生态工程的基本原理范例6篇

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生态工程的基本原理

生态工程的基本原理范文1

关键词:环保;经济效益;平衡:可持续发展

引言

水利工程是一项对自然界的地表水和地下水进行控制,管理,调配,保护,开发利用以达到除害兴利的目的而修建的工程。随着水利工程的发展,优于对环境的保护,生态水利工程应运而生。

1生态水利工程的基本设计原则

1.1安全性和经济性原则

从安全角度来看,生态水利工程的设计原则务必要符合水文学和工程力学的相关规定,确保工程的规范性,要考虑雨水腐蚀河床侵蚀冲刷的特性,确保工程的安全稳固和持久性。在经济方面要始终保持投入小,风险小,收益大的原则进行设计。

1.2空间异质性原则

空间异质性(spatialheterogeneity)是指生态学过程和格局在空间分布上的不均匀性及其复杂性,具体就是空间异质性一般理解为空间缀块性(patchness)和梯度(gradient)的总和。而缀块性则主要强调缀块的种类组成特征及其空间分布与配置的关系,比异质性在概念上更加具体,空间异质性的程度越高,意味着能允许更多的生物生存,这对于生态水利工程而言是十分重要的。

1.3生态系统自我恢复原则

与传统水利工程相比,生态水利工程还需要在设计的时候充分考虑保护生态的自我恢复原则也就是要维持生态系统的可持续性,因此不能一味用钢筋混凝土来建造而是要在大自然的基础上实现人造与“天造”的有机结合,这样不仅仅能取得生态的保护以及恢复方面的成效,还能够降低成本,降低工程造价,一举多得,实现更高的经济效益和生态效益。

1.4调整式设计原则

生态系统的调整是一个漫长的过程,生态的群落的演替,群落多样性的增加都是需要很长时间去完成的。生态水利工程设计主要是模仿成熟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以后,就开始了自然生态演替的动态过程。生态的演替是不可控的,它不一定朝着人们所想的方向去发展,它在时间和空间上都具有一定的不确定性,因此,对于调整型原则,提倡科研人员,管理者,当地居民等社会各方面广泛参与,共同对话,协商,以提高设计的科学性。

2生态水利的重要性

2.1满足人们对于水资源的需求

水是生命之源,1个人每天需要喝水2L,早晚洗漱需要6L左右,加上餐饮用水,洗澡,洗衣服,卫生间等,1a1个人大概需540L,也就是0.54t,按地球的人口来算,每天所要消耗的水资源是1个很庞大的数字。而生态水利在传统水利的基础上对水工物进行优化,使它更高效,更环保地服务于人们。如果不对水加以调控,那么人们所需要的水的来源将会成为巨大的问题,生态水利的优势在于其比传统水利更加注重于未来,在自然界和人们每日所需之间做出一种平衡。

2.2拯救被破坏的生态环境

随着工业的发展,地球的环境变得越来越不容乐观,从1984年英国科学家发现,到1985年美国科学家证实南极上空存在臭氧洞,人类环境问题已发展到当代环境问题阶段。在全球范围内出现了不利于人类生存和发展的征兆,比如酸雨,雾霾等。水资源短缺在全球范围内普遍发生,因为人类的活动,特别是大规模的治河工程,导致生态种类越来越单一化,水同样也是动物们的生命之本,而生态水利的目标就是恢复群落的生物多样性,我相信将来的某一天,在河流的两畔不再是钢筋水泥做成的大坝,而是被鸟语花香围绕着的人工建筑。

3结语

传统水利工程以建设水工建筑物为手段,改造和控制河流,满足人们防洪和水资源利用等多种需求,而随着人们时代的进步,人们意识到河流不仅仅是可供开发的资源,更是生命的载体。生态水利工程作为一门新兴学科,旨在寻求社会经济发展与自然环境保护的平衡点,随着人们对人与自然和谐发展认识的逐渐加深,生态水利工程的发展前景将不可限量。

参考文献

[1]李维俊.浅谈生态水利发展现状[J].内蒙古水利,2014(72).

[2]董哲仁.生态水利工程原理与技术[J].中国水利水电出版社,2007.

生态工程的基本原理范文2

关键词:生态水利工程;基本原则;规划设计

引言

随着社会的不断发展,人们对于生态环境的关注逐渐提高,因为人们已经深刻意识到生态环境的重要性了。因此,水利工程生态环化已经成为了一个必然的趋势。生态水利工程就是基于这样一个大的环境而出现的新兴学科。因为,是一门新兴学科所以有很多方面的东西还在不断的探索和研制当中。但是我国还没有相关领域的研究,所以只能借鉴国外相关方面的研究经验,再结合我国自身的环境特点,研制出符合我国的生态水利工程技术,为我国人们造福的同时,还能尽最大努力减少对自然境的伤害。下面,将具体分析生态水利工程的重要性和规划设计的基本原则。

1.水利工程对生态环境造成的影响分析

水利工程的出发点是好的,为的是充分利用大自然资源,为人们造福。但是水利工程对于生态环境来说却是一把双刃剑,既有有利的一面,又有有害的一面,有很多时候都是坏处大于益处。下面将具体分析水利工程对于生态环境的利与弊。其中利处:第一点,可以通过对水资源的充分利用来代替其他自然资源,实现资源的转型,例如:水可以代替石油进行发电。第二点,谁可以改变局部环境,例如:在城市中建造一个小型的湖泊,来增加城市的美感,在暑期的时候还可以降低城市温度。第三点:可以增大水资源的利用率,在水资源过胜的时候把水储存起来,在用水的短缺的时候把水放出来。第四点,在一定程度上,可以防止水土流失,降低植被损害率。缺点主要有一下几点:第一点,大型水利工程往往会造成上游水平面上升,会淹没一些名胜古迹,造成历史文化流逝。第二点,下游水质容易发生改变,造成浮游生物的大量繁殖对水下生物产生致命影响。第三点,有一些鱼类是需要回到上游产卵的,因此,一些水利工程会阻碍这些鱼类的回游,造成物种的繁殖困难,最终灭绝。最后一点,大型的水利工程,容易引起当地地形的改变,极容易发生自然危害。

2.水利工程生态化的重要性

上面的文章中已经简短的介绍了水利工程生态化的重要性,但是没有具体分析。下面我们先来看看水利工程生态化对于这个时代的重要性。近些年来,我国经济发展十分迅速,随着而来的人类对于水资源的需求也不断的增大。为了满足现代人们的需求,我国开始在很多河流上大兴水利工程,满足人们日益增长的对供水、防洪、灌溉、发电、航运、渔业及旅游等方面的需求。同时,水利工程还能够促进当地经济的发展,推动社会的进步。对于自然环境的作用也不容小看,可以提高当地的防洪抗旱干能力,通过对水资源的调节,可以实现对水资源的最大利用,充分发挥河流的作用,为人们造福。由此可见水利工程生态化的重要性。

3.基于生态的水利工程设计的基本原则分析

基于生态的水利工程是一种综合性开发的工程,这种水利工程既要满足人们对于防洪、抗灾、灌溉等方面的需求,还要符合大自然可持续发展的规定,尽最大可能不伤害自然环境。因此,基于生态的水利工程在进行施工时就要遵守一些设计基本原则,下面我们来看看基于的生态水利工程都需要遵守哪些设计原则。

3.1基于生态水利工程的安全性和经济性原则

安全是所有工程的最基本的原则,只有一个安全的工程才能达到为人们服务的目标,而经济性则是施工单位一直在追求的终极目标。从名字上我们就可以看出,基于生态的水利工程的建设,必须满足生态学原理和工程力学原理,但是由于该项目的建设基础是在水,所以也要满足水文学原理。只有在设计和施工的时候,同时满足这些原理,才能最大程度的保证工程的安全性和经济性。具体应该考虑的方面包括:河流泥沙输移、淤积及河流侵蚀、冲刷等河流特征,动态地研究河流流势变化规律,保证河流修复工程的稳定性。对基于生态水利工程的经济合理性分析,应遵循投入最小而经济效益和生态效益最大的原则。

3.2生态环境的自我恢复原则

生态系统是脆弱的也是坚强的,为什么这么说呢,因为生态环境十分脆弱,一旦遭受到破坏很难恢复,所以是脆弱的。但是,由于生态环境已经经过了历史的洗礼,在遭受破坏的时候已经能够自我修复了,所以是坚强的。正因为这种坚强性,这种自我恢复能力,所以,我们在施工时只要不造成过大的破坏,就不会对当地的自然环境长生难以挽回的破坏,只要我们保证植被的种群足够发展,就可以让生态环境重生。同时,我们也可以引进一些适应改变后的自然环境的外来物种来弥补我们对当地自然环境的破坏,但是一定要十分小心,要明确物种之间的那种相互制衡的关系,切勿引进来一种霸王物种,导致更可怕的后果。

3.3基于生态的水利工程景观尺度及整体性原则

水利工程的施工地点多是河流旁,而河流这种河流生态系统是一个复杂的系统,因此基于生态的水利施工的时候需要一个大规模的景观尺度设计原则,这个原则也建立在一个长远的、有利于整个河流生态系统发展的基础上,即,景观尺度整体性原则。所谓的整体性就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。同时我们也要清楚,河流生态系统的修复是一个长时间的事情,它的修复时间尺度很长,我们要做好充分额度准备,长时间来对待和处理这件事情,并不能急功近利,一蹴而就。同时,还要查阅当地的生态环境资料,最后形成一个最适合当地生态系统的景观整体性原则,从而让建筑与环境相互融合,构造出另一番独具特色的美景。

3.4反馈调整性原则

什么是反馈调整原则呢?指的就是,在工程施工结束后,要长期对当地的生态系进行监测,看看当地的生态系统是否恢复和恢复的情况怎么样。为什么要这么做呢?因为所有生态系统的演变都是经过了历史的洗礼,一旦遭到破坏,是很难修复的,就算能够修复,也不是一朝一夕的事情,而且,在修复的工程中很容易因为天气环境的变化,造成环境修复失败的后果。所以,反馈调整性原则是一个十分重要的原则,它是生态系统是否修复成功的最后一步,也是最长久的一步。它会时刻的关注生态环境的一些细微的变化,以便可以及时的发现问题,然后采取补救措施,从而降低水利工程对于生态环境的影响。

4.结语:基于生态的水利工程这项技术的出现,可以说是对于环境保护的一个福音,也是对人们的造福。但是,再好的技术如果没有规范也很难发挥其自身的价值,所以基于生态的水利工程的规划设计基本原则是生态水利工程的领路人,没有规则的约束,就没有工程的顺利施工,也就达不到造福人类,造福自然环境的效果。希望相关水利部门,能够给予基于生态水利工程的规划设计基本原则足够的重视,让这些规则能够真正的发挥作用。

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.

生态工程的基本原理范文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]Mitsch W.J.,Jorgensen S E..Ecological Engineering and EcosystemRestoration[M].Published by John Wiley&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’Neill R.V.,D.L.DeAngelis,J.B.Waide,et al.A Hierarchical Con-cept of Ecosystems[M].Princeton University Press,Princeton,NJ.1986:153.

[7]Gosselink J.G.Landscape Conservation in a forested Wetland Water-shed[J].Bioscience,1990,40:588~600.

生态工程的基本原理范文4

关键词:生态工程原理;水利工程;环境问题;应对措施;项目施工建设

水利工程项目建设是一件利国利民的大事,关系着国民经济的发展和人们的生产生活,应当加强思想重视。然而在水利工程建设过程中,难免会对拟建工程所在地区的生态环境产生不利影响,对此我们应当结合水利工程项目施工建设工况、生态环境条件,进行综合权衡,并且利用生态工程基本原理来保护生态环境,实现二者的共赢。

1生态工程基本原理及其应用实践中必须坚持的原则

1.1生态工程原理

在水利工程项目施工建设实践中,应当从生态工程基本原理出发,严格遵循以下原理:第一,严格循环再生基本原理。水利施工过程中,将所需的所有机械设备、工具以及工程建材等进行综合考虑与合理安排,确保这些要素能够循环利用。在此过程中,还要将施工垃圾以及建筑废料等进行合理利用和处理,以此来实现生态环境保护之目的,这有利于实现水利工程项目生态建设之目的。第二,对现有的资源进行合理规划。具体水利工程项目施工建设过程中,应当对拟建工程项目所占土地资源、所用的材料等进行综合规划,以免资源浪费。在专业规划设计过程中,需对具体情况进行针对性分析,并且采用因地制宜的方法来合理建设水利工程项目,以此来实现生态环境与水利工程建设的和谐共建、共融。

1.2生态工程原理应用实践中需坚持的基本原则

第一,社会经济与生态环境效益的协同发展。随着社会经济的快速发展,人们总是将目光集中在最大限度地获得经济和社会效益,严重忽略了生态效益和环境保护。在社会转型的关键时期,我们应当更加理性的看到水利工程项目建设的根本目的,以发展观、十精神为指导思想,坚持人本、可持续发展原则和战略。回溯历史,在过去几十年的时间内,以牺牲生态环境为代价的掠夺式经济发展模式下,虽然社会经济效益大幅度提升,但是生态环境惨遭破坏,其中很多破坏是不可恢复的。这种顾此失彼的发展模式,应当进行深刻的反思。近年来,随着自然环境频遭破坏以及各种自然灾害的发生,生态环境保护观念逐渐深入人心,生态环境改善和整治,成为当前人类的基本责任,而且生态环境效益也备受关注。在水利工程生态系统建设过程中,应当严格遵循社会经济与生态环境两种效益的协同,最大限度地降低水利工程项目施工建设对环境产生的影响,并在此基础上全面推进水利工程项目建设事业的可持续发展。第二,互生共存。水利工程项目建设与生态环境保护之间,应当是合作共存以及互惠互利的关系,同时这也是必须坚持的基本原则。事实上,在我们比较熟悉的自然界中,存在着很多互补共生的典型案例,比如动植物之间为了能够更好的生存,彼此之间相互依存。对于我们人类而言,也应当借鉴该种共建共存和共同发展模式。这要求我们在水利共存项目施工建设过程中,应当尊重自然,尊重我们赖以生存的环境条件,对水利工程项目、自然环境条件等统一规划,采用有效的手段和方法使水利工程建设与生态自然之间和谐共处。基于互生共存原则的应用实践,实现工程项目建设与自然环境之间的最优组合,这在很大程度上可以促进生态环境与水利工程项目之间优势互补。一方面可以减轻因人为原因而造成的自然环境破坏;另一方面也可有效利用生态环境和自然资源促进水利工程项目建设。第三,可循环利用。资源节约与生态环境保护,业已成为国内经济和社会发展的基本战略。作为一个人口大国,自然资源的短缺是我们共同面临的难题。为此,在生产生活过程中,应当大力倡导并坚持循环利用原则,这有利于自然资源的高效利用。在水利工程项目建设实践中,自然资源以及原材料的消耗量都非常的大,其中前者的消耗量不可估量;为践行国家政策、保护生态资源和环境,必须将循环利用理念应用到实践之中,通过提高技术水平,合理处理废弃物。比如,将工程建设过程中可利用的余料等专门加工,以此来实现再次利用。从实践来看,循环利用这一原则与生态理念的核心保持一致,对解决国内当前水利工程项目建设产生的生态环境问题,所起的作用不可小觑。

2水利工程项目施工建设过程中存在的生态环境问题

2.1噪声污染

水利工程项目建设属于大型工程,工程施工建设过程中具有施工量大、工程机械设备应用多等特点,尤其是其中不可或缺的一些大型机械设备运作过程中,难免会造成严重的噪声污染。同时,大量的运输车辆在行进过程中,会发出轰鸣声,对周围环境造成严重影响的同时,噪声污染也不可小觑,拟建工程所在地周围居住的居民无法正常工作、学习和休息。

2.2水域环境遭到破坏

水利工程建设过程中,水环境问题不可避免,该问题又可进一步细化,一般包括生物污水、施工污水等水域环境问题。在工程施工建设期间,作业人员在工地临时驻扎,生活污水和垃圾肆意排放,以致对附近水域环境造成了严重的破坏。同时,在施工建设实践中,尤其是混凝土浇筑等一系列作业环节,大量的水泥砂浆未经处理直接流入附近的水域,水体遭到严重的污染。此外,部分大型的工程建设机械设备运行过程中,泄漏的油污会直接流入拟建工程所在水域,以致该水域受到严重的污染。

2.3空气质量下降

水利工程项目施工建设过程中,主要空气质量影响因素有以下两种:第一,大型的水利工程项目施工建设机械设备运行过程中,会对空气造成严重的污染;第二,水利工程项目建设时,如果涉及到爆破作业,则会引发扬尘等污染。值得一提的是,水利工程项目建设所用到的机械设备,会严重影响空气质量,究其原因,主要是因为水利工程机械设备运行时,不仅自身产生大量的尾气污染或者激起尘土,更为严重的是会导致空气里的悬浮颗粒物剧增,空气质量也因此而急剧下降。

2.4固体废弃物

水利工程项目建设过程中,最为明显的一种污染是固体废弃物污染,而且施工作业时所挖出的废弃土体,施工操作时剩余的石灰粉、水泥以及煤灰等。一方面会对用地条件造成影响;另一方面还会造成严重的生态污染。同时在固体废弃物的运输过程中也会产生一定的扬尘污染,由此可见固体废弃物污染产生的影响非常大,波及范围比较广。

3水利工程项目施工建设中的环境问题解决策略

基于对当前水利项目建设过程中的生态环境质量问题分析,笔者认为要加强水利工程项目建设与环境保护,实现二者的共生、共存和共同发展,可从以下四个方面着手:

3.1思想真正重视起来

水利工程施工单位,应当对施工人员加强环保意识教育和培养,让每个参与工程项目建设的人员以身作则、自我约束,既要加强水利工程项目建设和管理,又要注意生态环境保护,这样才能真正实现水利工程项目生态建设之目标。此外,在水利工程项目施工建设过程中,应当减少或者不开山炸石,以免造成噪声和空气污染;对施工建设中的废水先进行净化处理,然后再合理排放。同时应当加强空气污染防护,有效解决工程项目建设过程中的各种环境污染和问题。

3.2做好前期规划设计

水利工程项目建设前期,设计人员应当严格按照拟建工程的工况特点和条件,对地质结构、自然资源等进行综合考量,在勘测和实地研究基础进行长期规划,以此来减少环境污染,从而使工程施工单位能够严格按照图纸要求施工作业。

3.3健全和完善环境保护管理机制

制度是行为规范的保证,对施工中因人为操作失误或者不良行为习惯而造成的环境污染,应当通过建立健全管理机制来予以规范和控制。通过建立水利工程项目建设生态补偿机制,对生态环境进行最大限度的补偿,以此来减少自然资源浪费与消耗。

3.4构建生态工程体系

生态工程体系的构建旨在减少水利工程项目建设过程中的生态环境和自然资源破坏与浪费,并且将水利工程建设效益与生态环境效益密切结合起来,规范工程项目建设单位的行为,充分利用现有的生态资源,实现工程与环境协调发展。

4某水利工程项目建设实例

某水利枢纽工程项目建设,旨在优化水资源环境、提高农业灌溉水平和防汛防涝。该水利工程项建设过程中,非常注重生态环境保护与污染治理,并且严格落实生态工程原理,取得了很好的效果。在该水利工程施工方案设计时,采用了互补共生的生态工程原则,并对具体的施工方案做了优化和完善处理,将原来预设的两个原料场进行合并。从工程效益层面来看,节约成本900多万元,建设效益提高三分之一;从生态效益层面来讲,减少了征地,大大节约了土地资源,而且减少了对周围水域环境造成的破坏和影响。由于水利工程项目施工建设规模一般都比较大,采用共生互补以及时程客观需求相协调的原则,对拟建工程项目土地资源利用情况统一规划以后,将土建机修厂、钢木加工厂合二为一,并且将沙石料场、拌和楼合理地规划到了同一个区域内,一方面节约了占地资金50万元,另一方面提高了施工建设效率。

5结语

总而言之,水利工程项目作为社会经济发展的支柱性基础产业,应当本着生态工程基本原理进行施工建设,这符合当前可持续发展战略要求。生态工程原理在水利工程建设过程中的应用,有利于促进人与生态环境之间的和谐相处,提高水利工程项目建设的社会、经济和生态效益,同时这也是水利工程项目建设事业持续发展的必由之路。

作者:张强 单位:黑龙江省八五二农场水务局

参考文献:

生态工程的基本原理范文5

1.《生态农业与庭院经营》定价:13.40元/本

该书主要阐述了庭院生态农业的基本理论原理与方法,庭院经营管理的概念、要求及策略,新时期中国农业发展的新理念、新思路;着重介绍了庭院种植型、庭院养殖型、庭院能源利用型、庭院资源综合利用模式、庭院无公害生产模式、庭院休闲观光旅游服务模式等主要模式类型的组建及其关键实用技术。

2.《植物病虫草鼠害诊断与防治基础》定价:8.30元/本

该书主要讲授植物病虫害、农田杂草、农田鼠害和农药施用的基本知识,着重讲了植物病虫害的调查、测报和防治;农田杂草的种类、分布、习性及防治技术;农田鼠害的生活习性、预测预报及防治措施;农药类别、药理及安全施用的基本方法和技能。

3.《农业基础化学》定价:9.90元/本

该书主要讲述了无机化学、分析化学、有机化学和生物化学的基本理论知识,旨在使学员掌握一些必要的化学基础知识、基本原理和基本技能,了解化学在农业生产中的应用,并能解决农业生产中的一些化学问题。

4.《兽医药物临床应用》定价:12.70元/本

该书主要讲述兽医药物应用基础知识、抗微生物药、抗寄生虫药、作用于神经系统的药物、作用于消化系统的药物、作用于呼吸系统的药物、作用于血液循环系统的药物、作用于泌尿系统的药物、作用于生殖系统的药物、维生素类药物、肾上腺素类和抗过敏药物及解毒药等11部分。

5.《家畜饲养学》定价:11.70元/本

该书主要内容是:阐明畜禽生存、生产所需要的营养素,以及营养素缺乏或过量对畜禽生产和健康的影响;研究畜禽营养需要量及评定饲料营养价值的方法和手段;阐述饲料的种类、来源及营养价值;针对各种畜禽营养需要量,合理利用饲料资源,科学而又经济的提出配合饲料的配方。

6.《电子技术基础》定价:17.10元/本

该书主要讲授了整流、逆变、放大、振荡、运算及数字电路等内容。而每部分内容中包括电子器件(简称管)、电子电路(简称路)两个方面。“管”指二极管、三极管、运算放大器、门电路、触发器、寄存器、计数器、显示器等;“路”分为模拟电路和数字电路。对管的讲授着重于研究它的特性、参数、选择及使用中注意的问题;对路的讲授着重于各种电子电路的应用,包括如何看电路,以及电路的性能、用途、特点和进行必要的分析和计算。本书有意识地用管、路结合的方式讲述,便于学员自学。

7.《工程技术基础》定价:22.10元/本

本教材内容包括机械工程、电气工程和建筑工程等三大工程领域的技术基础知识和基本技能。其中,机械工程领域包括机械识图、机械设计基本常识、机械加工基础知识;电气工程领域包括电工基础知识、常用电工仪表及其使用方法、变压器的基本工作原理和使用方法、三相和单相异步电动机的基本工作原理和使用方法、低压电器的基本使用方法和安全用电;建筑工程领域包括水力学基础知识、水泵的基本原理和选择使用方法、给排水工程识图的基本方法、给排水工程的基本知识、热工基础知识、风机的基本原理和选择使用方法、暖通工程基础知识和土建工程基础知识。

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生态工程的基本原理范文6

关键词 高中生物 系统论 整体与部分

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

1 课堂意外引出的系统整体性原理

高中生物(人教版)选修三教材中第五章第一节“生态工程的基本原理”阐述了生态工程的五个基本原理,其中有系统学和工程学原理,前者又包括“系统的结构决定功能”和“系统整体性”。系统整体性原理是指系统各组分之间要有适当的比例关系,这样才能顺利完成能量、物质、信息等的转换和流通,并且实现总体功能大于各部分之和的效果,即1+1>2。对此课本是以珊瑚礁的藻类和珊瑚虫的营养关系为例,由于笔者所在的学校是当地的一所重点高中,学生的综合素质较高,因此笔者当时只是简单地在课堂上举了这个例子,没有注意学生理解的理解程度。可是课后有部分学生反应他们不理解,所以笔者对这个例子做进一步的解释:

珊瑚虫是一种产在热带海中的腔肠动物,大多群居生活,能够吸收海水中矿物质来建造外ぃ以保护身体,虫体会一代代死去,而它们分泌的外壳却长年在一起慢慢形成千姿百态的珊瑚礁,珊瑚虫体内有藻类植物共同生活,这些藻类靠珊瑚虫排出的废物生活,同时给珊瑚虫提供氧气。通常情况下,如果珊瑚虫失去了共生关系的藻类,就会死亡而导致珊瑚礁逐渐“白化”失去其鲜艳的色彩,进而生物的多样性锐减,从而造成系统的崩溃。因此珊瑚和藻类实现的总体功能大于它们单独的功能,简单来说就是它们彼此共生互利。

接着笔者提出有一道旁栏思考题,“你能举出系统整体功能大于部分之和的例子吗?”

之后立刻有学生回答:“老师,豆科植物的根和固氮菌他们也是互利共生的,还有内环境是由免疫-神经-体液这样的网络构成的,它维持着生物体内环境的相对稳定,但这种稳定是这三者共同起作用才能达到的,也体现了1+1>2。”他的回答十分出乎意料。笔者的本意是利用珊瑚礁和藻类的关系让学生举出高中阶段互利共生的例子,但没有想到学生还能举出学过的其他例子。学生完全是用系统论思想中整体与部分的关系在考虑这个问题。

2 整理总结高中生物三个模块中体现整体功能大于部分之和的例子

为了更好地理解系统整体性原理,教师应该先从整体与部分的关系入手,整体指由事物的各内在要素相互联系构成的有机统一体及其发展的全过程,部分指组成有机统一体的各个方面、要素及其发展过程中某一阶段。整体与部分就地位而言,整体处于主导地位,统率着部分。就功能而言,整体与部分的关系有三种情形:① 整体具有部分根本没有的功能;② 整体的功能大于各个部分功能之和;③ 整体的功能小于各个部分功能之和。高中生物课本中的系统整体性原理的定义仅仅指第二种情形。现将人教版生物必修中有关系统整体功能大于部分之和的例子全部找出。

必修1:生命系统的结构层次为:细胞组织器官系统个体种群和群落生态系统生物圈。把细胞看成最基本的一个生命系统,组成这个生命系统的成分,如各种细胞器要相互协调、相互分工,这个系统才能完成各种生命活动;由形态相似,结构、功能相同的细胞和细胞间质联合在一起构成了组织,组织有了和构成它自身细胞不同的功能……最后大到生物圈,各种不同的生态系统相互作用构成了生物圈,这个生物圈能够长期维持相对稳定的状态。

必修2:受精作用――与卵子的相互识别成为受精卵,这个受精卵分裂分化最终成一个个体;肺炎双球菌转化实验中的最后一组实验,将R型活细菌与加热后杀死的S型细菌混合后注射到小鼠内,小鼠最后死亡,从死亡小鼠的体内分离出S型活细菌;DNA分子结构中,双链DNA并不是两条单链的相加,最终获得的是有功能的蛋白质产物;一个DNA分子是由若干个有遗传效应的DN段组成,但最后在生物体的不同部分,并非全部的遗传性状都表现出来;染色体结构变异中果蝇的第二种染色体片段没有重复的时候表现型是正常眼,重复时候变现型是棒状眼;在染色体数目变异中,与二倍体植株相比,多倍体的植株常常茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质的含量都有所增加;共同进化中两种生物最终都进化出了相互适应的生物性状特征,如课本中某种兰花和专门给它传粉的蛾。

必修3:稳态是由免疫-神经-体液共同调节的结果;在植物的生长发育和适应环境变化的过程中,各种植物激素并不是孤立地起作用,而是多种激素相互作业、共同调节;种群和群落中,种群的一些特征是个体没有的,不同种群构成的群落的特征是种群也没有的。

3 基于系统论思想的反思

在生物教学中渗透系统论的思想,要注意系统中整体与部分关系。如“分子与细胞”模块,教材的编排就是把细胞作为最基本的生命系统,几个章节中分别介绍了这个系统的组成、结构、功能及其发展;“遗传和变异”模块的编排类似于必修1,把基因作为一个系统,按照人们认识基因这个系统的过程,介绍这个微观系统的位置、组成、结构以及功能,最后介绍了人们认识这个系统的目的(人们如何利用生物的基因)。生物是一个开放的系统,将生物和生物学知识体系放在系统的位置上加以认识和考察,有利于学生从整体上把握生物学知识,从本质上理解生物学知识,使生物学知识成为一个有明显结构层次、线条清晰的知识体系。教师在教学中注重体现系统论的思想和方法,对培养学生从整体上和本质上掌握生物学知识体系,提高学科内综合能力等,都具有良好的效果。在教学过程中,要让学生的思想自由地释放出来,教师要多给予展现自我想法的机会,相信会有令人意想不到的结果。

参考文献:

[1] 魏宏森,曾国屏.系统论系统科学哲学[M].北京:清华大学出版社,1995.

[2] 桂起权,傅静,任晓明.生物科学的哲学[M].成都:四川教育出版社,2003.