水利工程考研本科期間學術(shù)論文(2)
水利工程考研本科期間學術(shù)論文
副標題#水利工程考研本科期間學術(shù)論文篇二
生態(tài)水利工程設(shè)計初探
摘要：生態(tài)水利設(shè)計是可持續(xù)發(fā)展理念與生態(tài)保護意識發(fā)展的體現(xiàn)，是未來水利設(shè)計的發(fā)展方向，設(shè)計人員在設(shè)計的過程中應該按照生態(tài)水利工程學的基本要求，不斷總結(jié)生態(tài)水利設(shè)計經(jīng)驗，提高生態(tài)水利設(shè)計水平，實現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展。本文對生態(tài)水利工程設(shè)計進行了探討。
關(guān)鍵詞：生態(tài);水利工程;設(shè)計;措施
中圖分類號：TV文獻標識碼： A
隨著當前生態(tài)學的快速發(fā)展，人們在對河流的治理上有了較新的認識，清楚了人類與生態(tài)環(huán)境的和諧發(fā)展才是治理的最終目的。所以在當前水利工程不斷建設(shè)的過程中，充分的研究和分析生態(tài)水利工程學，不斷的改進其施工設(shè)計技術(shù)和理念，從而建立起與生態(tài)友好的水利工程技術(shù)體系，來保證生態(tài)水利工程建設(shè)的快速發(fā)展，從而達到人與自然的和諧相處。
一、 水利工程與生態(tài)水利工程的區(qū)別
水利工程可以理解為人類通過工程措施或行為實現(xiàn)水資源的再分配和利用。水利工程最初的作用是防洪(如：修建防洪堤、水庫)、提供穩(wěn)定的水源(如:修建水庫、打井)、緩解或防止農(nóng)作物旱澇漬災害(如修建提水泵站、排水溝、灌溉渠道等)、提供清潔能源(修建水電站)和水利旅游景點(如：修建水庫、人工湖泊等)等，這主要體現(xiàn)了水利工程的資源性、經(jīng)濟性與社會性。而生態(tài)水利工程則更強調(diào)水利工程的主要服務(wù)目標是生態(tài)。有學者認為生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(如：治河、防洪工程)，兼顧河流生態(tài)修復的目標;對于已建工程，則是對被嚴重干擾的河流進行生態(tài)修復。生態(tài)水利工程是現(xiàn)代水利的標志，至少應包括以下兩個方面的科學內(nèi)涵：生態(tài)水利工程的開發(fā)應有明確的生態(tài)服務(wù)目標與功能。在設(shè)計階段，應當將生態(tài)系統(tǒng)健康過程的維持置于重要位置，并作為設(shè)計的制約因子，使水利工程能滿足適宜的生態(tài)水文過程要求。生態(tài)水利工程應強調(diào)工程選址、布局、施工過程的環(huán)境友好性與經(jīng)濟性。防止在工程實施過程中產(chǎn)生巨大的環(huán)境成本和經(jīng)濟成本，實現(xiàn)社會經(jīng)濟與生態(tài)保護的雙贏。這是生態(tài)水利工程最難以操作的一個內(nèi)容，同時又是最為關(guān)鍵的一個方面，需要基于系統(tǒng)的多目標決策方法與技術(shù)進行科學比選。
二、生態(tài)水利工程設(shè)計的基本原則以及措施
1、水利工程的穩(wěn)定性及經(jīng)濟性原則
生態(tài)水利工程是項復雜性、綜合性較強的建設(shè)工程，在進行河流的綜合整治過程中，要涵蓋著工程所必備的防洪、發(fā)電、供水、灌溉、航運等功能，還要同時兼顧區(qū)域范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng)，尤其是水域生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。生態(tài)水利工程在遵循水利工程學的基礎(chǔ)上，要兼顧生態(tài)學原理的踐行，生態(tài)水利工程在規(guī)劃設(shè)計及施工建設(shè)過程中必須要遵循工程力學及水文學的相關(guān)規(guī)律，從而確保雖所建設(shè)的水利基礎(chǔ)設(shè)施的安全性、穩(wěn)定性及耐用性等，工程的所有設(shè)施均要在設(shè)計標準所規(guī)定的范圍之內(nèi)，可以全面應對洪水、干旱、侵蝕、冰凍及風暴等多種惡劣的自然條件所帶來的荷載的挑戰(zhàn)。另外還要注意水利工程的經(jīng)濟性，例如玉溪星云湖撫仙湖的出流改造工程，有力的保護了撫仙湖附近的生態(tài)環(huán)境，同時為城市建設(shè)奠定下良好的水資源基礎(chǔ)，具備較強的經(jīng)濟性。對生態(tài)水利工程所具有和能夠發(fā)揮出的經(jīng)濟性能進行合理全面的分析，并在經(jīng)濟性原則踐行的具體分析工作中確保風險最小與效益最大之間的有機平衡，這主要是因為生態(tài)環(huán)境的演替變化過程及具體的結(jié)果很難進行事前的預料把握，而生態(tài)水利工程也不能避免的面臨某種程度上的風險，這就需要規(guī)劃設(shè)計人員進行設(shè)計方案的對比選用，重視水利工程建成使用后的生態(tài)環(huán)境長期的監(jiān)測及評估，河流的生態(tài)系統(tǒng)所具有的自恢復、自平衡等的規(guī)律進行綜合利用，實現(xiàn)以較少的資金投入而獲取最大的產(chǎn)出。
2、 生態(tài)系統(tǒng)的因地制宜的原則
在以往進行水利工程的規(guī)劃設(shè)計中較為典型的特點是面向河流開展的控制，但在生態(tài)水利工程的設(shè)計過程中，設(shè)計師必須要放棄對自然界的控制，并樹立起全新的工程設(shè)計理念，畢竟單純的依靠人力及技術(shù)進行自然界的控制可行性較小，設(shè)計人員要學會進行生態(tài)環(huán)境所具有的自組織及自設(shè)計功能的利用，充分調(diào)動起水里工程所處環(huán)境中的生態(tài)環(huán)境的自恢復能力，最終實現(xiàn)人與自然的和諧相處，生態(tài)工程規(guī)劃設(shè)計時要因地制宜的尊重每條河流的美學價值及自然屬性等，實現(xiàn)更加具有生態(tài)效益的規(guī)劃設(shè)計方案的出臺。
3、 生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體性的規(guī)劃設(shè)計原則
因為生態(tài)系統(tǒng)的演變成長是較為漫長的過程，而河流的修復工程就其規(guī)劃設(shè)計、施工建設(shè)及功能發(fā)揮等也是個較為漫長的歷程。生態(tài)水利工程設(shè)計主要是模仿成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。自然生態(tài)系統(tǒng)的進化演變趨勢是生物群落的多樣性、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復雜性、系統(tǒng)的有序性、系統(tǒng)內(nèi)部的穩(wěn)定性、系統(tǒng)抵抗外界干擾的提升與發(fā)展，這就需要在進行生態(tài)水利工程設(shè)計中盡量進行河流的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的模仿，尋求更為健康且可以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的河流生態(tài)系統(tǒng)的最終形成，在具體的設(shè)計環(huán)節(jié)中采用反饋調(diào)節(jié)式設(shè)計方法，即方案設(shè)計、落實執(zhí)行、評估監(jiān)測、規(guī)劃調(diào)整等全過程閉環(huán)式反復循環(huán)的設(shè)計方式，在踐行反饋調(diào)節(jié)原則進行生態(tài)水利工程設(shè)計中，調(diào)動社會人員的適當參與，以彼此之間的相互交流及信息溝通，確保水利工程規(guī)劃設(shè)計及施工建設(shè)中共同利益的實現(xiàn)。
4、 生態(tài)水利設(shè)計與環(huán)境工程設(shè)計的協(xié)調(diào)
生態(tài)水利設(shè)計中還應該考慮到環(huán)境的特點和與承受能力，這就要求在設(shè)計中引入環(huán)境科學與工程的一般原理與技術(shù)要求，使設(shè)計方案中的水量與水質(zhì)的同步科學配置，實現(xiàn)生態(tài)水利設(shè)計與環(huán)境工程設(shè)計的協(xié)調(diào)。具體來說應該注意以下幾點：第一，設(shè)計方案中應該減少旱田排水挾帶泥沙或污染物進入水環(huán)境系統(tǒng)或濕地系統(tǒng)，對此可以在這兩者的過渡地帶中設(shè)置生態(tài)處理溝渠或氧化塘，待泥沙沉淀和污染物分解后再排入天然護坡或濕地。第二，如果在缺水地帶有種植水稻等用水量較大的農(nóng)作物，在生態(tài)水利設(shè)計中應該以水量的高效利用和水質(zhì)凈化為主體進行設(shè)計，實現(xiàn)水資源的綜合、高效利用，減少水資源的污染和浪費。
5、安全經(jīng)濟原則
建設(shè)生態(tài)水利工程首先應該遵循的是安全經(jīng)濟原則，離開安全保證一切都將無從談起。工作人員在規(guī)劃設(shè)計時要嚴格把關(guān)，認真做好各項工作，從當?shù)氐牡乩憝h(huán)境、自然環(huán)境、生態(tài)環(huán)境幾個因素綜合考慮，結(jié)合生態(tài)工程原理、水利工程原理、力學原理、水文化原理來設(shè)計圖紙，在設(shè)計過程中，要規(guī)范設(shè)計過程，并設(shè)計出多種圖紙進行仔細的分析比較，選擇一種做最經(jīng)濟最安全的設(shè)計方案，爭取在安全性得以保障的前提下以最小的投資達到最大的利益，設(shè)計完成之后應該再仔細審核。施工人員在施工的同時，要注意人力、物力、財力三方面資源的合理分配，以免造成不必要的資源浪費，在施工時要嚴格按照圖紙進行，不得擅自修改工程圖紙，不得偷工減料，使用劣質(zhì)建筑材料，從安全經(jīng)濟兩個方面出發(fā)，做好生態(tài)水利工程的設(shè)計規(guī)劃。
總之，生態(tài)水利工程作為一門新興的學科，主要追求的是自然環(huán)境和人類社會經(jīng)濟的發(fā)展之間的平衡性，只有在水利工程的實際施工中，遵循生態(tài)水利工程基本規(guī)劃原則，尊重自然，才能更好的實現(xiàn)自然和人的和諧統(tǒng)一。我們應該要不斷創(chuàng)新，從而使我國的生態(tài)水利工程建設(shè)更上一層樓。
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