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第二,水利工程在施工過程中會對該區(qū)域的地理環(huán)境產(chǎn)生影響。土壤的品質(zhì)會被改變,一系列地理因素會在施工中被改變。水利工程可以利用間壩蓄水與打通河道等一些手段來確保當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)用田地正常使用,避免了一些自然災(zāi)害對其的負(fù)面影響,洪澇干旱等會造成非常大的破壞。雨水可以讓土壤中水分充分互補(bǔ),實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié),這樣很大程度上來使當(dāng)?shù)氐耐寥婪饰值某潭鹊靡约哟蟆.?dāng)水利工程施工完畢后,由于上游存在很多的泥沙以及其他沉淀物,水庫的水位會有所上升,進(jìn)而致使附近的地下水位也上漲,以此為基礎(chǔ),環(huán)境就要發(fā)生變化,如氣溫的上升導(dǎo)致水快速蒸發(fā),水庫周邊土壤的含水量會增加,這樣土壤鹽堿化的現(xiàn)象就容易發(fā)生。
第三,水利工程實(shí)施中必然會對周邊居民產(chǎn)生噪音污染,一般來說水利工程的實(shí)施地點(diǎn)在山區(qū)等地,在施工過程中需要進(jìn)行路段的爆破和挖填等工作,不可避免的帶給居民噪音困擾,影響人們的日常生活。第四,水利工程帶來的環(huán)境問題,同時對當(dāng)?shù)鼐用褚伯a(chǎn)生影響。水利工程還會對當(dāng)?shù)氐目諝赓|(zhì)量有一定影響,這是因?yàn)槭┕ぶ袝褂靡恍┎牧?,如石灰、水泥,這些基礎(chǔ)的建筑材料在使用的過程中會根據(jù)山地的地貌特征有一定形變和揮發(fā),這樣就會對空氣質(zhì)量有影響。
2.水利工程中的環(huán)境措施
2.1準(zhǔn)備前期工作在工程施工開始之前,施工單位要開始準(zhǔn)備工作,對現(xiàn)場進(jìn)行勘察和數(shù)據(jù)的收集工作都在其中,除此之外還要進(jìn)行地質(zhì)機(jī)構(gòu)的考慮,自然資源的因素也要算在內(nèi),之后進(jìn)行規(guī)劃,規(guī)劃要有科學(xué)性,要能改善周圍的生態(tài)環(huán)境,盡可能的降低負(fù)面影響。
2.2增強(qiáng)環(huán)保意識環(huán)保意識要被提高,這是新時期對人們發(fā)展經(jīng)濟(jì)的新要求,施工單位要有環(huán)保意識,督促施工人員在是施工過程中也要注意環(huán)保觀念,要把環(huán)保的理念滲入每個環(huán)節(jié)。施工中要把污染的風(fēng)險降到最低,維持社會效益與生態(tài)效益的同時發(fā)展,不能偏激的傾向一面。再者,對開山炸石等方式則是能免則免,這樣能有效的減弱噪音,施工后的廢水在處理后才可以排放,不能直接排放,從而全方面的對環(huán)境污染的問題進(jìn)行有效實(shí)施。
2.3完善監(jiān)督管理制度建立一個監(jiān)督管理制度,這是任何一項(xiàng)工程順利實(shí)施的保證,施工單位要建立對于生態(tài)工程系統(tǒng)的管理制度。對工作人員的工作方法、行為進(jìn)行約束。此外,生態(tài)補(bǔ)償?shù)臋C(jī)制要被建立,提前預(yù)測水利工程對周邊環(huán)境造成的潛在問題,預(yù)防的工作要坐在前面。水利工程中的生態(tài)工程要堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,從而使生物資源減少的情況得到緩解,對周邊的生態(tài)環(huán)境的影響要降到最低。
2.4生態(tài)工程系統(tǒng)的建立生態(tài)工程系統(tǒng)的建立可以減少水利工程在實(shí)施過程中對生態(tài)環(huán)境的影響和破壞。該系統(tǒng)的建立要考慮工程效益和生態(tài)效益,在此基礎(chǔ)上對水利工程的施工單位要進(jìn)行規(guī)范,施工單位利用生態(tài)資源的行為要有嚴(yán)格的規(guī)章制度,按準(zhǔn)則辦事。這樣才能減少生態(tài)工程中的環(huán)境問題,對水利工程與生態(tài)環(huán)境的互相協(xié)助發(fā)展問題有所幫助。按照國家的相關(guān)法律法規(guī)規(guī)定,已經(jīng)完工的水利工程要對環(huán)境實(shí)行監(jiān)測管理,對相關(guān)工作人員的責(zé)任明細(xì)化,把責(zé)任落實(shí)到個人,這樣可以更高效的實(shí)施管理,加之專業(yè)化的環(huán)境監(jiān)測器材配備,把監(jiān)測收到的數(shù)據(jù)與信息進(jìn)行整合,仔細(xì)分析,從而保證生態(tài)環(huán)境的持續(xù)發(fā)展。
2.5分管施工單位要有生態(tài)保護(hù)意識各個分管的施工單位都應(yīng)該在水利工程實(shí)施的過程中加強(qiáng)生態(tài)保護(hù)意識,準(zhǔn)確掌握自己施工的范圍與具體任務(wù),在自己的施工環(huán)節(jié)要盡力去降低對周遭生態(tài)環(huán)境的破壞,每個人都應(yīng)該有這種意識。
2.6重視綜合利用要在水利施工過程中重視共生互補(bǔ)、綜合利用。在施工過程中有很多問題,面對多種問題有多種解決措施,合理規(guī)劃與協(xié)調(diào),在自然環(huán)境與項(xiàng)目工程和諧共生的基礎(chǔ)上,選擇最佳的措施組合。
1水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響
在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟(jì)與社會有著巨大的作用,同時也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟(jì)需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面,似應(yīng)強(qiáng)調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。
2生態(tài)水利工程
從學(xué)科發(fā)展角度看,現(xiàn)在的水利工程學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué),水利工程規(guī)劃設(shè)計主要對象是水文系統(tǒng),往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風(fēng)險等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)理論及方法,促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合,用以改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計理論,形成水利工程學(xué)新的學(xué)科分支——生態(tài)水利工程學(xué)。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學(xué)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對于新建工程,是指進(jìn)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(fù)的目標(biāo)。對于已建工程,則是對于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)(生態(tài)產(chǎn)業(yè))及環(huán)境立法和資源管理一起,成為河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一。
3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計原則
3.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則
生態(tài)水利工程是一項(xiàng)綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)等需求,也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理,也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律,以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi),能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計時,必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律,保證河流修復(fù)工程的耐久性。
對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析,應(yīng)遵循風(fēng)險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握,生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險。這就需要在規(guī)劃設(shè)計中進(jìn)行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評估。另外,充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律,是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。
3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高,就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動,特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè),造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進(jìn)魚類、鳥類和其他生物物種,生態(tài)水利工程的重點(diǎn)應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性,使其符合自然河流的地貌學(xué)原理,為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。
在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后,就應(yīng)該對于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估,建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上,確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系,必要時建立某種數(shù)學(xué)模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括:調(diào)查單個生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件,對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中,識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計和生物棲息地的設(shè)計。
3.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機(jī)理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,能夠經(jīng)受自然選擇的考驗(yàn),尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。
將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時,生態(tài)工程設(shè)計與傳統(tǒng)水工設(shè)計有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計,建筑物的幾何特征、材料強(qiáng)度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計與此不同,生態(tài)工程設(shè)計是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計,或者說是輔設(shè)計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結(jié)構(gòu),從而完成設(shè)計和實(shí)現(xiàn)設(shè)計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明,人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。
傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計的特征是對于自然河流實(shí)施控制。而設(shè)計生態(tài)水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機(jī),樹立新的工程理念。因?yàn)橐揽咳肆图夹g(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計這個寶貴財富,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。需要強(qiáng)調(diào)的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點(diǎn)都是各不相同的。因此,每一項(xiàng)生態(tài)水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學(xué)價值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。
自設(shè)計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設(shè)計理論時,需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理應(yīng)該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行,而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復(fù)效率要高。小范圍的生態(tài)修復(fù)不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用,提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問題,也不僅僅是修復(fù)單一動物或修復(fù)河岸植被。
景觀則是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進(jìn)行河流修復(fù)規(guī)劃?首先,水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設(shè)施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起,形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動和工程設(shè)施作為生境的組成部分,形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負(fù)影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時,需要對于各種脅迫因素之間的相互關(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機(jī)性的特點(diǎn),這些特點(diǎn)決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴(kuò)展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進(jìn)行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán),一條河流的生態(tài)修復(fù)活動不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動進(jìn)行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復(fù)的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復(fù)是靠時間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復(fù)需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長期準(zhǔn)備,同時進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。
3.5反饋調(diào)整式設(shè)計原則
生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程,河流修復(fù)工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時間。進(jìn)化的趨勢是結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高,同時對外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時間尺度看,生態(tài)系統(tǒng)的演替,即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間,期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。
生態(tài)水利工程規(guī)劃設(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)。在河流工程項(xiàng)目執(zhí)行以后,就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設(shè)計預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。
意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外,人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計方法,而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計方法。是按照“設(shè)計—執(zhí)行(包括管理)—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個流程中,監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項(xiàng)目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。
在反饋調(diào)整式設(shè)計過程中,提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與,通過對話、協(xié)商,以尋求共同利益。提倡多學(xué)科的交流和融合,提高設(shè)計的科學(xué)性。
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1.2循環(huán)利用原則。由于水利工程的施工需要大量的水源,因此,循環(huán)利用原則非常適用于水利工程的建設(shè),也就是在施工過程中使用的水、原材料甚至是垃圾,都可以通過相應(yīng)的處理辦法發(fā)揮其最大的利用價值,這樣不僅能夠極大的節(jié)約資源,更減少了施工廢料對環(huán)境的污染,同時也能夠節(jié)約水利工程的修建成本。另一方面,就是對施工空間的充分利用,水利工程的施工位置大多較為偏遠(yuǎn),周圍可利用的土地資源豐富,可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳锓N群分布情況及水文地理位置等因素提高工程預(yù)定效益的提升,同時盡可能的減少對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的破壞,在施工之前要進(jìn)行周密的部署。
1.3互補(bǔ)共生原則。所謂互補(bǔ)共生原則的提出是基于人與自然和諧共處的基本方針戰(zhàn)略,互補(bǔ)就是人類活動與自然之間的協(xié)調(diào),從自然中獲取并回報自然,共生就是共同生存、不斷進(jìn)步。水利工程的建設(shè)需要嚴(yán)格的遵從這一原則,注重生態(tài)環(huán)境保護(hù)措施的采取,運(yùn)用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和創(chuàng)新施工手段,建立一種符合生態(tài)工程原理的施工體系,從而獲取最大、最長久的經(jīng)濟(jì)效益。另一方面,就是對于大型水利工程的建設(shè)需要較長的工期,這就應(yīng)當(dāng)考慮到時節(jié)的問題,施工要考慮氣候變化,對工程各個階段的工作予以適當(dāng)?shù)陌才?,順?yīng)自然規(guī)律。
2、水利工程施工中的環(huán)境問題
水利工程施工環(huán)境的問題主要包括以下幾個方面,首先也是最嚴(yán)重的問題就是水體的污染,水利工程建設(shè)需要使用大量的水資源,但是一些施工單位不負(fù)責(zé)任,將污水、廢水不經(jīng)過處理就倒入下游,不僅造成地下水的污染,還為周圍和下游居民的生活帶來嚴(yán)重影響;其次,是空氣污染,任何施工都會或多或少的產(chǎn)生灰塵、煙霧等,但是通過采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施是可以減輕和避免的,但我國在這方面卻存在嚴(yán)重不足;最后,就是噪聲和廢棄物的污染,一些施工單位為了趕工期,在夜晚還不間斷的施工,使得周圍居民得不到很好的休息,而廢棄物隨意丟棄,久而久之就會對水源、土壤及周圍的生物、農(nóng)作物造成嚴(yán)重影響。
3、建設(shè)生態(tài)化的水利工程施工系統(tǒng)
3.1優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。在水利工程施工之前,一定要結(jié)合周圍的環(huán)境,應(yīng)用生態(tài)工程原理進(jìn)行施工設(shè)計,不斷的優(yōu)化創(chuàng)新水利施工的方案,選擇能夠產(chǎn)生最大生態(tài)經(jīng)濟(jì)效益的方案,這有這樣才能夠多角度、多層次的利用自然資源,實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化,充分吸取西方工業(yè)時展的弊端,不要以犧牲環(huán)境為代價獲取工業(yè)的發(fā)展。與此同時,確立明確的發(fā)展目標(biāo),這樣才能夠在施工的過程中有明確的依據(jù)和原則,工程監(jiān)管人員也要嚴(yán)格監(jiān)督施工人員操作的規(guī)范性,以及是否有違反生態(tài)工程原理的做法,實(shí)現(xiàn)信息和資源的多元化利用模式。例如,水利工程施工需要炸開山石,散落的石塊就可以作為回填的原料,也可以用來填埋溝壑等,更重要的是,我國已經(jīng)出臺了有關(guān)土地資源利用的相關(guān)政策,極大的解決了部分地區(qū)水土流失問題。
3.2生態(tài)化的建設(shè)與管理。水利工程的施工要想實(shí)現(xiàn)生態(tài)化的建設(shè)與管理就應(yīng)該首先提高設(shè)計人員、管理人員和施工人員的意識,切實(shí)的認(rèn)識到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要意義,實(shí)際上,保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)人類自己,不能為了眼前的利益而失去長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo),尤其是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展快速的時代,大規(guī)模的水利工程建設(shè)更應(yīng)該注重生態(tài)化管理模式的建立,將工程的建設(shè)與生態(tài)建設(shè)有機(jī)結(jié)合在一起,實(shí)在自然資源的充分利用及循環(huán)利用。其次,就是嚴(yán)格的遵循生態(tài)工程原理的基本原則,如同上文闡述的一樣,水利工程施工管理人員一定要嚴(yán)格要求每一個人,同時建立完善的監(jiān)督管理機(jī)制,確保水利工程施工對環(huán)境的影響減至最低。最后強(qiáng)調(diào)以下施工前的準(zhǔn)備工作,通過系統(tǒng)的勘察周圍的施工環(huán)境,對可能存在的任何對環(huán)境有傷害的因素進(jìn)行分析,并提出有效的解決措施,這樣就能避免施工時產(chǎn)生不可挽回的錯誤。
3.3分析施工體系、科學(xué)規(guī)劃布局。隨著我國建筑事業(yè)的進(jìn)步,我國目前已經(jīng)擁有非常先進(jìn)的管理理念和施工技術(shù),然而,水利工程的建設(shè)需要對施工的體系進(jìn)行系統(tǒng)的分析,和科學(xué)的規(guī)劃布局,尤其是在生態(tài)理念的運(yùn)用方面,筆者將系統(tǒng)管理分為自組織層、監(jiān)控層和自適應(yīng)層幾個層次,其功能就是通過上層策略對下層策略的指導(dǎo)和制約來首先效益的最大化,而監(jiān)控層則是達(dá)到效益目標(biāo)至關(guān)重要的一環(huán),通過分層控制機(jī)制對水利工程施工的生態(tài)化管理提供幫助。另一方面,就是要有明確的系統(tǒng)邊界,這是為了穩(wěn)定目前生態(tài)環(huán)境的有利舉措,為了達(dá)到明確系統(tǒng)邊界的目的,必須有效劃分施工范圍,根據(jù)法規(guī)、政策中強(qiáng)調(diào)的環(huán)境保護(hù)條款來對相關(guān)環(huán)境質(zhì)量、蓄水總量、土地占用面積、下游用水量等數(shù)據(jù)進(jìn)行測定。最后要強(qiáng)調(diào)的就是對系統(tǒng)控制變量的識別,就是要根據(jù)工程現(xiàn)狀及時的調(diào)整施工方案,充分考慮各種影響因素,可以運(yùn)用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對變動的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行分析,從而調(diào)整并制定出最佳的施工方案,對于一些大型的樞紐工程要予以足夠的重視,如防空洞、發(fā)電站等,確保施工安全及環(huán)境安全。
2.水利工程建設(shè)對于生態(tài)環(huán)境的影響
2.1消極方面的影響
水利工程的建設(shè)對于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境必然會產(chǎn)生一定的消極影響,在水庫建成后,下游河道的流量過程將會被改變,而水庫在存蓄汛期洪水的同時也存蓄了非汛期的基流,這樣則容易導(dǎo)致下游河道水位的降低甚至斷流。除此之外,水利工程建成后周圍將會出現(xiàn)很多生態(tài)環(huán)境問題,下游的天然湖泊容易面臨干涸的威脅,入??诘奈恢脤⑷菀仔纬珊K构嗟膯栴},尤其對于航運(yùn)業(yè)以及水產(chǎn)養(yǎng)殖等都會產(chǎn)生較為嚴(yán)重的消極影響。在水利工程建設(shè)完成之后,庫區(qū)周圍地區(qū)在水庫蓄水后,輸水渠兩側(cè)的水分大量滲入地下后,地下水的水位同時被抬高,則庫區(qū)周圍附近的土地就會被浸沒從而導(dǎo)致土地的鹽堿化、沼澤化等問題。
2.2積極方面的影響
由于我國水資源匱乏,而且地理分布不均勻,因此進(jìn)行水利工程的建設(shè)將會大大改善我國水資源缺乏的現(xiàn)狀。在水利工程建設(shè)中,跨流趙小宏綏化市水利水電勘測設(shè)計研究院黑龍江綏化152062域調(diào)水工程就是很好的例子,跨流域調(diào)水不僅在一定程度上可以緩解地區(qū)的水資源危機(jī),也大大改善了因缺水地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展緩慢的困境。在我國水利工程的建設(shè)中,南水北調(diào)工程作出了表率,這項(xiàng)龐大的工程建設(shè)完成之后取得了良好的效果,有效的解決了我國南北地區(qū)水資源嚴(yán)重分布不均的問題,在緩解了北方地區(qū)缺水危機(jī),滿足了工業(yè)生產(chǎn)用水需求的同時,也大大減少了水資源分布不均帶來的生態(tài)環(huán)境問題。除此之外,大型的水利工程建設(shè)有抵抗沙澇的重要意義,例如三峽這樣大規(guī)模的水利工程建設(shè)完成之后有效地解決了長江流域沙澇的問題,并且在建成后,由于庫區(qū)聚集了大量的水資源,蒸發(fā)量也隨之增多,水利工程設(shè)周邊地區(qū)的空氣濕度將會提高,這樣不僅有利于周邊植物的生長,也改善了周邊地區(qū)的環(huán)境,起到保護(hù)生態(tài)環(huán)境的積極作用。
3.實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的措施
3.1建立健全生態(tài)環(huán)境影響
評價體系為了在水利工程建設(shè)的過程中保護(hù)生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,必須要建立健全生態(tài)環(huán)境影響體系。在進(jìn)行水利工程施工之前,工程師應(yīng)當(dāng)認(rèn)真勘察并且記錄施工地區(qū)的周邊環(huán)境,然后對于日后建設(shè)以及建成后將會產(chǎn)生的影響作出科學(xué)全面的評估分析。水利建設(shè)的工程師在設(shè)計環(huán)節(jié)中應(yīng)當(dāng)堅持保護(hù)生態(tài)環(huán)境的原則,不斷完善防治手段來減輕水利工程建成后將會帶來的消極影響。在制定科學(xué)的生態(tài)環(huán)境影響評估體系需要注重水利工程建設(shè)對經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境這兩個方面的評估結(jié)果,力求實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益發(fā)展、生態(tài)環(huán)境保護(hù)與水利工程發(fā)展三者的協(xié)調(diào)共同發(fā)展。在建立健全生態(tài)環(huán)境影響評價體系的過程中個,工程師和相關(guān)科技人員應(yīng)當(dāng)充分考慮社會、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、人民等多方面的因素,認(rèn)真評估生態(tài)環(huán)境的實(shí)際價值,從而做出水利工程建設(shè)的可行性方案,不斷完善生態(tài)環(huán)境影響評價體系。
3.2注重水利工程的建設(shè)規(guī)劃與選址
在水利工程的建設(shè)設(shè)計環(huán)節(jié)中,由于河流的流域狀況將會發(fā)生很大的改變,因此在水利工程的設(shè)計環(huán)節(jié)需要對河流進(jìn)行重新的規(guī)劃評估,在堅持生態(tài)環(huán)境可持續(xù)理念的前提下,保證河流流域規(guī)劃的合理性與嚴(yán)謹(jǐn)性。在水利工程建設(shè)的前期,尤為重要的是選址工作,盡管水利工程的建設(shè)多多少少會給周邊地區(qū)的環(huán)境以及人民的生活帶來影響,但是工程師應(yīng)當(dāng)盡量選擇對于生態(tài)環(huán)境影響較小的地區(qū),并且降低移民率。這就需要工程師和相關(guān)科技人員在水利工程設(shè)施的建設(shè)初期做好水利工程的建設(shè)規(guī)劃與選址工作,并且做好合理的評估與估計,將可能造成的影響降到最小,最大程度的提升水利工程建設(shè)的積極作用。
2建設(shè)生態(tài)化市政工程系統(tǒng)的原則
2.1多樣性原則
在建設(shè)生態(tài)化系統(tǒng)的時候要堅持多樣性的原則,因?yàn)橹挥斜3趾檬姓こ添?xiàng)目的多樣性才能最大限度地保證生態(tài)環(huán)境的多樣性不會得到實(shí)質(zhì)性的破壞,使市政建設(shè)的生態(tài)化得到充分的體現(xiàn)。
2.2自組織與能動性原則
當(dāng)今我們所處的環(huán)境是人們賴以生存的基礎(chǔ),它為我們?nèi)粘5纳钐峁┍匾奈镔|(zhì)基礎(chǔ)與能力來源,所以在對城市進(jìn)行改造的過程中要對社會資源以及自然環(huán)境有所保護(hù)。我們不能總是站在自身當(dāng)前的角度來考慮問題,要結(jié)合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,有規(guī)律、有計劃地對其進(jìn)行改造開發(fā),只有這樣才能建設(shè)處良好的生態(tài)化市政工程。例如:城市中的給排水工程是一個較為重要的市政工程,如果人們只是單純地對雨水進(jìn)行阻截或者是匯集就不會在根本上解決城市排水問題,甚至?xí)率拐麄€的給排水系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓的現(xiàn)象;相反,如果人們遵循自然界的固有規(guī)律,對積水進(jìn)行合理的疏通導(dǎo)流、合理利用,就會在解決難題的情況下為市民造福。
2.3協(xié)調(diào)平衡原則
在生態(tài)學(xué)中普遍存在著相互依存卻又相互制約的規(guī)律,作為新時期的市政工程也不例外,它在結(jié)構(gòu)與功能上具有時間以及空間上的異質(zhì)性,從而會引起市政工程系統(tǒng)的進(jìn)化以及動態(tài)平衡,促進(jìn)系統(tǒng)平衡穩(wěn)定發(fā)展。所以市政工程建設(shè)的協(xié)調(diào)性主要表現(xiàn)在系統(tǒng)工程內(nèi)各個組分之間的協(xié)調(diào)以及其與宏觀生態(tài)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)。在具體的建設(shè)中要盡可能地保持城市污水處理能力與給水能力之間的平衡、交通運(yùn)輸系統(tǒng)與物流以及人流之間的平衡等。如果一旦出現(xiàn)及其不協(xié)調(diào)、不平衡的現(xiàn)象要及時進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)控,最終實(shí)現(xiàn)比較理想的目的。
2.4因地制宜原則
由于歷史背景、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平以及地質(zhì)條件的不同,市政工程的生態(tài)化建設(shè)內(nèi)容也不是一樣的,在內(nèi)容構(gòu)成、配置比例上存在較大差異,這都是非常正常的。所以說,在建設(shè)生態(tài)化市政工程的時候要本著因地制宜的原則來進(jìn)行,充分利用當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)社會結(jié)構(gòu)以及氣候地形地貌,找出最為理想的生態(tài)化基礎(chǔ)設(shè)施配置,最終實(shí)現(xiàn)市政工程項(xiàng)目的生態(tài)化,這也是提高市政工程生態(tài)化效率的重要內(nèi)容。
水資源作為人類生存和發(fā)展的根本,具有不可替代的作用,但是對于我國而言,由于不同氣候條件的影響,水資源的空間分布極不均勻,南方水資源豐富,在雨季常常出現(xiàn)洪澇災(zāi)害,而北方水資源相對不足,常見干旱,這兩種情況都在很大程度上影響了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行,影響著人們的日常生產(chǎn)和生活。而水利工程的建設(shè),可以有效解決我國水資源分布不均的問題,解決旱澇災(zāi)害,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康發(fā)展,如南水北調(diào)工程,就是其中的代表性工程。
1.2改善局部生態(tài)環(huán)境
在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的帶動下,人們的生活水平不斷提高,人口數(shù)量不斷增加,對于資源和能源的需求也在不斷提高,現(xiàn)有的資源已經(jīng)無法滿足人們的生產(chǎn)和生活需求。而通過水利工程的興建,不僅可以有效消除旱澇災(zāi)害,還可以對局部區(qū)域的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行改善,增加空氣濕度,促進(jìn)植被生長,為經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供良好的環(huán)境支持。
1.3優(yōu)化水文環(huán)境
水利工程的建設(shè),能夠?qū)λ廴厩闆r進(jìn)行及時有效的治理,對河流的水質(zhì)進(jìn)行優(yōu)化。以黃河為例,由于上游黃土高原的土地沙化現(xiàn)象日益嚴(yán)重,河流在經(jīng)過時,會攜帶大量的泥沙,產(chǎn)生泥沙的淤積和擁堵現(xiàn)象,而通過興修水利工程,利用蓄水、排水等操作,可以大大增加下游的水流速度,對泥沙進(jìn)行排泄,保證河道的暢通。
2水利工程對生態(tài)環(huán)境的不利影響
水利工程對于生態(tài)環(huán)境的影響不僅有好的一面,也有不好的一面,需要相關(guān)人員的充分重視。其對于生態(tài)環(huán)境的不利影響主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
2.1污染
水利工程對于周邊環(huán)境的污染一般都集中在施工過程中,其主要污染包括:(1)水污染:水利工程施工過程中排放的污水、廢水以及施工人員生活中排放的污水,是導(dǎo)致水污染的主要原因,由于施工條件、施工環(huán)境、資金等因素的限制,這些污水往往沒有經(jīng)過處理直接排放到環(huán)境中,不僅能會污染地表水環(huán)境,同時還可能滲透到地下,污染地下水環(huán)境。例如,在對水利工程中的水壩進(jìn)行施工時,如果混凝土的澆筑處理不當(dāng),就可能出現(xiàn)大量的廢水和污水,這些污水排入河流中,會引起河流水質(zhì)的變化。又如,在對工程設(shè)備的使用過程中,或多或少都會出現(xiàn)一定的廢油,如果這些廢油排放到河流中,不僅會造成水域環(huán)境的污染,還可能影響下游居民的健康。(2)空氣污染:空氣污染一般是在對施工材料進(jìn)行運(yùn)輸,或者對地基進(jìn)行平整的過程中,產(chǎn)生的灰塵或者部分廢棄物,又或者是工程設(shè)備在運(yùn)行過程中產(chǎn)生的廢氣、揚(yáng)塵等,會對周邊的環(huán)境造成一定的影響
2.2對局部氣候的影響
水利工程的建設(shè),會在一定程度上改變局部的氣候環(huán)境條件,這些改變在氣溫和降水方面表現(xiàn)的尤為顯著。(1)氣溫:在水利工程建設(shè)完成后,由于水庫和大壩的蓄水功能,會大大增加水體面積,改變空氣中的能量交換方式,從而引起氣溫的變化。一般來說,水深在7m以上的大型水庫,與陸地相比,在冬季的平均氣溫要高出1.8-2.9℃。而在夏季則具有降溫的作用,可以降低局部區(qū)域約1-4℃的溫度,同時,對于地區(qū)的年平均氣溫也有著較大的影響。(2)降水:水利工程對于降水的影響主要表現(xiàn)在三個方面:首先,水面強(qiáng)烈的蒸發(fā)作用,會造成空氣濕度的增大,從而為降水的增加提供基礎(chǔ)保障;其次,氣流在進(jìn)入水域范圍后,由于風(fēng)速的增加和流線輻射,會產(chǎn)生下沉運(yùn)動,從而減少降水;然后,在暖季,水面溫度會低于陸地溫度,其大氣層的結(jié)構(gòu)也更加穩(wěn)定,對流不易產(chǎn)生,同樣會在一定程度上抑制降水。而對于我國而言,降水多集中在暖季,因此水利工程的將是會減少周邊區(qū)域的將降水量。而對于干旱地區(qū),決定降水的主要因素,在于空氣的濕度或者水汽來源,因此水域相對于陸地具有更好的降水條件,會使得區(qū)域降水增加。
2.3對土地的影響
水利工程的建設(shè)對于周邊土地的影響是十分巨大的,表現(xiàn)出來的問題包括水土流失、地貌改變、土地鹽堿化、河道沖刷等。在對水利工程進(jìn)行建設(shè)的過程中,需要進(jìn)行大量的土石方工程,而在開挖土石方的過程中,不僅會造成地形地貌的改變,還會對地面的植被造成破壞,進(jìn)而引發(fā)水土流失現(xiàn)象;同時,水庫蓄水后,庫區(qū)周圍的地下水面會有所提高,將大量的鹽堿帶到地面,造成嚴(yán)重的土地鹽堿化問題等。
2.4對水質(zhì)的影響
在水利工程完工后,會在大壩上游形成寬闊的水域環(huán)境,造成庫區(qū)水動力條件的變化,不僅水深大大增加,而且水流的速度也會變得緩慢。在這種環(huán)境下,庫區(qū)水體的水質(zhì)和水環(huán)境會出現(xiàn)較大的改變,引發(fā)水體富營養(yǎng)化、泥沙含量增加、重金屬沉降等問題。同時,受庫區(qū)水質(zhì)以及大壩下游河道水量變化的影響,下游的水體水質(zhì)也會發(fā)生變化,影響水體的自凈能力。通常情況下,如果河道水體自身的水質(zhì)條件較好,則水利工程的建設(shè)雖然會對河道水體的水質(zhì)造成一定的影響,但是這個影響并不明顯;而如果河道水體的水質(zhì)條件較差,或者有污染源的排入,水利工程自身的調(diào)蓄作用所造成的河道水量減少,會極大的加劇水污染的程度。
3應(yīng)對措施
經(jīng)過大量的調(diào)查分析發(fā)現(xiàn),水利工程對于生態(tài)環(huán)境的影響是不可避免的,因此在建設(shè)過程中應(yīng)該充分考慮工程的生態(tài)效益,分析水利工程對于生態(tài)環(huán)境可能造成的近期和遠(yuǎn)期影響,并采取相應(yīng)的措施,確保有利影響的充分發(fā)揮,對不利影響進(jìn)行改善。同時,要建立相應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測部門,對環(huán)境進(jìn)行跟蹤評價,盡可能減少水利工程對于生態(tài)環(huán)境的破壞。
1水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響
在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟(jì)與社會有著巨大的作用,同時也要看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性,使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟(jì)需求與生態(tài)系統(tǒng)健康需求這二者關(guān)系方面,似應(yīng)強(qiáng)調(diào)水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。
2生態(tài)水利工程
從學(xué)科發(fā)展角度看,現(xiàn)在的水利工程學(xué)的學(xué)科基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué),水利工程規(guī)劃設(shè)計主要對象是水文系統(tǒng),往往忽視生命系統(tǒng)的現(xiàn)狀和未來風(fēng)險等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)理論及方法,促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合,用以改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計理論,形成水利工程學(xué)新的學(xué)科分支——生態(tài)水利工程學(xué)。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個新的分支,是研究水利工程在滿足人類社會需求的同時,兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求的原理與技術(shù)方法的工程學(xué)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對于新建工程,是指進(jìn)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(fù)的目標(biāo)。對于已建工程,則是對于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。生態(tài)水利工程將與傳統(tǒng)治污技術(shù)、清潔生產(chǎn)(生態(tài)產(chǎn)業(yè))及環(huán)境立法和資源管理一起,成為河流生態(tài)建設(shè)的主要手段之一。
3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計原則
3.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則
生態(tài)水利工程是一項(xiàng)綜合性工程,在河流綜合治理中既要滿足人的需求,包括防洪、灌溉、供水、發(fā)電、航運(yùn)等需求,也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。生態(tài)水利工程既要符合水利工程學(xué)原理,也要符合生態(tài)學(xué)原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律,以確保工程設(shè)施的安全、穩(wěn)定和耐久性。工程設(shè)施必須在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍內(nèi),能夠承受洪水、侵蝕、風(fēng)暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學(xué)原理進(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計時,必須充分考慮河流泥沙輸移、淤積及河流侵蝕、沖刷等河流特征,動態(tài)地研究河勢變化規(guī)律,保證河流修復(fù)工程的耐久性。
對于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析,應(yīng)遵循風(fēng)險最小和效益最大原則。由于對生態(tài)演替的過程和結(jié)果事先難以把握,生態(tài)水利工程往往帶有一定程度的風(fēng)險。這就需要在規(guī)劃設(shè)計中進(jìn)行方案比選,更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評估。另外,充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律,是力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。
3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高,就意味著創(chuàng)造了多樣的小生境,能夠允許更多的物種共存。反之,如果非生物環(huán)境變得單調(diào),生物群落多樣性必然會下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動,特別是大規(guī)模治河工程的建設(shè),造成自然河流的渠道化及河流非連續(xù)化,使河流生境在不同程度上單一化,引起河流生態(tài)系統(tǒng)的不同程度退化。生態(tài)水利工程的目標(biāo)是恢復(fù)或提高生物群落的多樣性,但是并不意味著主要靠人工直接種植岸邊植被或者引進(jìn)魚類、鳥類和其他生物物種,生態(tài)水利工程的重點(diǎn)應(yīng)該是盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性,使其符合自然河流的地貌學(xué)原理,為生物群落多樣性的恢復(fù)創(chuàng)造條件。
在確定河流生態(tài)修復(fù)目標(biāo)以后,就應(yīng)該對于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估,建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(shù)據(jù)庫。遙感技術(shù)和地理信息系統(tǒng)(GIS)是水文、河流地貌和生物調(diào)查的有力工具。關(guān)鍵的工作步驟是在以上兩種調(diào)查工作的基礎(chǔ)上,確定環(huán)境因子與生物因子的相關(guān)關(guān)系,必要時建立某種數(shù)學(xué)模型。河流環(huán)境因子包括河流河勢、蜿蜒度、橫斷面形狀及材料、流速、水位、水質(zhì)、水溫、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化、水文周期變化等。研究的內(nèi)容包括:調(diào)查單個生物因子的基本需求,評估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件,對于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評估。在眾多的環(huán)境因子中,識別那些對于系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的環(huán)境因子,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計和生物棲息地的設(shè)計。
3.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機(jī)理是物種的自然選擇,也就是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,能夠經(jīng)受自然選擇的考驗(yàn),尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。
將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時,生態(tài)工程設(shè)計與傳統(tǒng)水工設(shè)計有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計,建筑物的幾何特征、材料強(qiáng)度都是在人的控制之中,建筑物最終可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計與此不同,生態(tài)工程設(shè)計是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計,或者說是輔設(shè)計。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自組織功能,可以由自然界選擇合適的物種,形成合理的結(jié)構(gòu),從而完成設(shè)計和實(shí)現(xiàn)設(shè)計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明,人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。
傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計的特征是對于自然河流實(shí)施控制。而設(shè)計生態(tài)水利工程時,要求工程師必須放棄控制自然界的動機(jī),樹立新的工程理念。因?yàn)橐揽咳肆图夹g(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計這個寶貴財富,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。需要強(qiáng)調(diào)的是,地球上沒有兩條相同的河流,每一條河流的特點(diǎn)都是各不相同的。因此,每一項(xiàng)生態(tài)水利工程必須因地制宜,充分尊重每一條河流的自然屬性和美學(xué)價值,尋求最佳的生態(tài)工程方案。
自設(shè)計理論的適用性還取決于具體條件。包括水量、水質(zhì)、土壤、地貌、水文特征等生態(tài)因子,也取決于生物的種類、密度、生物生產(chǎn)力、群落穩(wěn)定性等多種因素。在利用自設(shè)計理論時,需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。
3.4景觀尺度及整體性原則
河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理應(yīng)該在大景觀尺度、長期的和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進(jìn)行,而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)行。在大景觀尺度上開展的河流生態(tài)修復(fù)效率要高。小范圍的生態(tài)修復(fù)不但效率低,而且成功率也低。整體性是指從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個要素間的交互作用,提出修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體、綜合的系統(tǒng)方法,而不是僅僅考慮河道水文系統(tǒng)的修復(fù)問題,也不僅僅是修復(fù)單一動物或修復(fù)河岸植被。
景觀則是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時間尺度。為什么在景觀的大尺度上進(jìn)行河流修復(fù)規(guī)劃?首先,水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人造工程設(shè)施系統(tǒng)。廣義水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起,形成自然河流生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動和工程設(shè)施作為生境的組成部分,形成對于水域生態(tài)系統(tǒng)的正負(fù)影響。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時,需要對于各種脅迫因素之間的相互關(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。其次,必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機(jī)性的特點(diǎn),這些特點(diǎn)決定了生物種群的基本生存條件。水域生態(tài)系統(tǒng)是隨著降雨、水文變化及潮流等條件在時間與空間中擴(kuò)展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。再者,河流生態(tài)系統(tǒng)是一個開放的系統(tǒng),與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時進(jìn)行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán),一條河流的生態(tài)修復(fù)活動不可能是孤立的,還需要與相鄰的流域的生態(tài)修復(fù)活動進(jìn)行協(xié)調(diào)。最后,河流生態(tài)修復(fù)的時間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個動態(tài)過程。每一個河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復(fù)是靠時間做工作的。有研究指出,濕地重建或修復(fù)需要大約15~20a的時間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長期準(zhǔn)備,同時進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。
3.5反饋調(diào)整式設(shè)計原則
生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個過程,河流修復(fù)工程需要時間。從長時間尺度看,自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時間。進(jìn)化的趨勢是結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、生物群落多樣性、系統(tǒng)有序性及內(nèi)部穩(wěn)定性都有所增加和提高,同時對外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時間尺度看,生態(tài)系統(tǒng)的演替,即一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)所代替也需要若干年的時間,期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。
生態(tài)水利工程規(guī)劃設(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)。在河流工程項(xiàng)目執(zhí)行以后,就開始了一個自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。這個過程并不一定按照設(shè)計預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展,可能出現(xiàn)多種可能性。
意識到生態(tài)系統(tǒng)和社會系統(tǒng)都不是靜止的,在時間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替以外,人類系統(tǒng)的變化及干擾也導(dǎo)致了生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整。這種不確定性使生態(tài)水利工程設(shè)計不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計方法,而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計方法。是按照“設(shè)計—執(zhí)行(包括管理)—監(jiān)測—評估—調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個流程中,監(jiān)測工作是基礎(chǔ)。監(jiān)測工作包括生物監(jiān)測和水文觀測。評估的內(nèi)容是河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢。常用的方法是參照比較方法,一種是與自身河流系統(tǒng)的歷史及項(xiàng)目初期狀況比較,一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。
在反饋調(diào)整式設(shè)計過程中,提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣鹘绲膹V泛參與,通過對話、協(xié)商,以尋求共同利益。提倡多學(xué)科的交流和融合,提高設(shè)計的科學(xué)性。
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在公路工程的修建中,很多動物所需的區(qū)域得到縮小,這不僅對動物的生長、棲息以及繁殖造成影響,并且也為動物的覓食、通訊造成不同程度的阻礙。在公路工程中,有很多動物為了選擇生境而遠(yuǎn)離道路,從而形成生境回避現(xiàn)象。雖然公路工程對生境的影響是消極的,但也存在眾多物種在生境旁邊棲息的現(xiàn)象。在公路沿線中,有很多生物對生境極其喜愛,比如棲息在溝渠中的兩棲動物,在混凝土碎石中生存的蝙蝠等。與此同時,公路工程在一定程度上促進(jìn)了動物的運(yùn)動。很多大型哺乳動物會在夜間移動,小型哺乳動物會沿著公路行駛幾十公里,因此,哺乳動物將公路兩旁的甬道作為爬行的道路。
1.2對景觀格局的影響
道路是深人景觀的重要途徑,能便于人們的開發(fā)以及利用,但是,道路在發(fā)展的過程中會利用土地,使其產(chǎn)生變化,其中,主要表現(xiàn)在農(nóng)田、森林以及荒漠中,在生態(tài)系統(tǒng)變化的同時,景觀格局也會產(chǎn)生碎片化現(xiàn)象,核心斑塊逐漸減少,道路曲線逐漸變直,越來越多的邊緣生境由此出現(xiàn)。除此之外,公路工程的建設(shè)也會對周邊環(huán)境的景觀產(chǎn)生破碎化影響,這種破壞要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于生態(tài)環(huán)境破壞,眾所周知,不同的道路級別所產(chǎn)生的景觀影響不同,道路網(wǎng)絡(luò)的不斷變化也在一定程度上對區(qū)域景觀有所影響。從景觀格局變化的總體發(fā)展趨勢而言,低等級公路對景觀區(qū)域的變化最為顯著,隨著公路等級不斷降低,公路的條數(shù)增加,生態(tài)系統(tǒng)的破碎化加重,并且景觀區(qū)域的平均斑塊分維數(shù)比較大,道路在進(jìn)行切割的時候,斑塊的形狀更加復(fù)雜。
1.3對生態(tài)過程的影響
公路建設(shè)對生態(tài)環(huán)境起到驅(qū)動作用,道路在受到阻斷時,生態(tài)環(huán)境會因?yàn)楦鞣N自然現(xiàn)象而發(fā)生改變,比如地表徑流、擴(kuò)散、火、散布等w。很多研究也證實(shí)過,公路工程建設(shè)會在一定程度上截斷水流,會使地下徑流逐漸變?yōu)榈乇韽搅?,加快地表中土壤侵蝕程度。除此之外,伴隨著各種侵蝕活動的產(chǎn)生,河流中的沉積物也會導(dǎo)致下游水域的變化,在大規(guī)模的沖刷中,會產(chǎn)生泥石流現(xiàn)象,對人類的生存起到重大的威脅。如果道路深入斑塊的內(nèi)部比較深,對內(nèi)部的物種以及各種稀有物種產(chǎn)生重要影響,整個局部群落的生物多樣性會降低,群落也會形成逆行演替。
2公路工程對環(huán)境造成的長期影響
2.1大氣污染
眾所周知,車輛的排放會產(chǎn)生各種物質(zhì),其中包括了各種氣體、氣溶膠以及顆粒物,如果長期處于尾氣排放的環(huán)境中,便會對人們的健康、植被的生長以及動物的生存造成嚴(yán)重的影響,并且會改變氣候模式,引發(fā)自然生態(tài)系統(tǒng)的變化。一般而言,很多車輛所產(chǎn)生的顆粒物以及大氣物質(zhì)會存在幾年之久,在對流層的積累中,會產(chǎn)生區(qū)域性的影響。并且,很多具有持久性的物質(zhì)在進(jìn)入到大氣平流層的時候,全球的氣溫、光照以及保護(hù)作用便會發(fā)生變化。在近幾年,我國使用機(jī)動車的數(shù)量不斷增加,機(jī)動車尾氣所產(chǎn)生的CO、NO以及各種碳氧化合物都成為大氣污染的源泉。比如,湖北孝感在對機(jī)動車所排放的C0、N0、碳氧化合物進(jìn)行調(diào)查中,三者的比例分別為61.8%、47%、70.5%,并且在我國各大城市都出現(xiàn)類似的情況。
2.2土壤污染
在交通運(yùn)輸中所產(chǎn)生的土壤污染一般呈條帶狀分布,在公路的兩側(cè),污染的程度會逐漸減弱,并且,公路兩側(cè)50m之內(nèi)的區(qū)域是各種油料污染以及泄漏的地區(qū)。隨著各種污水進(jìn)入土壤中,土壤會對污染物的金屬物質(zhì)進(jìn)行吸收,在土壤的不斷積累中,如果達(dá)到一定的數(shù)量,便會引起土壤成分以及結(jié)構(gòu)的變化,從而造成土壤污染。土壤污染的程度取決于交通量以及土壤類型、降雨、風(fēng)力。各種污染物會通過食物鏈危害動物以及人們的健康,在污染自然環(huán)境、地下水以及大氣的同時,也逐漸成為其污染源。
2.3廢物污染
目前,我國公路運(yùn)輸所造成的廢物污染主要表現(xiàn)為廢舊輪胎、廢舊電池以及廢舊汽車。廢舊輪胎是一種極其有害的物質(zhì),不僅具有抗熱、抗機(jī)械的作用,并且在經(jīng)過幾十年的時間后也不會消除如果將廢舊輪胎長期放在空地中,不僅造成土地資源的浪費(fèi),并且也會滋生各種蚊蟲,傳染疾病,引發(fā)火災(zāi)。廢舊電池中存在著極少量的重金屬,在沒有經(jīng)過處理的時候會造成環(huán)境的污染,長時間下去會對人體的神經(jīng)系統(tǒng)造成危害。廢舊汽車在丟棄后,不僅浪費(fèi)材料,并且對環(huán)境造成影響,在發(fā)達(dá)國家廢舊汽車已經(jīng)成為了最為重要的危害材料。雖然該類問題在我國并不嚴(yán)重,但是隨著我國報廢汽車的不斷增多,廢舊汽車的回收以及處理需要引起相關(guān)部門的重視。
1.1重視治理和開發(fā)水利工程在進(jìn)行開發(fā)的過程中,要將景觀建設(shè)和濱河區(qū)域開發(fā)作為一個有機(jī)融合點(diǎn),并且以河道整治為基礎(chǔ),努力創(chuàng)造出合理的人居環(huán)境,使現(xiàn)代化城市特征能夠更好的與生態(tài)景觀相互融合,借此提高城市環(huán)境和生活質(zhì)量。
1.2堅持可持續(xù)發(fā)展原則在進(jìn)行生態(tài)設(shè)計的過程中要積極考慮與自然生態(tài)的和諧程度,要重視生態(tài)環(huán)境的保護(hù),使生態(tài)環(huán)境能夠處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)下,并使其得到發(fā)展,目前生態(tài)化的發(fā)展都以生物多樣性為基礎(chǔ),要正確的處理好自然資源和開發(fā)建設(shè)之間的關(guān)系,重視科學(xué)規(guī)劃,在布局、發(fā)展等方面進(jìn)行拓展。
1.3堅持以人為本任何工程、景觀、環(huán)境的服務(wù)對象都為人,在這一過程中要強(qiáng)調(diào)好人的參與性與親和性,水利工程在功能應(yīng)用上還要進(jìn)一步拓展,并將娛樂、生態(tài)保護(hù)等多種因素相互結(jié)合,最大程度的發(fā)揮水利資源的優(yōu)勢。
1.4提高水利資源的優(yōu)勢性水利資源要想得到發(fā)揮就必須和生態(tài)性相互結(jié)合,并且根據(jù)不同方式的結(jié)合對水利工程利用中存在的問題進(jìn)行互補(bǔ),同時在優(yōu)勢項(xiàng)目的應(yīng)用中要注重生態(tài)控制,尤其是景觀建造上要積極靠近自然生態(tài),減少人為建筑的應(yīng)用。
2案例分析
平昌縣,位于四川東北部、米倉山南麓,東接萬(源)宣(漢),南抵達(dá)(縣)渠(縣),西鄰儀(隴)營(山),北連通(江)巴(州)。全縣幅員2229m2,轄44個街道辦、鄉(xiāng)鎮(zhèn),12個居委會,486個行政村,3960個村民小組,總?cè)丝?05萬人,其中農(nóng)業(yè)人口86萬人,耕地面積57.5萬畝。平昌縣境內(nèi)水資源豐富,通、巴河天然落差33m,支流中50km2以上河流19條,境內(nèi)河長341km,水能理論蘊(yùn)藏量3.32萬kW??h境降水,主源于太平洋暖氣流夾帶的大量水圖1平昌景觀改造圖吉林水利生態(tài)、景觀與水利工程融合的河道規(guī)劃設(shè)計研究袁曉平2015年1月汽,在大巴山的阻滯和抬升作用下形成地形雨;年降水夏多,冬少,常出現(xiàn)冬春偏旱,夏秋偏澇現(xiàn)象。在本文中針對平昌縣的濱河改造項(xiàng)目進(jìn)行分析,改造位置西起規(guī)劃的巴河二號橋,東至渭子溪,南至新光工業(yè)區(qū)沿岸濱河地段。就目前改造中所面臨的問題主要有以下幾個方面。(1)由于城市多為臨河而建所以,兩岸人口稠密,并且每有進(jìn)行過區(qū)域規(guī)劃,使濱河區(qū)域不能凸顯城市特色,同時大部分建筑已經(jīng)達(dá)到使用壽命,需要拆除。現(xiàn)有跨河橋梁以成為危橋,需要拆除。(2)濱河防洪堤采用花崗巖砌塊堆砌。岸線形式與河道走向相同,但親水性較差,并且景觀效果易受到影響。(3)濱河區(qū)域植物缺少地方特色,駁岸與水面高差大,布置空間狹小。(4)河岸景觀和城市環(huán)境相互脫節(jié),不能形成統(tǒng)一整體,降低了整個城市的美觀性。
3平昌縣城城市水景規(guī)劃
針對以上問題,我們要以整體景觀規(guī)劃為基礎(chǔ),以提高濱河景觀實(shí)用性為主,形成了濱水游憩的設(shè)計形式,使整體景觀結(jié)構(gòu)朝著生態(tài)多樣性和城市文化多樣性的方向進(jìn)行發(fā)展,首先將通河橋至巴河橋之間的城市區(qū)域相互連通形成城市的核心區(qū)域,并且結(jié)合城市的文化和生態(tài)特色進(jìn)行休閑、生態(tài)、景觀帶的改造。并將通河大橋、巴河大橋以及巴河3號、4號橋相互連通形成鷹巖新貌、游船碼頭、夢回古街、春花爛漫園以及城市生態(tài)走廊五大特景觀節(jié)。同時將濱河區(qū)域的防洪性和水利工程的休息、景觀作用和城市水景相互結(jié)合。具體景觀改造如下(見圖1):鷹巖新貌:該區(qū)域位于河流三角州地帶,將其作為城市的景觀集中區(qū)域,并形成平昌新貌的主體設(shè)計思想。游船碼頭:該區(qū)域商業(yè)最為集中,通過景觀改造對其進(jìn)行區(qū)域整合,使其成為具有統(tǒng)一風(fēng)格的商業(yè)街景區(qū)域。夢回古街:該區(qū)域凸顯平昌縣城的歷史文化,將周邊古街道進(jìn)行重新規(guī)劃,并且濱河景觀相互融合。春花爛漫園:平昌縣區(qū)域氣候四季適宜。花成為了四季景觀中最為重要的組成部分,進(jìn)行這一部分的改造,可以使市民在進(jìn)行游覽的過程中,體現(xiàn)出花文化,并且讓花文化進(jìn)入到生活之中,使景觀設(shè)計成為綠色健康的生活部分。城市生態(tài)走廊:這一區(qū)域人口稠密,可以進(jìn)行規(guī)劃和應(yīng)用的綠地較少,所以在這一部分處理中,使用鋼結(jié)構(gòu)修建一條空中走廊,以提高景觀的觀賞性和空間利用效率。另外要著重體現(xiàn)出市民在休閑過程中的需求,建設(shè)城市生活廣場,并將周邊茶館、酒吧、商鋪等進(jìn)行完善,同時通過景觀小品、雕塑等設(shè)計體現(xiàn)出平昌地區(qū)的民俗文化。河堤景觀在改造過程中還要加強(qiáng)堤防護(hù)岸的景觀設(shè)計,可以保留原有的堤防形式。但是在其上部進(jìn)行美化和包裝,多使用彩繪、浮雕的形勢將傳統(tǒng)文化和地方特色應(yīng)用到改造當(dāng)中,對臨河區(qū)域的欄桿界面和燈具進(jìn)行布置,形成統(tǒng)一配套的景觀特性,最大程度的提高視覺特性。使地方防護(hù)能夠成為新的景觀。(見圖2)
4水利工程和景觀融合的可行性
水利工程在城市建設(shè)中分類較多,從城市發(fā)展的角度上來看,水利工程和城市景觀以及生態(tài)性相互融合建設(shè)是十分必要的,要根據(jù)城市水利工程中的生態(tài)為基礎(chǔ),并且集合常見的壩、堤防、護(hù)岸、水閘、水泵站等形式進(jìn)行研究。在進(jìn)行規(guī)劃的過程中要注意如下幾點(diǎn)問題。首先是水利工程在建設(shè)過程中會破壞原有的生態(tài)系統(tǒng),其次是水利工程完成后的規(guī)劃建設(shè)緩慢,難以形成景觀、風(fēng)景。另外是水利樞紐中景觀元素得不到充分利用,景觀形式得不到體現(xiàn)。尤其是城市建筑風(fēng)格和水利樞紐景觀不協(xié)調(diào)因素較多。以上幾點(diǎn)都是未來水利工程建設(shè)過程中急需解決的問題。所以在景觀、生態(tài)協(xié)調(diào)發(fā)展中要注意如下原則:一是功能優(yōu)先原則,要在滿足功能要求的前提下進(jìn)行景觀設(shè)計。二是整體性原則,要將水利工程與城市以及周圍環(huán)境作為一個整體綜合考慮。三是生態(tài)性原則,在進(jìn)行景觀設(shè)計時要充分考慮環(huán)境生態(tài),要對生態(tài)進(jìn)行恢復(fù)和重建。四是親水性原則,水利工程景觀是很好的親水景觀,要充分發(fā)揮水利工程的優(yōu)勢,打造親水近水景觀。
5水利工程與生態(tài)、景觀中的設(shè)計特性
在水利工程的設(shè)計中要想將生態(tài)和景觀融合,就要從以下兩個方面入手。(1)以生態(tài)發(fā)展為基礎(chǔ)。在濱河生態(tài)岸線的設(shè)計中要注意水利工程后期對生態(tài)環(huán)境的恢復(fù),要將生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能性作為主要研究目標(biāo),保證設(shè)計出的景觀小品能夠最大程度的接近自然,并且恢復(fù)景觀小品和植被種植中的生態(tài)景觀設(shè)計,同時在水利工程中對生態(tài)的后續(xù)修復(fù)也要遵循以上幾點(diǎn)。使自然景觀能夠被適當(dāng)?shù)谋A艉突謴?fù),提高水利工程景觀的觀賞性。(2)在景觀上,主要與城市的景觀建設(shè)和休閑游憩功能相結(jié)合,打造親水近水景觀,主要有以下幾點(diǎn)措施:一是結(jié)合城市周圍的建筑、景觀的建設(shè)情況綜合考慮城市水利工程的建設(shè),打造與城市景觀協(xié)調(diào)一致的水利工程景觀。二是在不妨礙水利工程功能要求的前提下,結(jié)合景觀小品、休閑設(shè)施的建設(shè)打造具有休閑游憩、親水近水功能的水利工程景觀。三是對于水利工程建設(shè)區(qū)的景觀美化建設(shè),可以在建設(shè)區(qū)范圍內(nèi)建設(shè)相應(yīng)的景觀小品如廊架、座椅等,結(jié)合植物綠化進(jìn)行景觀建設(shè),打造生態(tài)、景觀水利樞紐區(qū)。
1.1.1固定資產(chǎn)投資固定資產(chǎn)投資包括水利建設(shè)項(xiàng)目達(dá)到設(shè)計規(guī)模所需由國家、地方、集體和個人以各種方式投入的主體工程和相應(yīng)配套工程的全部建設(shè)費(fèi)用,包括主體工程和配套工程。固定資產(chǎn)投資以工程總投資的90.00%計,即調(diào)整前工程投資為371.69萬元,調(diào)整后為334.52萬元,作為項(xiàng)目國民經(jīng)濟(jì)評價投資。
1.1.2固定資產(chǎn)折舊費(fèi)工程經(jīng)濟(jì)使用年限按30年計算,采用靜態(tài)折舊法(不計利息),公式:d=k(1-3%)/n,式中:k-工程設(shè)施投資;n-折舊年限;d-年折舊費(fèi)。計算分?jǐn)偰暾叟f費(fèi)用為10.08萬元。
1.1.3年運(yùn)行費(fèi)用年運(yùn)行費(fèi)用指項(xiàng)目區(qū)的節(jié)水灌溉工程實(shí)施后,項(xiàng)目運(yùn)行期每年所需支出的新增加的運(yùn)行費(fèi)用,年運(yùn)行費(fèi)主要包括工程維護(hù)費(fèi)、燃料動力費(fèi)、管理費(fèi)及其他費(fèi)用。程維護(hù)費(fèi):按總投資的1.50%計算,共計5.53萬元。燃料動力費(fèi):燃料動力費(fèi)指機(jī)泵正常運(yùn)行時所需消耗的電量,項(xiàng)目運(yùn)行后年總耗電量為8.9萬度,每度電按0.27元計算,年電費(fèi)為2.43萬元。管理費(fèi)及其他費(fèi)用:按總投資的0.55%計算,共計2.0萬元。則項(xiàng)目年運(yùn)行費(fèi)用為9.96萬元。
1.1.4效益分析根據(jù)以上費(fèi)用及效益計算結(jié)果進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析,社會折現(xiàn)率按12.00%計算,現(xiàn)金流量表及各項(xiàng)指標(biāo)計算結(jié)果如下:經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率:EIRR=21%>12.00%;經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值:ENPV=415.80>0(萬元);經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比∶EBCR=1.63>1.2本項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)內(nèi)部收益率大于社會折現(xiàn)率12.00%,經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值大于零,經(jīng)濟(jì)效益費(fèi)用比大于1.20。因此,該項(xiàng)工程經(jīng)濟(jì)上是可行的、合理的。
2社會效益分析
本工程的建成不僅獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益,而且也將取得巨大的社會效益。該工程的建設(shè),將加快當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐,大大改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境;同時,該工程建成后將有效減少輸水損失,大大改善項(xiàng)目區(qū)的灌水條件,杜絕跑水、漏水現(xiàn)象,節(jié)約水量,改善了當(dāng)?shù)厝罕姷纳瞽h(huán)境。
3生態(tài)環(huán)境效益分析
項(xiàng)目實(shí)施后,通過管道輸水到林區(qū)進(jìn)行灌溉,減少了滲漏,節(jié)約了用水量,加大生態(tài)環(huán)境建設(shè),對改善項(xiàng)目區(qū)局部小氣候、提高水土資源的利用率,調(diào)整生態(tài)林種植結(jié)構(gòu),可使當(dāng)?shù)赝寥赖玫礁牧?,提高了生態(tài)林的生長成活率,減少了水土流失,改善了生態(tài)環(huán)境,增加了農(nóng)民收入,有效促進(jìn)了當(dāng)?shù)厮镰h(huán)境及生態(tài)環(huán)境健康發(fā)展。
(1)由于過度灌溉出現(xiàn)的農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境污染問題
農(nóng)業(yè)用地土壤中大部分的氮素是以有機(jī)化合物狀態(tài)存在,不能直接被作物利用,作物只能吸收硝態(tài)氮離子和銨離子,可是被吸收的數(shù)量是非常少的。適量灌溉能夠使有機(jī)化合物加速溶解,有利于作物吸收。但是灌溉水過量的話,會使土壤中的化肥、農(nóng)藥、礦物質(zhì)、細(xì)菌病毒、泥土顆粒、無機(jī)物離子等進(jìn)入到河流或湖泊,導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中的地表水受到污染。在湖泊中流入的化肥、農(nóng)藥、土壤顆粒中的有機(jī)物,含有大量的氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì),使水的富營養(yǎng)化過程變快,造成大面積水體環(huán)境惡化,使大量水里的生物死亡。加強(qiáng)農(nóng)業(yè)的基本水利工程建設(shè),改進(jìn)灌溉方式、促進(jìn)節(jié)水農(nóng)業(yè)的發(fā)展,是農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境發(fā)展的根本。應(yīng)將管道灌溉系統(tǒng)大力發(fā)展到農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)中,并把精量施肥、施藥結(jié)合進(jìn)去。節(jié)水灌溉能夠提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)、節(jié)水、節(jié)地,減輕污染,減少水生害蟲的繁殖,還可以提高水溫、地溫,使農(nóng)作物根系發(fā)達(dá)、抗倒伏,使肥效、藥效得以充分發(fā)揮。
(2)由于過度灌溉對農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境中土壤的影響
水分的運(yùn)動會帶動土壤鹽分的運(yùn)動,水分蒸發(fā)會使土壤鹽分累積到土壤表層,灌溉時會使表層鹽分降低,而較高的地下水位會鹽分回到土壤表層,灌溉不當(dāng)、排水不良、高礦物水的使用,都會加速土壤表層鹽分的累積,使土壤鹽堿化、土肥減退、土壤硬結(jié)。做到按需供水、精確控水,保護(hù)土壤結(jié)構(gòu)。
(3)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境受到渠道混凝土或塊石襯砌防滲的影響
這種方式只是減少輸水損失,使灌溉輸水效率得以提高的節(jié)水措施,從廣義節(jié)水的內(nèi)涵來看并沒有節(jié)水,沒有減少地表水、土壤水、地下水總體的無效蒸騰與消耗,只是減少了滲入地下的水量。農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境受到渠道襯砌的影響是非常巨大的,大面積渠道的防滲襯砌使補(bǔ)給地下水的條件改變了,下游地區(qū)的回水總量減少,存在不利的因素對地下水和下游地區(qū)水環(huán)境;混凝土防滲渠道減少了土壤里細(xì)粒泥沙的進(jìn)入,水中有害物質(zhì)能夠吸附到細(xì)粒泥沙上,這樣對土壤的物質(zhì)交換以及作物生長不利;使青蛙生存、繁殖、越冬的基本條件被改變,使大量的青蛙隨灌溉水進(jìn)入混凝土渠中而跳不出去,被烈日烤死;老化的混凝土襯砌板會產(chǎn)生大量碎塊,使耕作和作物的生長受到影響。站在農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的角度來看,混凝土襯砌的形式不要采用,只有在大型輸水渠道和灌溉渠道局部沖刷嚴(yán)重的地段上面使用。
2解決水利工程產(chǎn)生農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境問題的方法
(1)協(xié)調(diào)好地表水、土壤水、地下水的關(guān)系,進(jìn)行綜合、統(tǒng)籌利用。要把水利工程對農(nóng)田灌溉的思路進(jìn)行轉(zhuǎn)換,綜合合理地利用好地表水、土壤水、地下水,改善農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,堅決防止農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和環(huán)境受土地鹽堿化的影響,避免次生災(zāi)害的發(fā)生。