异性,决定了考虑生态的水利工程就应该具有特定性和区域性,因而制定具体的设计方法和评价标准非常困难。

⑶水利工程设计人员的生态意识不强。由于专业分工,以及规划设计人员与生态科技工作人员合作少,这样就导致了水利工程规划设计人员采用基于生态环境规律来进行设计的意识并不强,以及基于生态环境的水利工程设计不普及。

⑷在水利工程设计中,缺乏当地的生态、水文等具体资料。

⑸即使只重视水利工程的生态设计,但却忽略了水利工程建成后的生态管理和生态运转。

⑹生态设计满足不了整体生态系统的生态良性循环和持续性。

三、生态水利工程的基本设计原则

⑴充分发挥生态水利工程对整个河流的自我修复能力

生态系统所具有的可持续性就是其自我修复能力,也就是某些与生态系统友好的物种可以经受自然选择的考验,从而寻找到相应的能源和合适的环境条件,依靠生态系统的自我修复功能,合理选择合适的物种,形成合理的生态结构。成功的水利工程就是应该让人工与自然各占 1/2,不能只考虑人类的经济利益,应该树立融入自然、充分发挥河流自我修复功能的工程概念,从人与自然和谐相处的度出发。生态水利工程的设计必须因地制宜,充分尊重每一条河流的自然属性和美学价值,力图找到最科学的设计方案。

⑵对生态水利工程河流的多样性进行保护

保护河流的多样性就是维持生物多样化。河流里生长着不同的动植物,形成了多样性的生物环境。河流的水文环境多样性包括河流的形状、河宽、连续性、水位、流速、水温等。河流的生态特点主要是: 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;河流纵向的蜿蜒性,形成了急流与缓流相间;河流横断面形状的多样性,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。所以生态水利工程在设计中要充分保护生物的多样性,保护和恢复原先所有多样性的生物栖息环境,为生物的多样性提供生存环境,避免由于工程的建设减少生物群落的多样性,引起生态系统的退化。

⑶注意修复整个生态水域的生态系统性

河流不仅有其自身的生态和水文特性,还与周边的森林、田地、乡村等构成了一个生态系统,河流发挥着为生物提供生存空间的作用。水域生态是一个大的系统,广义的水文系统不仅包括从发源地到河口的地下水与地表水系统,还包括河流串联起来的湖泊、湿地、水塘、和洪泽区。水文系统与生物系统交织在一起,形成整个河流生态系统。如果河道受到影响,就会破坏它所联系的整个河流的生态系统。在进行生态水利工程设计时,不能只仅仅考虑河道的水文问题,要充分考虑河流生态系统内各个要素间的相互作用,及整个河流生态系统的修复问题。

⑷生态水利工程的安全性和经济性

生态水利工程的功能就是满足人类灌溉、发电、供水、航运、旅游的需求,同时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,还有符合生态学原理,工程在设计时必须在规定的范围内,能够承受洪水、侵蚀、冰冻、干旱等自然载荷,按照河流地貌学原理进行河流纵、横断面设计,对河流的泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等特征进行动态地研究河势的变化规律,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。

生态水利工程是力求经济社会发展和自然环境之间平衡的一门科学,其发展时间不长,经验不足,只有遵循必要的原则才可以实现人与自然的和谐,遵循自然规律,从而让生态水利工程更好地为人类的生产和生活服务。

参考文献:

[1]阎世忠.浅析生态水利工程的规划设计基本原则[J].硅谷,2009( 18) .

[2]贾振周,崔方方.浅论生态水利工程的基本设计原则[J].中国科技财富,2011( 24) .