给水工程设计原则范例6篇

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给水工程设计原则

给水工程设计原则范文1

关键词:水利工程 规划设计 基本原则

中图分类号:TV212 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)08(c)-0161-01

随着经济社会的不断快速发展,水利事业对于国民经济的增长而言发挥着越来越重要的作用,无论是对于农村水利,还是城市水利,其不仅会影响到地区的安全,防止灾害发生,而且也能够为地区的经济建设提供足够的帮助。鉴于水利事业的重要性,水利工程的规划设计就必须严格按照科学的理念开展,从而确保各项水利工程能够带来必要的作用。对于科学理念的遵循就是要求在设计当中严格按照相应的原则,从而很好的完成相应的树立工程。总的来说,水利工程规划设计的基本原则包括着如下几个部分。

1 确保水利工程规划的经济性和安全性

就水利工程自身而言,其所包含的要素众多,是一项较为复杂与庞大的工程,不仅包括着防止洪涝灾害、便于农田灌溉、支持公民的饮用水等要素,也包括着保障电力供应、物资运输等方面的要素,因此对于水利工程的规划设计应该从总体层面入手。在科学的指引下,水利工程规划除了要发挥出其做大的效应,也需要将水利科学及工程科学的安全性要求融入到规划当中,从而保障所修建的水利工程项目具有足够的安全性保障,在抗击洪涝灾害、干旱、风沙等方面都具有较为可靠的效果。对于河流水利工程而言,由于涉及到河流侵蚀、泥沙堆积等方面的问题,水利工程就更需进行必要的安全性措施。除了安全性的要求之外,水利工程的规划设计也要考虑到建设成本的问题,这就要求水利工程构建组织对于成本管理、风险控制、安全管理等都具有十分清晰的了解,从而将这些要素进行整合,得到一个较为完善的经济成本控制方法,使得水利工程的建设资金能够投放到最需要的地方,杜绝浪费资金的状况出现。

2 保护河流水利工程的空间异质的原则

河流水利工程的建设也需要将河流的生物群体进行考虑,而对于生物群体的保护也就构成了河流水利工程规划的空间异质原则。所谓的生物群体也就是指在水利工程所涉及到的河流空间范围内所具有的各类生物,其彼此之间的互相影响,并在同外在环境形成默契的情况下进行生活,最终构成了较为稳定的生物群体。河流作为外在的环境,实际上其存在也必须与内在的生物群体的存在相融合,具有系统性的体现,只有维护好这一系统,水利工程项目的建设才能够达到其有效性。作为一种人类的主观性的活动,水利工程建设将不可避免的会对整个生态环境造成一定的影响,使得河流出现非连续性,最终可能带来不必要的破坏。因此,在进行水利工程规划的时候,有必要对空间异质加以关注。尽管多数水利工程建设并非聚焦于生态目标,而是为了催进经济社会的发展,但在建设当中同样要注意对于生态环境的保护,从而确保所构建的水利工程符合可持续发展的道路。当然,这种对于异质空间保护的思考,有必要对河流的特征及地理面貌等状况进行详细的调查,从而确保所指定的具体水利工程规划能够切实满足当地的需要。

3 水利工程规划要注重自然力量的自我调节原则

就传统意义上的树立工程而言,对于自然在水里工程中的作用力的关注是极大的,很多项目的开展得益于自然力量,而并非人力。伴随着现代化机械设备的使用,不少水利项目的建设都寄希望于使用先进的机器设备来对整个工程进行控制,但效果往往并非很好。因此,在具体的水利工程建设中,必须将自然的力量结合到具体的工程规划当中,从而在最大限度的维护原有地理、生态面貌的基础上,进行水利工程建设。当然,对于自然力量的运用也需要进行大量的研究,不仅需要对当地的生态面貌等状况进行较为彻底的研究,而且也要在建设过程中竭力维护好当地的生态情况,并且防止外来物种对原有生态进行入侵。事实上,大自然都有自我恢复功能,而水利工程作为一项人为的工程项目,其对于当地的地理面貌进行的改善也必然会通过大自然的力量进行维护,这就要求所建设的水利工程必须将自身的一系列特质与自然进化要求相融合,从而在长期的自然演化过程中,将自身也逐步融合成为大自然的一部分,有利于水利项目可以长期为当地的经济社会发展服务。

4 对地域景观进行必要的维护与建设

地域景观的维护与建设也是水利工程规划的重要组成部分,而这也要求所进行的设计必须从长期性角度入手,将水利工程的实用性与美观性加以结合。事实上,在建设过程中,不可避免的会对原有景观进行一定的破坏,这在注意破坏的度的同时,也需要将水利工程的后期完善策略相结合,也即在工程建设后期或使用和过程中,对原有的景观进行必要的恢复。当然,整个水利工程的建设应该以尽可能的不破坏原有景观的基础之上进行开展,但不可避免的破坏也要将其写入建设规划当中。另外,水利工程建设本身就要可能具有较好的美观性,而这也能够为地域景观提供一定的补充。总的来说,对于经管的维护应该尽可能从较小的角度入手,这样既能保障所建设的水利工程具备详尽性的特征,而且也可以确保每一项小的工程获得很好的完工。值得一提的是,整个水利工程所涉及到的景观维护与补充问题都需要进行严格的评价,从而确保所提供的景观不会对原有的生态、地理面貌发生破坏,而这种评估工作也需要涵盖着整个水利工程范围,并有必要向外进行拓展,确保评价的完备性。

5 水利工程规划应遵循一定的反馈原则

水利工程设计主要是模仿成熟的河流水利工程系统的结构,力求最终形成一个健康、可持续的河流水利系统。在河流水利工程项目执行以后,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。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变量是现有科学水平可能达到的最优值,表示水利工程能够获得较为理想的使用与演进效果;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。

参考文献

给水工程设计原则范文2

关键词:水利工程生态水利工程 设计原则

中图分类号: TV 文献标识码: A

1、关于生态水利工程的概念

水利工程能够提供给经济和社会发展进步的强大动力,但在其产生良好的经济和社会效益的同时,也会对河流等的自然生态系统造成一定方面、程度的破坏和干扰。水利工程会改变自然湖泊以及河流的渠道的现状,将天然的渠道走势改成规则的直线或者折线,使河道出现规则的几何横断(“几何横断”是否不太通顺?)。生态水利工程是现代化水利建设的新成果和理念,综合了工程力学以及水文学的学科,是一项对于传统水利工程的重大改革。生态水利工程是吸收了关于生态学理论基础的,利用工程力学以及水文学的融合理念,从而不断改进的水利工程建设。生态水利工程就是要用现代化以及科学化的理念和原理指导水利工程的建设,促进生态环境与经济建设的良性互动,在对传统水利工程进行改造时考虑了对自然生态环境修复的目的。对已经修建的对自然生态环境造成严重破坏的工程就行整治,新修建的水利工程则必须是具备科学、经济、环保的现代化发展理念的基础建设。

2、生态水利工程对于河流的影响分析

在人们生产生活中水利工程发挥了巨大的作用,早期的水利工程能够起到灌溉、防洪和发电等作用,极大的促进了社会生产的向前发展。但随着人们环保意识的增强,水利工程对于河流生态系统的所产生的影响被越来越多的人所关注。水利工程这种人类行为改变了河流本身的多样性、连续性以及持续性等特点,河流中的水深、水温以及河流的流速等一些自然的规律随之也发生了很大的变化。这些改变对河流生态系统产生了很大的影响,人们必须关注这种不利的影响。未来水利工程的兴建必须将生态效益和经济效益进行均衡考虑,要使得水利工程可以满足人类需求的同时还要满足河流自身生态系统的健康以及可持续的发展。

3、生态水利工程所面临的问题分析

生态水利工程的设计和建设不仅仅要对生态目标进行衡量和确定,同时还要和水利工程建设的目标进行匹配。生态水利工程建设要面对和传统水利工程设计的理念上的冲突和协调,也要适应不断晚上(没看懂)的生态水利工程建设的相关标准等多种问题,但随着社会经济的不断向前发展和人们环保意识、生态意识的逐步提升,这些问题都可以很好的得到解决,从而可以最大限度的发挥出生态水利工程的环境效益、生态效益以及经济效益。

4、生态水利工程建设的基本原则分析

4.1、保证工程的安全性和经济性

生态水利工程的设计规划,不仅要满足传统水利工程在社会生产方面所发挥的重要作用,包括防洪灌溉、供水发电等,同时,更要注重河流生态系统的可持续性。因此在生态水利工程的设计的过程之中,必须要坚持安全性和经济性的原则,要保证工程符合工程学原理,才能确保工程设计的稳定性和耐久性,才可以充分的实现其基本功能的发挥;也要确保工程在生学领域的科学性,确保工程的律设与河流的自然特征相符合,根据地貌学原理对河流的横向和纵向分布特点进行充分的考虑,对干河流特征、淤泥等问题(河流特征不算问题)进行科学的规划,使水利工程的设计符合河流自然生态环境的变化规律,才能实现河流生态系统的修复。

4.2、生态系统自组织恶化自我恢复的能力

生态系统的自组织功能的体现以生态系统的可持续性为主要特征,通过自组织功能实现河流物种的自然选择规律,保持生物与生态系统的友好精神,才能找到与自然资源相适合的生态水利工程的设计环境,这与传统的水利工程建设有着本质区别的生态水利工程在具备人们所期望的水利功能实现的基础上,依靠自组织的功能实现自我修复,依靠生态系统的自组织功能形成科学的河流生态环境,自我选择是适合的生物物种,进而形成一个完整的河流生态系统。

4.3、提高河流形态的空间异质性原则

通常情况下,一个地区的生存空间异质性越高,则说明其内部含有多个不同的小环境,可以允许多种不同种类的生物共存。反之,生存空间异质性越低,则其可以容纳的生物种类越少,这必然会使该空间内的生物群落环境变得日益单调, 这时在生物群落的性质和密度方面都会产生不同程度的退化。在传统水利工程的建设的过程之中,对于河流的自然性和连续性进行了人工的切断,使得河流环境在一定程度上就会变得单一化,进而形成河流生态系统的退化。所以,在生态水利工程的设计的过程之中,务必要有效的促进河流生态的空间异质性的提高,这样才能促进生态环境中物种的数量不断增加,从而促进生物群的多样性的恢复。确定河流生态系统的修复目标以后,需要对河流生态系统中的生物种类和密度进行详细的勘察,建立详细的资料库,这时对于河流的自然环境也要有详细的勘察,包括河流的水温、流速、泥沙、营养盐的迁移转化等等,只有对自然生态环境有详细的掌握,才能为生物群落的生长创造最佳的条件,在此基础之上来充分的实现河流生态系统的自我修复功能。

4.4、景观尺度及整体性原则

河流生态系统的恢复应当是建立在对景观的长期保持的基础上来实现的,而且必须是大尺度和整体性的,并不是针对某一范围内的系统进行恢复,小范围的生态修复成功率较低,而且在生态系统的恢复效率方面也较低,所以,生态水利工程的设计讨程中,必须要注重大尺度、整体性的修复。

景观大尺度的原则包括空间尺度和时间尺度两种,而在河流系统受到威胁的时候,往往就会从这两个角度体现,所以需要对尺度的要素进行一个综合的研究,科学的掌握河流生态系统本身所具有的流动性、易变性等特点,对生物群落生存的基本条件进行整体性的创造以及恢复,才可以有效地保证生态水利工程的运行与河流的动态演进过程保持一致,从而促进河流生态系统的恢复。

4.5、反馈调整式设计原则

生态系统的成长需要一个漫长的讨程,对于河流生态系统的修复来说,同样需要较长的一段实践,才能在系统结构的复杂性、生物多样性等方面获得一个更高的提升,也能够使河流生态系统自身抵御外部干扰的能力增强,有利于促进河流生态系统稳定性的提高。如果从当前社会发展的时间交替的角度来说,需要实现一种生态系统的自我修复或者是用一种生态系统代替另一种生态系统,往往需要若干年的时间,想在短时间之内来实现是不可能的。

总之,水利工程在社会生产中发挥着重要的作用,但这时也会对生态环境造成了一定的影响,尤其是对与河流生态来说,对与河流的连续性和流动性产生了不同程度的影响,使得水流、水温等自然规律都发生了一定的变化,这些变化的存在破坏了河流生态系统的平衡与稳定。所以说,在现代水利工程建设的工作之中,务必要对社会发展需求与生态健康之间的关系进行一个科学的衡量,在建设生态水利工程的要求之下,坚持必要的设计原则,才可以促进生态水利工程建设的科学性。

参考文献

[1]吕良健.生态水利工程的基本设计原则[J].江西建材,2012,05:130-131.

[2]王瑛昊,陈雷.分析生态水利工程的基本设计原则[J].民营科技,2012,11:296.

[3]禹博.论生态水利工程的基本设计原则[J].河南水利与南水北调,2012,18:77-78.

给水工程设计原则范文3

关键词:生态水利工程;规划设计;基本原则

中图分类号:TV文献标识码: A

引言

工程科技不可否认,水利工程对于我国社会与经济的发展起到了很大的推动作用,但是我们也应当重视水利工程对河流生态系统造成的干扰,生态水利工程的出现就很好地对两者进行了平衡。生态水利工程一方面要使水利工程能够满足人类社会的需求,另一方面还要保证河流生态系统的健康以及可持续应用,在这两方面的考虑下进行相关的原理与技术方法研究,是生态水利工程的主要任务以及研究方向。

一、生态水利工程简介

生态水利工程是建立在工程力学、水文学以及生态学基础之上的,以往的水利工程建设中往往忽视对生态系统的干扰以及影响,不注重开发与保护协调进行,现在,水利工程不断发展,逐步吸收生态学原理,促进学科之间的交流与融合,便催生了生态水利工程学。给生态水利工程学下个定义,它是究水利工程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。生态水利工程要重点对受到人类活动干扰严重的河流进行生态修复,如果是新建的工程,就要在保证工程建设的同时兼顾河流的生态修复,如果是已建工程,就要将重心放到对受干扰河流的生态恢复上面来。

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

生态水利工程是一项综合性的工程,其建设既要遵循水利工程学原理,也要遵循生态学原理,一方面要满足人类社会的要求,包括灌溉、发电等,还要满足河流生态系统的可持续性要求。生态水利工程具有工程的整体特征,保证工程的安全性是十分必要的,因此,生态水利工程建设必须要符合一定的水文学和工程力学的规律,工程建设施工的各个环节,包括原材料的采购,施工图纸的设计,施工质量检查等各个环节否要进行严格的把关,以确保工程施工的正常进行进行,保证施工的安全性以及水利工程的施工质量以及耐久性。水利工程相比于其他的工程具有一定的特殊性,其规划设计必须要符合一定标准,还要能够承受洪水、风暴等多种自然力的荷载,水利工程规划与设计时还要按照河流地貌学原理进行,将各种河流地貌特征纳入考虑范围,然后进行河流纵、横断面的设计。与此同时,水利工程建设与其他工程一样,都要将经济性放在重要的位置,水利工程的规划与设计要遵循险最小和效益最大化的原则,对生态水利工程的经济合理性分析之后再进行后续施工。因为河流等自然生态系统的更新演替在一定程度具有不确定性,因此生态水利工程建设时常面临着一定程度的风险,这就要求水利工程在规划设计初期就要慎之又慎,要对多种规划设计方案进行比较并最终选择最好的设计方案,同时注重对生态系统的长期定点监测和评估。此外,包括河流生态系统在内的多种自然生态系统都具有一定的自我调节与恢复能力,生态水利工程设计要考虑到这一点,探索利用最小的投入获得最大产出的合理技术路线,提高水利工程的经济性和设计方案的可行性。

2、提高河流形态的空间异质性原则

一般来讲,一个地区的生境空间异质性越高,物种丰富度就越高,生物群落的多样性相对较好,加上生物与环境之间的相互作用,生态系统会处于一个相对稳定的状态。但是科学技术的发展使人类对自然环境的影响逐渐扩大,特别是数量众多的水利工程建设更是给河流生态系统造成了很大的干扰,引起河流生态系统的退化,因此需要进行生态水利工程建设来恢复甚至提高河流生态系统中的物种多样性。生态水利工程建设前期河流进行大量生物调查以及现状勘测,工程建设符合河流的地貌学原理,并通过提高河流形态的异质性来修复河流生态系统。在对河流地貌进行调查以及数据处理和管理的过程中,遥感技术以及地理信息系统是很好的工具,借助于遥感技术以及地理信息系统,工作人员可以获得大量的河流地貌信息,并确定环境因子与生物因子之间的关系并建立数学模型,为生态水利工程的规划与建设提供依据。

3、生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的可持续性是生态系统自组织功能的表现,通过物种选择,适应环境的物种能够存活下来,不适应的物种就会被淘汰。生态水利工程的设计与规划也遵循这一原理,可以这样讲,生态工程设计其实是一种辅助式的设计,自然生态系统会通过自组织功能等来选择与之相适应的物种,并形成相对合理的结构,在这种情况下,一个成功的生态工程中,人力与自然力的贡献各占一半。生态水利工程要求人们合理利用生态系统的自组织与自我设计的能力,每个水利建设都要因地制宜,尊重河流生态系统的可持续需求,以实现两者的和谐。生态系统的自设计能力取决于各种生态因子以及多种其他因素,因此生态水利工程建设也要注意充分利用乡土种,提高对生物入侵的防范意识。

4、景观尺度及整体性原则

河流生态修复规划和管理要在大景观尺度上上进行,收到的效果比较好,成功率也比较高。水域生态系统是一个大范围的系统,涉及到多种因子以及功能作用,人类活动是生境的重要组成部分,对水域生态系统产生了很大的影响,因此应当综合分析各种影响因素。水域的生态环境局域流动性、随机性等特点,伴随着降雨以及水温变化等,水域生态系统在时间与空间中会呈现扩展或收缩的状态,这个开放的生态系统无时无刻不在与周围的生态系统物质和能量的传递还有信息的交流,因此河流生态修复规划和管理决不能单单从一条河流入手,而要掌握河流生态系统的动态性,包括空间的动态性和时间的的动态性,从宏观和整体的角度出发分析各元素之间的关系,还要做好长期进行修复工作的准备,同时进行河流生态系统的监测和管理。河流生态修复规划和管理还要坚持整体性原则,从生态系统的结构和功能出发,从整体上提出整体的、综合的修复方法。

5、反馈调整式设计原则

从生态学角度来看,在漫长的进化过程中,自然生态系统中的物种多样性逐渐增加,生物群落逐渐稳定,抵抗外界干扰的能力逐渐增强,一种类型的生态系统被另一种生态系统代替需要较长的时间,进行修复也需要很长的时间,因此河流生态修复不能心急,更不可能在短时间内取得效果。生态水利工程规划设计是在模仿河流生态系统机构的基础上着力构建一个完整而健康的河流生态系统,水利工程从建设伊始,就开始了一个自然生态系统漫长的更新演替过程,但是生态系统是一个动态的系统,在时间和空间上都存在很大的不确定性,同时,人类活动的影响也使这种不确定性进一步增大,这就使得生态水利工程的规划与设计有别于传统工程建设确定性的设计方法,而是按照“设计―执行(包括管理)―监测―评估―调整”的方式,以监测为基础,对河流生态系统进行评估,采用反馈调整式的设计方法。

结束语

我国经济社会的发展要十分注重开发与保护之间的关系,不能够一味地进行开发而对环境造成破坏。水利工程的建设为我国经济社会的发展起到了很好的推动作用,但同时也对河流生态系统等造成了干扰,我们应当正视这一问题,坚持科学发展观,在考虑河流保护的同时进行建设,采取各种措施,虚心学习国外优秀的经验保持平衡,促使水利工程建设能够与生态环境协调发展,实现我国经济的可持续发展。

参考文献

[1]谢睿.生态水利工程的设计原则与方法思考[J].科技与企业,2014,(8).

给水工程设计原则范文4

关键词:水利工程;生态;规划设计;基本原则

中图分类号:TV文献标识码: A

随着经济的不断发展,水利工程事业在国名经济的发展中扮演着重要的角色,不论是农村的水利工程亦或是城市的水利工程,它们不仅仅维护着地区的安全,防止灾害的发生,同时也是当地经济发展的一大助力。由于水利事业的重要作用,那么水利工程的规划设计就一定要科学合理,以保障水利工程的作用得到发挥。

一、水利工程对河流生态系统的影响

水利工程一方面对经济和社会的发展有着巨大的促进作用,同时也对河流生态系统造成了不同程度的影响,水利工程建设人为地改变了河流的特性,对河流的多样性、连续性等特性造成不同程度的影响,使其流速、水深、水文规律等自然条件发生了巨大的变化,这些变化所造成的河流生态系统影响是不可忽视的,很有可能会对河流生态系统造成不可恢复性的破坏。未来的水利工程要在衡量生态系统的可持续发展上面以及满足社会经济需求的基础上来规划设计实施,一方面要对地方经济社会有所益处,满足人类的需求,同时还要能够兼顾地方河流生态系统环境的保护,维护生态系统的健康和可持续性发展。

二、水利工程规划的设计原则

(一)工程安全性与经济性原则

水利工程建设是一项比较综合性的工程建设,建设过程中一方面要满足人类的需求,比如防洪、灌溉、供水等需求,一方面还要兼顾生态系统自身的可持续性,水利工程建设不仅仅要符合水利工程学原理,也要符合生态学原理。水利工程设施必须要满足水文学和工程力学的要求,保障工程设施的安全性和耐久性,工程设施一定要在符合标准的范围内,具有一定能力承受洪水、风暴等自然条件的影响。

要遵循风险最小化与经济效益最大化的原则对水利工程的合理性进行分析,鉴于生态演替的过程与结果无法预料,因此水利工程必定存在一定的风险,这就要求在综合考虑规划设计方案中甄选风险最小和效益最大的规划设计方案,除此之外,如何使得河流生态系统自我恢复能力提高,是以最小的投入获得最大效益的科学合理的方法。

(二)提高河流形态的空间异质性原则

地区的生境空间异质性与物种共存的种类成正比,空间异质性越高,物种共存的种类就越多,反之,非生物环境单调,生物群落的多样性就是下降,最终会导致生态系统的退化。

人类的活动尤其是大规模治河工程的实施和建设,导致自然河流的渠道化,人为地把河流生态环境单一化,致使河流生态环境发生了一定程度的退化。水利工程建设的目的就是能够恢复或者是提高生物群落的多样性,提升生态系统的多样性,应尽量提高河流形态的异质性,而不是通过人工种植植被或者是引进其他生物物种,尽可能的符合自然河流的原理,创造生物多样性恢复的条件。

(三)水利工程规划要注重自然力量的自我调节、自我恢复原则

传统的树立工程对自然力量的关注是极大的,很多水利工程的顺利开展往往得益于自然力量,并非是人力。随着科技技术的不断发展,现代化机械的应用,许多水利项目都寄希望于机械设备,相反效果往往并不是很理想。所以,在进行具体的水利工程建设过程中,要将自然的力量考虑进去,而不仅仅是依靠现代化的机械设备,尽最大可能的在保护原有地理生态环境的基础上,进行水利工程建设。当然,必须进行大量的分析和研究才能更好地运用大自然的力量,一方面要对当地的生态物种等情况要有充分的了解和研究,同时还要在进行水利工程建设的过程中注意保护好当地的生态环境,防止外来物种对其的影响。事实上,大自然本身都具有一定的自我恢复能力,水利工程建设作为一项人为的工程,其对当地生态环境的改变也必将通过大自然的力量来进行维护,这就要求在进行水利工程建设的过程中,要将工程的一些特性与自然进化的要求结合在一起,进而在自然长期的演化过程中,使其能够成为自然的一部分,有利于水利工程项目可以长久的为当地的经济与社会发展提供助力。

(四)对地域景观进行必要的维护与建设

河流生态修复工程规划以及管理应该把眼光放在大景观尺度以及保持地区景观可持续的基础上进行,而不是在一个很小的尺度内、短时期内的局部范围内进行,小范围内的生态修复不论是效率还是成功率都远远不及大景观尺度上的生态修复工程。

水利工程规划过程中重要的一个环节就是对地域景观的维护以及建设,这就要求水利工程规划要有长远性的规划,切实的将水利工程的实用性与美观性有机的结合在一起。在实际进行水利工程建设过程中,不可能不对原有的地区景观造成破坏,这就需要水利工程建设人员在进行破坏的同时,要考虑水利工程后续的完善策略,也就是说在水利工程建设后期或者是建设完工之后,对原有景观进行一定程度的恢复与维护。固然,水利工程建设一般来说应该是在尽量不破坏原有地域景观的基础之上来开展工作与实施的,对于原有景观造成的破坏也应该纳入到水利工程规划中来。水利工程建设项目自身应该具有较好的美观性,可以为地域景观起到补充的作用。总的说来,对于地域景观的维护尽量的从比较小的角度入手,这样不仅仅能够保值水利工程的建设具备香精的特征,同时也使得每个小的分段工程能够很好地完工。

(五)水利工程规划应遵循一定的反馈原则

生态系统的成长需要一个漫长的过程,河流修复工程同样需要时间。从时间的角度考虑,自然生态系统的进化成功需要数以百万年的时间,进化的结果就是生态系统内部的结构性变得复杂,生物种类群落性变得多样性,生态系统内部的稳定性得到提高,此外对外界环境的抗干扰能力明显增强。

水利工程规划设计最主要的目的就是能够模仿自然河流水利工程的体系结构,能够形成一个健康、科学、合理可持续的水利工程系统。其实在水利工程项目实施以后,就已经形成了一个自然生态演替的动态的过程,过程的变化充满了未知数,不一定能够按照设计预期的目标方向发展,可能出现许多种的可能性。针对一项具体的生态修复工程实施以后,理想的情况就是所监测到生态环境中的各个变量都是现有科学技术水平所能达到的最优值,那么就代表水利工程达到了预期的目标,能够得到很好地利用与演替;相反,如果监测到的各个生态变量使人们所接受的最低值,那么,水利工程的规划设计就存在很大的问题。

结语:综上所述,要想更好地提高水利工程规划设计的科学性以及合理性,就要严格遵循科学的设计理念,严格按照要求在设计过程中要符合相应的设计原则,从而能够更好地、更科学的树立水利工程。水利工程建设不仅仅关系到地方经济的发展,同时也为造福地方百姓带来了积极的促进作用。

参考文献:

[1]付飞.以生态为导向的河流景观规划研究[D].西南交通大学.2011年

给水工程设计原则范文5

关键词:生态;水利工程;设计原则

中图分类号:TV文献标识码:A文章编号:

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。

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。

4.生态防洪护坡创新中应重视的几个问题

(一)从政策上支持。长期的防洪护坡工程建设,人们已习惯于建设传统护坡。对于新技术和创新成果的推广,必然会遇到这样那样的阻力。因此,必须要有一定的政策支持,才能确保新一代护坡技术的广泛使用。

(二)既重视具体设计,又重视宏观视野。护坡设计看似简单,但要做出符合中国经济社会发展和时代要求的优秀方案,必须要将工程师、艺术家、经济师和环境保护部门的思维溶于一体。在具体设计中应对我国发展中应遵循的模式、能源消耗、矿产总量和污染排放处置等都要有一定的了解。

(三)重视科技创新。护坡是一种相对低技术含量的水利工程,如果大量引进采用国外产品,经济上极不合算。我国是一个治水历史悠久的国家,都江堰、灵渠、大运河等一批古代杰出水利工程都证明中国人具有无比的智慧。因此,我们要重视科技创新,充分调动水利科技工作者的积极性,开发出具有自主知识产权的新一代护坡产品。

(四)材料的创新是关键。河道堤防护坡工程建设耗废大量的块石、混凝土预制块或其他材料,其成本占工程总费用的比例大。因此,一定要重视护坡原材料、半成品生产的技术创新,加快开采、加工、运输各环节配套升级,制定既开放竞争、又保证规模生产的产业政策,将护坡工程技术发展的切入点定在半成品生产创新上。

(五)建设资源节约型护坡。受资源约束的矛盾日益突出,一些主要材料、能源、水、土地纷纷告缺,资源的利用和保护成为人民关注的焦点。1、重视可行性研究,减少硬化河道护坡。尽量避免河道混凝土护坡建后再拆,不如尽量少建或非工程措施解决,有些河段完全可以这样做。如:河岸凸凹不平,边坡土质抗冲刷能力强的河段;河岸滩较岸边坡平缓、植被生长良好的河段;土堤迎水坡在特大洪水年份也未发生浪坎等险情的河段。当然,硬化混凝土护坡对防洪来说是有利的,只有在工程措施和非工程措施上综合权衡利弊。对河道护坡工程进行科学、严谨的可行性研究,是实现资源节约的前提。2、开阔工程技术设计思路。采用何种形式的护坡来实现资源节约,仅从传统思想上进行优化创新这种可能性不大。必须开拓新的思路。首先,尽量减少可再生资源的使用量,其次考虑护坡的造价与使用年限。(1)尽量减少混凝土用量,优化采用天然石材,天然石材从经济及性能上看都具有优势。(2)提高预制混凝土构件的强度。强度提高了,可以阻止环境水的侵入,从而保证混凝土块的抗侵蚀性,增加了使用年限,使护坡的分摊成本小。

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。

6.结束语

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。

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.

给水工程设计原则范文6

关键词:规划设计;基本原则

中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:

1.生态水利工程简介

生态水利工程从表面上来看就很明显是包括生态和水利工程两方面的内容,不过生态水利工程主要侧重的还是水利工程方面,其学科基础主要是由工程力学和水文学构成的,生态学只是在工程学发展的同时需要兼顾的学科。目前生态水利工程规划设计的主要对象是水文系统相关的设计,而没有注意生态系统的现状和对生态系统的未来预期等潜在的风险。对于目前的生态水利工程来说,其下一步的发展目标和发展方向就是应该密切和生态学相结合,将生态学的理论和方法运用到水利工程的建设上来,进一步将水利工程学与生态学密切的结合在一起,改善水利工程规划的设计理论,这样也就形成了一门新的分支学科——生态水利工程学[1]。该学科的出现的发展,既能够满足人们在水利工程建设方面的需求,又能够将水域生态系统的健康和可持续发展等思想真正运用到社会实践中来,其内涵主要是: 对于新建的水利工程来说,在进行传统水利基础设施建设的同时又注意与河流生态系统恢复和保持相结合; 对于已建工程来说,主要指的就是对于那些受到危害或者是严重破坏的河流进行生态系统的全面恢复和保护。所以,生态水利工程作为符合社会需求和发展方向的一门学科来说,它将和传统的清污治污工程、生态产业、环境立法以及资源管理等不同方面的工作内容密切的联系在一起,为河流生态环境的改善和水利工程建设的科学规划提供有利的支持。

1.生态水利工程的重要性

随着经济发展和人口增长,人类对水资源的需求也是日益增加的。在众多的河流上修建了大量的水利工程来调节水量、开发水资源、利用水资源,提高了河道的调蓄能力,满足了人们防洪、供水、航运、渔业、灌溉、发电以及旅游等需求,效益显著。建设水利工程是适应时代的要求,具有一定的必然性。水利工程对于发展经济及社会进步有着巨大的推动作用,同时对生态环境也有着积极作用。通过水量的调节,水资源的合理配置,减轻或排解水污染,抵御洪水对生态系统造成的破坏,对干旱与半干旱地区生态状况的改善以及调节生活用水等等,都有着重要的作用。建设水利工程在促进社会经济发展上,也具有一定的必然性。

生态水利工程的内涵表现在:新建的水利工程在进行传统水利建设的同时(如蓄水、防洪工程)兼顾河流生态环境的修复。对于已建工程,主要是对被严重干扰河流重点进行生态修复。生态水利工程应与传统治污、清洁、生产及环境立法和资源管理一并成为河流生态建设的主要手段之一。

2.水利工程对河流生态系统的影响

人类为了抵御洪水修建堤坝,为了调节水量整治河道,为了蓄积生活用水肆意修堵河流,这些活动都人为的改变了河流的连续性和流动性,改变了河流里生物的多样性,使水域的流速、水深、水温等自身条件发生了重大改变。人类这些自私的行为对河流生态系统造成的影响不可小觑。

水利工程对生态系统的影响具有双重性,既有正面的影响还有负面的影响。正面影响表现在:(1)保护其他生态环境,利用水资源代替柴火,水资源代替石油、核能源来发电;(2)提供生活灌溉用水,使得被浇灌的地区生态环境发生改变;(3)防洪减涝来减少自然灾害对其他生态的破坏,有效地削减了水灾、旱灾发生的严重性;(4)对水土流失起到了一定的预防遏制作用;(5)对城市的局部小气候进行了改善,同时对景观和生态环境也适当的改善。负面影响主要表现在:(1)为建设水利工程所做的引流会淹没一些耕地、森林、珍稀物种、矿产资源、风景名胜等,这些都会造成很大的损失;(2)在水利工程的下游水质会发生变化,可能产生富营养化问题,堆积大量的细菌,降低纳污能力;(3)有些水利工程的建设会影响河流方向,阻塞鱼类海生动物的回流;(4)在一定程度上会造成水土流失,破坏植物本身的生活环境;(5)大型水利堤坝的塌陷会引起严重的滑坡,地震等自然灾害。在工程规划设计时,还要特别注意法规障碍:一是国家自然保护区的保护规定;二是水功能区划关于水源保护的规定;三是重点文物风景名胜保护的规定。

综上所述,水利工程对生态系统具有双重影响,要充分利用其正面影响,可以带来生活上的便利、经济上的发展、环境上的改善等等,利用不合理将会带来许多方面的危害。

3.生态水利工程设计规划的基本原则

对于生态水利工程来说,它是是一项综合性系统性的的工程,在满足水利工程所应具有的作用(防洪、灌溉、供电、供水、航运等)的同时,也要满足生态系统的平衡与可持续性的发展。其在规划设计时应满足水利工程原理和生态工程原理。在规划设计时主要注意以下五个方面的原则。

1)生态水利工程安全、经济性原则

生态水利工程在规划设计时,一定要严格考虑地理环境、生态环境、自然条件等,同时要结合工程力学原理、水利工程学原理、生态原理和水文原理设计图纸,设计完后仔细审核、预算交由施工单位。施工方应当严格按照图纸要求操作,不得擅自修改,以确保工程设施的安全、稳定和耐久性,在确保质量问题的前提下,做到合理利用材料、合理布置人员分布,避免浪费不必要的钱财。工程设施在设计标准规定范围内,必须能够承受洪水、风暴、侵蚀、冰冻、干旱等自然力荷载。

2)生态系统的自我恢复原则

生态系统经过一万年的演变过程,已经具有了自我修复和自我清洁能力。生态系统里的每一个物种都是经过自然选择保留下来的,它们与周围的物种有着有好的关系,同时在各种自然灾害的考验下也能适应、改变环境。规划设计时可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。充分考虑自然界的自我恢复能力,尽量在不破坏其它生态系统的前提下,建设水利工程设施。

3)河流形态空间异质性的原则

在一个地区,其空间异质性越高,就会有更多的生物存在。生物越单调,生物多样性就会很低,就会导致生物群落密度、比例降低,造成生态系统的退化。在规划设计时,从众多的环境因子中寻找那些对于系统的结构和功能有着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。

4)景观尺度及整体原则

河流生态系统是一个复杂的系统,河流生态的修复规划与管理应在大景观尺度、长远的和整体的基础上进行,因为大景观具有的物种多样化。生态系统也是一个开放的系统,时刻与周围环境进行物质和能量交换。因此在设计规划时,应掌握生态系统各要素之间的交互作用,提出整体的生态系统修复方法,而不应是仅考虑单一物种、河岸的修复。

5)反馈调整式设计原则

河流修复工程需要时间,生态系统的成长是一个过程。在河流工程项目执行以后,即开始了一个自然生态演替的动态过程。此过程并不一定按照设计预期的目标发展,可能会出现多种可能性。自然生态系统经过长时间的进化使得生物群落多样性、系统有序性,同时对外界干扰的抵抗力有所增强。期望河流短时间修复是不可能的。

4.结语

本文阐述了生态水利工程的重要性以及它具有的双重影响,同时也简单的介绍了生态水利工程规划设计时所依据的五项原则。警示了我们人类在满足自身需求的前提下,还要综合考虑我们周围经过亿万年形成的庞大生态系统。

参考文献:

[1]蒋振华. 我国现阶段生态水利工程学的发展[J]. 中国科学工程,2009( 03) : 25 - 26.

[2]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.