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关键词:高效生物生态一过滤复合技术景观水处理:现代园林:高尚住宅区
中图分类号:TU986.4
文献标识码:B
文章编号:1008-0422(2010)06-0212-02
1 引言
随着我国经济的持续发展,带来了城乡人居环境的不断改善和生活质量的不断提高,城市绿地、公园建设不断增多。在大型标志性建筑中,人工湖泊、人工河道及景观水池不断涌现:在现代高尚住宅区,水景住宅已成为一大热点。而景观水体中氮、磷等营养物质的富集使藻类大量繁殖生长,产生“水华”或“湖靛”,加上观赏鱼投加饵料的沉积、鱼排泄物聚积等,使水体出现恶化现象,水体透明度变差、颜色变暗,甚至有异味,水中溶解氧降低。这种情况下靠水体原有的生态系统是难以完成自净的。由于很多景观水在设计上忽视了水的富营养化问题,没有考虑对水体进行必要的处理,致使景观水水质逐渐变差。为防止景观水水体变坏,需要科学合理地对水质进行净化处理,以及对原有的生态系统进行加强和修复。
2 工程概况
湖南某高尚住宅小区占地面积达15万m2,小区内建有别墅、花园式高档住宅区、现代园林休闲区及大型人工湖泊、水景雕塑、人工瀑布等等。其中园林景观中人工湖处理的水域面积达10000多m2,平均水深1.8m左右。
3 园林景观水处理方法分析比较与选择
一般而言,现代园林景观水的处理可分为以下几种方法:
3.1 物理方法:
a)引水换水方式:当水体中的悬浮物(如泥、沙)增多,水体的透明度下降,水质发浑。可以通过引水、换水的方式,稀释水中的杂质浓度,以此来降低杂质的浓度。但是需要更换大量的水。而水资源在我国是相当的匮乏,势必要浪费宝贵的水资源。
b)循环过滤方式:在水景设计的初期,根据水体的大小,设计配套的砂滤装置和循环用的水泵,并且埋设循环用的管路,用于以后水质保养的加强净化。使水质能达到预期的效果。
3.2 化学方法(投加杀菌灭藻剂)
敞开式的水体,在阳光的照射下,会使水中的藻类大量繁殖,布满整个水面,不仅影响了水体的美观,而且挡住了阳光,致使许多水下的植物无法进行光合作用,释放氧气,使水中的污染物质发生化学变化,导致水质恶化,发出难闻的恶臭,水也变成了黑色。
所以投加化学灭藻剂,杀死藻类。久而久之,水体中会出现耐药的藻类,灭藻剂的效能会逐渐下降,投药的间隔会越来越短,投加的量会越来越多,灭藻剂的品种也要频繁的更换,对环境的污染也在不断地增加,久而久之将形成恶性循环,所以说用化学的方式处理水质,虽然是立竿见影的,但它的危害也是显而易见的
3.3 生态处理技术
景观水周围的绿地因新陈代谢会脱落大量的残花败叶,这些污染物会经过风吹雨淋逐步汇集到景观水。同时绿地由于施肥、喷洒农药也会把一些氮、磷等营养盐排入湖中。所有这些都会或大或小地影响湖中业已存在的生物圈。
当水体中的污染物达到一定程度的量超过生物链的“自净容量”时,正常的生物循环或生态平衡将被破坏,造成生物圈中某些种群的数量剧增,常见的如藻类的大量繁殖。大量繁殖的藻类不但会在水面形成密集的“水华”,影响水体观赏价值,同时藻类的老化、死亡又为腐生细菌提供了丰富的食物,大量的细菌在分解藻类尸体时会耗尽水中的溶解氧,使水质恶化、鱼类死亡。
生态处理技术的原理是利用培育的生物或培养、接种的微生物的生命活动,对水中污染物进行转移、转化及降解作用,被生物或微生物分解后的无机物又被水生植物通过光合作用转化成植物细胞:水生植物又可成为鱼虾贝等浮游动物的食物:浮游动物又被一部分鱼类捕食:鱼、虾的排泄物及死亡的水生生物的尸体又可被细菌分解成无机物,然后再继续循环下去,构成一条食物链。景观水体经过生态系统营养成份的循环后得到净化。从而使水体得到恢复。本质上说,这种技术是对自然界恢复能力和自净能力的一种强化。也是当前水环境技术的研究开发热点。实质上是按照仿生学的理论对于自然界恢复能力与自净能力的强化。可以说,按照自然界自身规律去恢复自然界的本来面貌:强化自然界自身的自净能力去治理被污染水体,这是人与自然和谐相处的合乎规律的治污思路,也是一条创新的技术路线。
各种处理方法优缺点的比较见表1。
从表1中显而易见,采用生态处理方式较其它方式具有成本低廉,效果显著,持续时间长等优点。
综合以上分析,并结合本工程的特点,决定采用高效生物生态+过滤复合处理技术,最大限度满足本工程对景观水质高质量的要求。
4 高效生物生态+过滤复合处理技术要点
4.1 工艺原理
本处理系统主要由生态处理系统、砂过滤系统组成。系统正常运行后,出水水质可达到景观环境用水标准(GB-T18921-2002)。砂过滤系统处理规模为30-40m3小时,每7~10d可循环一次,湖水经2台潜水泵提升到砂过滤罐,主要截留水体中的悬浮物、藻类、以及其他污染物,过滤后的澄清出水回流到水体上游,截留下的悬浮物等排出水体,工艺流程图见图1。
4.2 技术方案设计要点
本工程项目采用高效生物生态+过滤复合处理技术,具体设计方案平面布置见图2。
图2中A区种植水生植物。在A1、A2分别设置砼网格,其中A1区网格离瀑布要求5m。在网格上布植水生植物吊架按每平方米1个布置。植物吊架可根据季节的变化更换植物。通过水生植物吸收、富集水体中的营养物质及其他元素,增加水体中的氧气含量,抑制有害藻类繁殖,遏止底泥营养盐向水中的再释放,利于水体的生物平衡。水生植物能有效地净化富营养化湖水,提高水体的自净能力。同时为丰富景观效果,营造园林意境,增强观赏性,达到与周边环境及建筑风格相迎合的目的。
网格的下方挂置高效生物软性填料,培养微生物菌种,形成生物膜。利用瀑布的作用,通过水在空中飞行的过程中,与空气充分接触,完成复氧过程,提供给微生物,利用微生物摄取水体中的有机物质,从而使水体得到进一步净化。同时在图中4个位置增设充氧设备,增加水体中的溶解氧,利于水中鱼类的生长,并可根据季节、温度的变化适时开启充氧设备。
在水体下游水位最低的位置C区设置循环过滤系统。通过对水体的深度处理,去除悬浮物和其它污染物,使出水澄清后回用至水体中。
4.3 高效生物一生态处理技术
根据景观环境用水标准《GB-T18921-2002》,确定本工程出水的水质标准如下表l
4.3.1 培育高效的微生物
微生物是整个生态系统最主要的组成之一,在水生生态中,作为分解者的微生物,能将水中的污染物(包括有机物,某些重金属等等)加以分解、吸收,变成能够为其他生物所利用的物质,同时还要让它能够降低或消除某些有毒物质的毒性,成为真正意义上的地球环境的美容师。
本设计根据人工湖的水源水质情况,利用微生物菌剂,进行驯化,培养出适应当地情况的微生物,接着进一步对培养出来的微生物进行筛选,筛选出生理活性强的菌种,然后大量繁殖,投放水体。为了保证筛选出的微生物能保持良好的活性,一直处在高效的工作状态,在日常的工作中,须定期对微生物进行筛选、保存、复壮,将变异对微生物带来的影响降至最低,保持微生物物种的稳定性,这是生态水处理中水质稳定的关键因素之一。微生物菌种在水体中,不仅要完成它基本的分解有机物,降低或消除有害物质毒性的作用,还要毹将水生植物的残枝败叶转换成有机肥,增加土壤的有机质,并且对土壤进行改良,改善土壤的团粒结构和物理性状,提高水体的环境容量,增强水体的自净能力,同时也减少了水土流失,抑制了植物病原菌的生长。
4.3.2 生态处理中的水生植物种类选择
4.3.2.1 水生植物的选择
水生植物在生态处理技术中是一种重要载体,它的作用是:
①降低了水流速度,为SS(悬浮物)的沉淀创造了良好的条件。
②有效阻挡光线,减少藻类的生产。
③在冬季起到保护膜作用,防止土壤冻结。
④植物的地上和地下组织都可以形成生物膜。
⑤植物根部释放氧及其他的物质,如,抗生素、有机复合物等。
根据本工程实际情况,我们选择的挺水植物是荷花、昌蒲、水葱等;以起到对地表径流流入湖中的水起过滤作用,形成净化带,阻栏,吸收转化可能进入水体的有机质及营养盐,防止水体的富营养化,保持水体自净。
浮叶植物的选择了睡莲、凤眼莲、芡实、菱等。这些植物在浅水湖泊中有着良好的净化水质的作用,种植,收获较容易,兼具经济效益和观赏效果,在一定季节可作为重要的支撑系统。
沉水植物生长在湖底。能防止底泥的再悬浮而影响水体的透明度,保持湖水清澈。同时能吸收、转化沉积的底泥及湖水中有机质和营养盐,降低水中营养盐的浓度,抑制浮游藻类的生产。选择种植菹草、金鱼藻、轮叶黑藻等。
4.3.2.2 水生植物的布置原则
1)根据水面的大小不同布置植物种植槽,以控制水生植物的生长范围。
2)水面景观低于人的视线,综合岸线景观和湖面倒影、水面植物进行适当的景观组织,形成一幅幅优美的水面画卷。
3)植物以防污抗污、净化水质功能的水生植物为主,并具有较高的观赏价值。
4)水面上布置漂浮植物或漂浮载体,以水培法在载体内种植陆生花卉,减少湖水的光通量,抑制藻类的生产,增加水的透明度。水生植物的布置示意图见图3。
4.3.3 水生动物的选择
水生动物的生活性不同,有底栖、有生活在中层水域等等:并且食性也不同,必须配合水生植物的种类和数量,选择能起到水质净化作用的水生动物。
a)水生动物的作用
水体中放置适当的水生动物可以有效的去除水体中富余营养物质。如蚌类可以将水中悬浮的藻类及有机碎屑滤食,提高湖水的透明度。螺蛳主要摄食固着藻类,同时分泌促絮凝物质,使湖水中悬浮物质絮凝,促使水变清。滤食性鱼类,如鲢、鳙鱼等可以有效的去除水体中绿藻类物质使水体的透明度增加。因为人工湖水域面积大,会成为许多有害昆虫如蚊、蝇的滋生场所,在水中投放鲫鱼,它可摄食蚊子的幼虫及其他昆虫的幼虫,避免了水域对周围环境造成的危害。鲫鱼对环境的适应能力很强,并且能耐低氧耐寒。
b)水生动物的选择原则
1)不会大量的繁殖,甚至失控。
2)不会对水体形成强烈的搅动,甚至影响其他水体景观。
3)水生动物与水生植物能形成合理的生物链。
4)水生动物初始放养密度不宜过高。
5)底栖动物的放养在人工湖注水15d后进行,如开动增氧机在注水5d后进行。
6)鱼类的放养在人工湖注水并种植水生植物60天后进行。
通过以上对上、中、下各水层面水生植物合理配置与科学的布置,收到了显著改善水质的效果。
4.4 活性砂过滤处理技术
生态处理景观用水的另一套配套技术措施是采用活性砂过滤技术进行水质净化处理,在本工程中引进了瑞典先进的流体技术――活性砂过滤技术,它是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤装置,与国内现行的过滤技术相比,具有高效连续性,24h连续工作,它不需停机反冲洗,工艺原理见图4。
根据本工程的规模,结合设备的特点,系统设计处理规模选定为45m3/h。处理设备用于对景观水体进行处理后循环利用。利用石英砂在过滤中自上而下的运动,搅动原水,通过原水过滤来降低水中的污染物含量,达到了处理和净化水质的作用。通过对水体的深度处理,去除SS和其它污染物,使出水澄清后回用至瀑布的上游。
本工程项目活性砂过滤系统、射流曝气机的运行根据季节、温度以及湖水水质的变化调节运行时间,保证鱼类的正常生长。按鱼类生长所须溶解氧大于5mg/l的要求,和我们在冬季12.5°时测得的湖水中溶解氧为8.4mg/l。冬季水温较低、湖水水质较好,溶解氧较高时,射流曝气机可不开或每隔1d在白天时间段(8:00-19:00)开启2台,且每隔一天轮换开启。夏季,水温较高、湖水水质较差、鱼类比较活跃,对氧的需求要大,湖水中溶解氧偏低,按白天时间段(07:00-19:00)4台全部打开。晚上(19:00-07:00)只运行2台:水质较差时可按24h不间断运行,冬季可按8~12h运行,活性砂过滤系统按24h运行。
4.5 处理效果
本工程景观水处理工程历经6个月的施工,完工后,水处理系统经一个多月的调试运行,处理后的出水透明、清澈,砂过滤系统的外排滤出液混浊偏黄,对悬浮物、藻类的去除取得了良好的效果。经对湖水水质连续二天的采样化验分析,湖水水质可满足景观环境用水(《GB-T18921-2002》)和渔业水质(《GB-11607-89》)综合标准。现已成功运行1年多,其水处理效果得到了业主广泛好评。
1.1在设计方法和评价标准方面缺乏地域性特征
关于生态水利工程设计理念的运用,其具有非常强的地域性特征,因为不同的地理区域气候状况以及生态环境各不相同,所以应该针对不同的服务目标,制定不同的设计策略。但是由于生态设计理念的应用在我国的起步较晚,并且相关的工程实践以及研究工作开展的较少,所以在评价指标以及评价方法方面还不够完善,实际操作性不强,缺乏地域性特征。因为在水利工程建设项目中涉及到力学工程,所以国家对于水利工程在稳定性和安全性方面规范了强制性的标准,但是却没有对生态服务目标有明确的标准,所以生态设计理念在具体实施的过程中缺乏相关的依据,发展的进程比较缓慢。
1.2设计人员和生态科技工作者的合作机会比较少,相关机制尚未完善
水利工程设计人员在流域生态需水规律的基础上进行设计的意识较弱,尚未把生态服务目标当作常规设计要素进行考虑的意识普及。水利工程可行性研究阶段,环境影响评价工作一般介入比较迟,大多数是在确认水利工程可行性研究方案之后才进行环境影响评价,又由于目前我国环境评价管理制度和环境影响评价咨询市场尚不规范、不完善,环境评价单位主要替业主考虑,而相对地,对生态目标考虑就较少,更有甚者,有的隐瞒工程生态影响的真正后果,造成很多水利工程的负面影响太过突出,而生态效益却不显著。水利工程设计人员和生态环境科技工作者合作的机会和机制较少,生态水利工程的开发和设计也相对滞后。
1.3在协调方面,生态水利工程和原有水利工程设施存在一定的困难
随着我国经济建设的快速发展,很多区域的水资源出现了短缺以及分配不合理的现象,尤其是在自然保护区以及大型水库的周边区域,需要重新进行设计。但新的生态水利工程是在原有水利工程设施的前提下进行改造与优化,需涉及的因素很多。大都分是需要依靠原有水利工程设施,对一些分水工程与蓄水工程进行科学合理地配置、重新调整水的去向或是对区域来水量进行重新分配等。原来水利工程设施的服务对象和功能必然会受生态水利工程的介入的影响,比如:原来工程的防洪灌溉功能、排水标准、发电效能等,更有甚者,会对原有水利工程的安全运行造成一些风险。因服务目标和功能的差异是原有水利工程和生态水利工程最为显著的差异,所以在开发生态水利工程的同时,有必要适度调整原有水利工程的服务目标和功能。因此,生态水利工程设计需要系统全面考虑的问题是怎样实现生态水利工程和原有水利工程设施的协调运行。
1.4生态水利工程设计中,相关的生态水文测验资料不够充分
水文过程对生态过程的正负影响机理的分析若不能从水文测验站的观测资料去分析,在生态系统的自组织规律的基础上,就很难寻求生态水利工程的技术参数、设计理论和方法。相对而言,我国目前的水文测验工作比较落后,水文测验站尚未适应目前生态水利工程设计对资料的需求。目前,我国还未正式开展有关生态水文站方面的设计和布局,相关报道在国内也很少有。
2生态水利工程设计应遵循的理论和技术路线
2.1以工程水文学和生态水文学为工程设计的基础
若要为生态水利工程的设计提供基础,必须重视工程水文学和生态水文学的结合。由于生态水利工程的服务对象很广,一般同时涉及畜牧业、林业、湿地、农业、草原以及江河湖泊等生态用水与城镇、工业、居民、消防等经济生活用水,因此,若要生态水利工程的设计建立在科学的基础上,首先必须弄清生态目标对水资源的时空要求规律。
2.2对工程可能影响的关键生态敏感目标进行分析
受工程直接或间接影响的生态目标应当能够由生态水利工程的设计准确识别,同时在工程规划阶段给予充分考虑,这是生态水利工程设计理念应该遵循的重要理论。一项水利工程设计需要考虑的因素众多,从生态性的角度出发,就应该对关键的生态敏感目标进行分析,分析工程的修建会影响到哪些区域的生态平衡,区域内气候环境以及各项生态因素的变化,会对水利工程的运行造成影响。尤其是大型水库的设计,要对上游地区的自然降水、洪水期倒灌以及径流等各项因素进行分析,由此来对水库的蓄水能力以及水量的运用进行合理设计。对于水库建设后,泄水量的变化会对下游区域的生态环境可能带来的生态环境变化进行分析,从而为生态设计提供充分的参考依据。
2.3生态水利工程的设计应当和环境工程设计进行有机结合
对于生态水利工程的设计,如要实现水量和水质同步科学配置的目的,应充分吸收环境科学和工程的理论与技术。生态设计理念的出发点就是在水利工程中将环境工程中的理论进行实践,水利工程发挥经济效益和社会效益的同时,还应增强生态效益的作用表现。现阶段,我国的水污染现象比较严重,因此,在生态水利工程设计理念中应有机结合水污染。所以在设计的过程中,要对当地的生态环境进行详细的考察,然后有针对性的制定设计方案,降低水污染所带来的危害,提高水利工程的生态效益。因此,生态水利工程与水污染控制工程的结合是今后生态水利工程的一个重要发展方向。
3结语
关键词:生态水利工程;设计;遵循;理论;技术路线
水利工程项目建设可以加强水资源的合理配置,将水资源优势充分发挥出来。以往水利工程项目建设存在很大的弊端,更多地注重水利工程项目建设能够获得的经济效益,忽略了水利工程项目建设能够获得的生态效益。现代水利工程项目建设中需要融入生态学理论,从而满足水利工程建设领域的可持续发展需求。生态水利工程项目建设是未来水利工程项目建设的主流方向,在创造良好经济效益的同时还可以加强对生态环境的保护,避免水利工程项目建设对周围生态环境发展造成不良影响。在水利工程项目建设中需要中从技术和理论两方面出发,从而保证水利工程项目设计可以呈现出良好的生态特性,使得工程项目建设可以取得良好的经济效益、社会效益和生态效益。对生态水利工程设计应遵循的理论与技术路线进行分析是具有重要意义的,下面就对相关内容进行详细阐述。
一、生态水利工程的特点
生态水利工程主要有以下几方面特点,生态水利工程项目具有较强的综合性和系统性,生态水利工程项目建设可以与流域内的单个水利工程项目紧密联系起来,相互影响、制约。需要特别注重的是生态水利工程项目建设与其他利于国家经济建设发展的工程项目有着很大关联。生态水利工程与生态环境之间联系紧密。生态水利工程项目建设不仅对社会经济建设发展有着较深程度的影响,同时对工程项目建设流域生态环境、气候环境发展也有着较深影响,影响不仅表现在积极层面,同时也会表现在消极层面。在生态水利工程项目设计筹划阶段,设计人员需要尽可能地消除生态水利工程项目建设可能带来的负面影响,将工程项目建设的重要作用充分发挥出来。生态水利工程项目建设施工难度性较高,工程项目建设资金投入量较大。生态水利工程项目建设能够获得的效益是无法确定的。
二、生态水利工程的功能分析
生态水利工程的功能可以概括性的分为以下3个方面:第一方面,生态水利工程项目建设可以获得良好的经济效益。生态水利工程项目可以在汛期预防洪水灾害的影响,为社会经济建设发展以及人们生活提供所需求的电力能源,促进养殖产业发展等,所以工程项目建设可以取得良好的经济效益。第二方面,生态水利工程项目建设可以有效提河道的蓄水能力,为附近居民提供所需求的水资源,满足区域农业灌溉用水需求。随着社会经济发展速度的不断加快,对水资源的需求程度也会不断提升,通过生态水利工程项目建设可以更为良好地满足这些需求,为社会经济建设发展塑造优质的用水环境,提高人们生活水平。第三方面,生态水利工程项目具备防洪排涝功效。人们对水资源的需求毕竟是有限的,生态水利工程在汛期可以储存水资源,在干旱季节释放储存的水资源,避免区域经济发展因水资源短缺受到影响。从生态层面进行分析,通过对水量进行调节,合理调配水资源,从而使得河流可以长期处于较为稳定的状态。不仅可以避免在干旱季节出现断流情况,同时也可以避免在汛期出现洪水灾害,通过水量的合理调配满足人们生活、生产用水需求,使得工程项目建设更为良好的为经济建设发展而服务。
三、生态水利工程设计的理论路线
想要将生态水利工程项目建设的重要作用充分发挥出来,就必须要明确生态水利工程项目设计的内涵。生态水利工程项目设计就是保证水利工程项目具备原有功能的基础上,水利工程项目建设不会对周围环境发展造成任何的负面影响,充分尊重了环境的整体性,生态水利工程项目建设完成后会形成一个完整的生态系统,对设计人员综合素质有着较高要求。生态水利工程项目设计前期,设计人员需要深入到工程项目建设施工现场进行调研工作开展,对收集和整理的地质水文资料进行综合分析,加强自身对地理环境、气候环境的了解。根据收集和整理的信息资源,以生态学和水利工程学为基础,对生态水利工程项目建设进行系统性的筹划,最终创造一套完整性的生态水利工程项目设计方案,保证区域生态系统可以和谐发展。生态水利工程项目设计中要坚固全局和局部,对宏观、微观等内容进行科学统筹。从宏观层面进行分析,要保证资源的优化配置,生态水利工程项目建设要符合区域经济建设发展要求,在保障水资源充分利用的基础上,将生态水利工程项目整体效能最大限度地发挥出来。要结合生态学理论知识,对主体空间进行合理布置,密切关注工程项目建设周围环境变化。生态环境中种群配置要从垂直和水平两方面进行组合配置,强化生态环境的整体循环效果。四、生态水利工程设计的技术路线
(一)生态水利的构建思路
可持续发展理念是生态水利工程项目建设中必须要严格遵守的内容,设计人员需要对生态水利工程项目建设区域环境的承载能力进行分析。水源本身只有具备良好的环境承载能力,这样才能满足区域经济效益获取需求,水源环境承载力也是评定区域环境污染承受能力的重要指标。在生态水利工程项目建设中要避免过度的应用水源环境承载能力,从而对区域生态环境造成不可逆的损伤。要对安全体系进行综合评估。水利工程项目建设中,安全体系构建是其中非常关键内容,安全体系建设程度需要满足整体区域对众多不良灾害的防护需求。
(二)生态水利的相关技术标准
以往水利工程项目设计中,设计人员更多考虑的是工程项目建设能够获得的经济效益,对工程项目建设的生态效益采取了忽略态度,没有将生态学理念和技术与水利工程项目设计进行融合,从而导致水利工程项目建设对生态环境发展造成了严重影响。针对这一问题,要将生态学理论和技术与水利工程项目设计高度融合,结合我国水利工程项目建设特点,对生态水利工程项目设计指标进行完善,对工程项目设计进行约束和指标,从而满足生态水利发展的多元化需求。
(三)施工建设控制
施工建设是生态水利工程设计中技术线路的重要控制环节,因为如果生态水利工程项目建设施工控制不当,对水利工程项目建设施工区域生态环境会造成严重污染,所以重视工程项目施工阶段的技术控制。在生态设计阶段,要根据生态水利工程项目施工区域环境特点,制定出合理的生态控制规划方案,避免施工工作开展对施工区域生态环境造成损害。为了保证工程项目建设施工呈现出生态化的特性,需要应用生态设计指标指导工程项目建设施工。在施工阶段需要对粉尘、灰尘扩散进行控制,可以在工程项目建设施工区域进行防护设施建设。做好工程项目建设施工材料的准备工作,定期地对工程项目建设施工现场进行清理。大型工程施工机械设备应用中会发出较大的噪声,所以需要对机械设备运行时间进行控制,特别是在夜晚施工时需要加强设备运行控制,避免较大噪声的出现对周围居民生活造成影响。
水利工程在建设过程中,由于各种因素,会对生态环境造成一定的破坏。这就要求设计水利工程时,要兼顾到生态环境的保护,建设过程中要采取恰当措施对生态环境予以保护,降低水利工程建设对生态环境的破坏程度。
1 生态水利工程设计原则
1.1 安全性与经济性
生态水利工程具有极强的综合性,因此,在建设过程中要在满足大众需求的同时兼顾对生态环境的保护,使建设的水利工程能够实现可持续发展。生态水利工程的建设在理论上应该符合水利工程学以及生态学的要求,以遵守工程力学和水文学规律作为前提进行水利工程建设,确保建设的水利工程具有较高的稳定性、耐久性以及可靠性。
1.2 生态系统保障原则
物种水平上存在的生物多样性就是我们通常所说的生物群落的多样性。越是空间异质较高的地区就越容易形成一些小环境,物种的生存就会获得更多的空间。假设地区的空间异质较低,那么为物种的生存提供的空间就会越小,生物多样性就会随之降低,其群落的密度也会发生相应的改变,久而久之,该地区的生态系统就会渐渐退化。
1.3 生态系统可自恢复原则
生态水利工程在设计上具有一定的指导性,也可以说成是具有一定的辅。生态系统本身具有自组织和自设计的功能,这一功能使得生态系统能够从生物物种中进行主动合理选择,以便形成合理的生态链,使系统的设计更加合理。在设计水利工程时,设计人员应该告诫自己不能产生对自然进行控制的思想,在设计过程中要融入新的设计理念,提高设计效果和组织能力,在深层次上实现人与自然和谐相处的目的。
2 生态水利设计中常见问题
2.1 设计内容问题
现阶段水利工程建设缺乏规范性和统一性。近年来,生态水利工程才发展起来,其设计标准还没有统一和标准化,其设计过程还是参照的传统水利工程项目建设标准,这就使得生态水利工程建设存在很多不足之处。比如,生态需水量的计算采用的还是行业指导文件上面的方法,因此,生态水利工程的建设并没有得到实质性突破,其河流的护岸工程设计也不完善,还缺乏科学的生态修复技术和方法,这对当前生态水利工程建设而言不可小视。
2.2 设计审核问题
在生态水利工程施工建设之前对其设计进行审核,也是一项十分重要的工作。对其设计进行审核,可以最大程度确保设计的合理性和科学性。现阶段,很多设计单位为了追求经济利益,完全没有考虑社会效益和环境生态效益,使得对生态水利工程设计的审核受到人为因素影响,影响到了审核的科学性,也从侧面反映出设计单位责任感的缺乏。这种情况的存在使得设计审核工作不能够发挥应有的作用,影响生态水利工程的设计和建设。
2.3 设计人员能力
生态水利工程设计人员缺乏生态意识。生态水利工程的设计要求设计人员应该坚持生态理念作为指导,还要具备扎实的设计知识以及较强的生态意识。我国生态水利工程建设起步较晚,生态环境技术人员和水利工程建设人员之间缺少沟通和交流,这就使得生态水利工程设计者缺乏参照生态理念进行设计的意识,使生态水利工程设计的顺利进行受到影响。除上述问题,生态水利工程设计者在设计过程中,由于生态意识的缺乏也很少考虑使用生态环保材料,这就影响了生态水利工程的设计和建设。
3 生态水利工程设计优化策略
3.1 确保工程设计的规范标准
通过上述分析,我们可以了解到我国当前生态水利工程建设缺少统一规范的设计标准,设计者的设计工作存在很大难度,设计进程受到影响。除此之外,我国生态水利工程设计者在设计方面经验不足,因此,生态水利工程的设计需要进一步完善设计标准,并且要严格按照相关规范的要求进行设计,结合我国的实际情况,不断摸索,找出适合我国实际的设计规范和标准,不断完善我国生态水利工程的设计标准,进一步编制出具有针对性和操作性较强的工程规范。
3.2 可持续发展的工程设计
生态水利工程建设要因地制宜、进行灵活施工。生态水利工程的设计要考虑到不同地区地理环境和周围的生态系统,在进行设计之前要进行充分调研和分析,对不同地区的地域特征和地理形态进行具体部署。
生态水利工程设计要树立科学理念,设计思路应该遵循自然变化的平衡规律。与传统水利工程设计相比,生态水利工程设计要在遵循生态系统规律的前提下实现对自然河流的控制,掌握自然河流水体的自然属性,有机结合自然规律和人文科技技巧。
3.3 提升设计人员的整体素质
生态水利工程的设计质量受到设计人员综合水平的直接影响,要求设计人员要有丰富的设计经验和高超的设计水平。要想使设计的生态水利工程能够经济、适用,发挥出最佳效果,一定要在设计上下功夫,这就要不断提高设计者的设计水平。生态水利工程的设计和建设要兼顾到生态系统的保护,因此,还需要设计者增强生态环保意识,在设计中融入生态设计理念。
4 总结
综上所述,生态水利工程建设会对我国社会的良性发展产生直接影响,生态水利工程能够促进我国国民经济的发展。合理进行生态水利工程设计,在保证工程项目建设顺利进行的前提下,最大限度发挥其经济效益,同时兼顾生态效益和社会效益。本文就生态水利工程项目设计中存在的问题进行分析,并且提出了解决措施,旨在能够为生态水利工程项目设计提供指导。
如今一系列环境问题的出现,促使人们更加清醒地认识到经济的发展不能通过牺牲环境来实现。然而尽管人们形成了正确的认识,却还是在水利工程施工时出现一些违背生态环境保护的情况。本文主要便是对此加以分析并提出有效的水利工程施工管理方面的建议。
一、水利工程施工中引起的生态环境问题
致使工程所在地的地理环境受到很大影响。在水利工程施工的过程中,肯定会在一定程度上影响到当地的地理环境[1]。实际上这种影响也是有利和弊的。一方面,水利工程建设可借助打通河道和建坝蓄水等方式来保护附近的农业用地,这样农业用地就不会在遭受干旱洪涝等灾害的破坏。接下来借助雨水径流就能实现的土壤的自我调节和补充水分,这就使得土壤的肥沃程度得到了很大改善;而另一方面,在水利工程建设完成之后,因为上游有很多的泥沙沉淀物,这会促使水库水位出现上升的状况,而随之也会提升附近地下水水位,基于此,就会不断促使周围环境的变化,气温的升高会促使水蒸发速度加快,而水库附近土壤的含水量加大,易于造成土壤的盐碱化现象。
影响了工程所在地的生活环境。工程施工带来的噪音污染会干扰周边居民的生活,污染生活环境。水利工程施工场地通常是位于山区或峡谷地带,需要对一些特殊路段做经常性的挖填,亦或是进行爆理,因而导致对周边居民的严重噪声污染。此外,如今的工程施工以机械施工为主,机械施工导致了严重的工作噪音污染,这也会骚扰周边居民的生活。
影响了空气质量。就水利工程施工用到的材料而言,也会对当地的空气质量造成一定影响。由于工程建设采用的基础材料通常都包括石灰和水泥等,然而由于山地的地形地貌,就会容易导致其易于出现挥发和传播现象。如此,工程所在地的空气质量必然会遭受一定的不利影响。
影响河流的质量。我们知道水利工程施工会影响到河流的质量,由于水利工程施工会促使河流流速降低,而水中含有的重金属也会加重沉降,这就促使水质受重金属污染增大了可能性。此外,水利施工非常好的位置正是在于天然的河道,大部分水利工程的施工选择的位置都是在天然的河道上,时间一久,河道就容易受阻,容易出现局部河流断流的现象。而河流的水文泥沙也可能发生突变,进而使得河流的水质、水温和当地的气候等发生改变[2]。而一些比较大型的水利工程,极易对原有的地质构造造成破坏,进而导致地质灾害的发生。
二、基于生态环境保护的水利工程施工管理方向
要求各分管施工单位增强生态保护意识。在水利工程施工进程中,对于各自施工的任务和范围,每一个分管施工单位都要明确。对于施工所造成的对生态环境的不利影响,要设法将这种影响尽可能地降低。保证了每一个分管施工单位都最大限度地降低对生态环境的影响,在自己的施工范围内管理好相关工作,整个水利工程的施工尽可能地降低对生态环境的影响也就有了保障,这样生态环境和水利工程之间才能达到和谐统一。
对于社会经济和生态环境,这两方面的效益都要兼顾。在水利工程施工管理过程中应该将人与自然环境间的关系正确处理好,从而保证经济和生态系统的长远发展。水利工程施工过程中的生态工程建设务必要兼顾社会经济效益与生态环境效益,促使二者共同发展。因而需要坚持走可持续发展的道路,不再和以前一样只是进行单一的施工管理,而是要进行兼顾生态环境、施工和安全生产,做到管理的全面性。在进行水利工程施工时,兼顾两种效益,不但能够使施工过程中的生态问题得到解决,获得不错的工程效益,而且还能促使资金利用率得到提高,以免今后出现重复建设的情况,通过对水资源的合理开发和利用来得到很好的生态效益。
兼顾循环再生综合利用和共生互补。共生互补是指水利工程施工借助多种措施来对运行、施工和生态问题加以处理,规划和协调好这些问题,从而建立和谐关系,促使自然环境和工程施工之间达到平衡,以实现组合的最优化。其中比较典型的例子就是针对水库所做的除险加固的土地利用。在进行基础工程时,会有大量的弃渣开挖出来,其堆放还需要占用土地,此外,需要占地建设的还有工程运行,生活和生产场所等,这就使得土地资源被严重浪费了。根据共生互补原则,就能促使用地得到一定程度的节约用,资金和劳力也能有所节约。此外,水利工程施工管理也要做到符合循环再生综合利用原则。在水利工程施工过程中形成的大量垃圾也借助循环共生的原则来妥善处理,从而使生态环境得到更好的保护。对于水利工程施工的生态环境管理而言,综合利用土地资源是其核心工作。借助共生原则,可以变有害的为有利的,变废弃的为珍宝。工程施工过程中产生的弃渣可以用于平地的填筑,同时与生物措施和水土保持工程措施相结合,这不但有助于生态效益的提高,还能通过工程造价的减少来提高经济效益。
一定要保护好施工现场的生态环境。保护和改善现场的施工环境,不但有助于确保工程质量,而且也保障了施工的顺利进行。所以我们可以看出,很有必要在水利工程施工时通过有效的措施来保护生态环境。具体措施包括:对工程建设的投资、进度和质量之间的关系进行合理控制;对于垃圾专用道应该用封闭式的,施工路面要选择较好的以便使大气污染有所减少;对施工时间加以妥善安排,施工设备要尽量使用低噪音的;对生产和生活污水要认真细致地处理好,预防各种类型的水源污染等。
关键词:生态水利工程 基本设计原则 水利工程学
在以往的水利工程学中,人们多侧重于自身的需求,对生态方面有所忽视,进而导致很多生态问题出现。人们在对这些生态问题反思与改进后,推出了生态水利工程。生态水利工程以可持续发展为理念,通过多种技术手段,改变以往粗放式的建筑方式,将水利工程和生态工程有效地融合在一起,实现人类社会与生态环境的共同发展。
1.水利工程的优势与不足之处
水利工程对于人类社会的发展具有重要意义,其优势重要体现在如下方面:一是水利工程能够大幅度提高水资源的利用率;二是在水利工程下,很多人工湖泊出现,对城市夏季高温有显著的调节作用;三是水利工程能够储备一定量的水资源,实现水资源的调用,满足人类社会的生产与生活需要;四是水利工程能够有效地减少水土流失的现象。
尽管水利工程给人类社会的发展作出了巨大贡献,但其也产生了诸多不利影响,主要表现为:一是水利工程给上游的生态环境带来一定影响,在建设的过程中,上游水面会升高很多,原本为陆地的部分可能会成为水库或湿地,陆地上的景观也会淹没;二是水利工程给下游的生态环境也带来严重的影响,下游很有可能出现浮游生物恶性繁殖的状况;三是水利工程会给自然生物带来严重的影响,影响其正常的繁衍。比方说,很多鱼类都在上游产卵,在水利工程的影响下,其无法到上游产卵,严重时会出现物种灭绝的后果;四是水利工程会给周边地貌带来很大影响,地质稳定性被破坏,使得自然灾害频发。除了这些以外,水利工程还会带来深层次的影响,如水文形势等。兴建的水坝改变河流的流速、水深等,水体自净能力有所下降,水体密度、水体温度都发生变化。倘若水坝位于上游,那么河道内径流量就会增加很多,径流的速度会降低,使得水体流体变化,甚至导致地壳运动更为活跃,引发洪水与地震等严重灾害。
2.生态水利工程的基本设计原则
(1)整体性原则
在对河流生态进行修复规划的时候,倘若只是在小范围内进行短时间修复,那么生态效率将难以提高,修复效果也大打折扣。所以,在设计生态水利工程的过程中,应从大景观的角度出发,只有这样,生态效率才能够被恢复,修复效果才比较理想。从整体的角度来看,这是依托于生态系统的结构与功能,在各种要素相互作用的基础上,制定出的河流生态系统修复的方案。该方案具有极强的综合性,并不简单的植被修复。生态学领域下的景观尺度涵盖时间与空间两方面。在河流修复的过程中需要采用大尺度景观,这是由于:一是水域生态系统是由多个子系统构建而成的,其包括生物系统与人造工程设施系统。这些系统和生物系统有机融合在一起,共同组建了整个生态系统。如果水域系统被破坏,单纯从河道而进行生态修复是难以达到修复效果的,相关人员必须靠综合各种因素之间的作用关系而制定出可靠的修复方案。二是在进行生态系统修复的过程中,必须考虑水域生态环境的多种特性,如随机性、流动性与可变性等,因为这些特性直接对生物种群产生影响。三是在设计的过程中要考虑河流生态系统的开放性。河流生态系统本身会与周边生态系统进行物质交换,所以仅对河流进行生态修复是难以达到修复效果的。四是河流生态修复需要一定的时间,并非一蹴而就的。相关资料显示,要重建或修复一个湿地,所耗费的时间大约为15年到20年。所以,相关部门与工作人员应做好充足的准备,对所修复的河流进行长时间的监测与管理。综上所述,在进行生态水利工程设计的过程中,必须立足于整体,做好长期性的规划,综合考虑各种因素,制定出大尺度的景观方案。
(2)充分利用生态系统自我修复的原则
和以往的水利工程相比,生态水利工程在考虑水利工程的相关原则外,还要充分考虑生态系统本身的自我修复能力,最大限度地促进生态系统的可持续发展。要想实现这一点,单纯地依赖人工建筑物是不可能的。事实上,任何一个生态圈的出现都是经过了漫长的自然考验的,是各方面因素相互作用的最终结果,其往往具有极强的修复能力。因此,在设计生态水利工程的过程中应充分利用生态系统自我修复的功能,否则单纯依靠人为力量,很有可能会适得其反,导致生态环境的进一步恶化。最有效的路径是,将人为力量和大自然有效地结合在一起,充分利用生态系统的组织功能,由大自然的选择恰当的物种。在这一方式下,一方面生态系统的修复效果显著提升,另一方面能够节约大量的成本,兼顾经济效益与生态效益,实现双赢。
(3)保护水体环境多样性的原则
对于生活群落来说,非生物环境会对其产生多种影响。也就是说,某一地区,倘若其自然环境具有多样性,那么其生物也会具有多样性。通常,这种多样性强的生态系统具有很强的适应性,可以应对一系列的外部变化。如果水利工程导致水体内部环境趋于单一化,那么其自身m应能力将会大幅度下降,难以抵御外界的变化。这样一来,生态系统的功能也会逐步丧失。所以,在设计水利工程的过程中,相关设计人员应充分了解水域情况和周边生态环境,推出合理的设计方案,并从多方面对设计方案进行反复论证。只有这样,生态水利工程才会修复与改良生态系统,造福人类。
3.结束语
在当前社会下,人们的环保意识不断提高,生态水利工程开始出现。和以往的水利工程不同,生态水利工程从水域的生态环境出发,充分考虑多种因素,有效地利用生态系统的自我修复功能,实现经济效益与生态效益的双赢。在设计生态水利工程的过程中,设计人员应立足于整体,构建大尺度景观,充分利用生态系统自身的功能,在确保生态系统多样化的前提下,推出合理的生态水利工程设计方案。
参考文献:
关键字:水利工程 生态环境 影响 生态水利工程
一、 生态环境在水利工程里受到的影响
(一)河水流域
一般来说,水利工程的修建地址都是选在天然的河道上的,这就使得河流的生态环境遭受到水利工程的直接破坏,致使河流局部的形态非连续化和均一化,改变以往的多样化的生态环境。水利工程对河流的破坏主要是改变了天然河流的水温水质,特别是修建水库带来的水温的变化会影响水域内鱼类的繁殖,而且由于水利工程的建设,河流的水流速度就会减慢,这就会降低水、气界面的交换速率与污染物的扩散能力。另外,水利工程的建设还会对气候与地质带来影响。我们都知道水库会提高蒸发量,也就是说水库的修建能使降水增多,从这一方面来讲,水库的修建改变了建前的气候。
(二)陆生生态环境
水利工程的建设不仅会破坏大量的植被,还会导致大量动物迁移。在修建水利工程时,必然会占用大量的土地,这样就会影响这一代植物的生长。而且在修建过程中,工地排除的污水和工程、生活的垃圾会影响河道附近的动物,使它们不能在好的环境里生存,被迫迁移,从而导致水利工程的修建区域的生态系统遭到破坏。
二、 我国的生态水利工程
(一)建设原理
生态水利工程贯彻了可持续发展的精神,它既能满足人的需求,又能满足水域的健康发展的要求。所以在水利工程的修建中,就必须处理好人与自然之间的关系,处理好工程和环境之间的关系。具体的操作就是将过去的施工管理转变成为“安全生产、施工、生态环境”三者相结合的全面的管理。尽量在施工中减少对环境的不利影响,寻求最佳的生态效益的建设方案。
(二)建设技术路线
生态水利工程的技术路线主要分为三个方面,即把生态水文学和工程水文学当作工程的设计基础,对水文进行分析和计算;识别水利工程可能会影响到的关键的生态目标;将水利工程设计和环境工程的设计结合起来,形成一个有机体,以实现水利工程的生态化。通常情况下该工程的服务范围非常广,其服务对象也比较多,所以必须要将设计建立在科学的计算基础上,再对敏感的生态目标进行识别,最后才能设计出与环境向协调的生态水利工程。
(三)建设原则
生态水利工程的建设必须要遵循以下原则:第一,保护与恢复河流的多样化原则;第二,保持与维护河流的自我复原的能力的原则;第三,将修复整个水域的生态环境系统作为水利工程建设的目标的原则。
河流的多样性决定了生态水利工程必须按照河流的特征去进行建设,这样才能有效地保护河流的多样性与独特性;而河流的自我修复的能力则对减少水利工程的破坏有着重要的作用;河流在整个生态环境里面只是一部分,在建设水利工程的时候,还必须考虑到周边的环境,包括农田、森林、乡村及城市等,只有构建一个和谐的生态系统,才能真正实现生态水利工程的意义。
三、生态水利工程的分类
现阶段,我国的生态水利工程可以分为替代型、综合型以及直接保护改善生态型,下面笔者就针对这三种类型进行分析。
(一)替代型
在我国最具代表性的替代型生态水利工程就是广西灵渠,它与郑国渠、都江堰齐名为世界上最为古老的运河。两千多年前,秦始皇为了运输粮饷,就命人开凿灵渠,将湘江和漓江连接贯通,成为我国古代岭南连通中原的唯一航道。它由南北两渠、大小天平、分水铧嘴、泻水天平等组成,全长三十四千米。
(二)综合型
综合型的生态水利工程的代表是都江堰,它将保护和改善生态环境及满足社会经济的发展完美结合起来,成为一个生态水利工程的典范。都江堰被使用了两千多年的主要原因是它将人和水的关系处理得非常好,而且还发挥着巨大的推动经济发展的作用。其生态和经济的效益表现在它的灌溉作用改善了耕地的生态,将水引入城市,改善城市的水环境,另外,它还利用鱼嘴来实现正倒四六分水,也就是说洪水期四分水流入内江,六分水流入外江,枯水期六分水流入内江,四分水流入外江,这样的分水法既能防洪还能抗旱。这些生态效益其实都得益于都江堰的地理条件,也就是它的三大件:宝瓶口、鱼嘴和飞沙堰,设计师巧妙地运用自然条件完成了泄洪、分流、引水和排沙的任务。
(三)直接保护改善生态型
纵观古今,我国最早的生态水利工程应当算是大禹时期的疏通九河,从历史资料的记载我们可以看到,疏河直接保护了黄河流域的生态环境。此外,还有一些水利工程修建后主要承担着改善城市的水环境的任务,例如杭州西湖、大明湖等。在杭州西湖的水利工程里,我们可以看到该工程主要是将钱塘江的水引入到城市里,然后又在历代的建设里得到完善。
结束语:
现阶段,我国的环境形势不容乐观,特别是近年来由于经济的飞速发展而带来的水资源的污染和水域的破坏日趋严重。为了实现可持续发展,传统的水资源开发模式已经不能继续使用,因此,就要改变开发观念和方法,采用生态的方式进行开发和利用。
参考文献:
[1] 洪浩波.浅谈水利工程对生态环境的影响以及生态水利工程[J].城市建设理论研究(电子版),2012,(5).
第一,水利工程在施工中对当地的生态环境会造成了影响,蓄坝拦谁肯定要对下流的用水造成影响,水利工程的施工对地方生态环境会有破坏最优,改变了动物和植物的生存条件,由于生存环境的改变,一些生物和植物可能会消失,因此在水利工程的实施过程中尽可能管理好现场,在生态环境方面要尽量减少破坏。第二,水利工程在施工过程中会对该区域的地理环境产生影响。土壤的品质会被改变,一系列地理因素会在施工中被改变。水利工程可以利用间坝蓄水与打通河道等一些手段来确保当地的农用田地正常使用,避免了一些自然灾害对其的负面影响,洪涝干旱等会造成非常大的破坏。雨水可以让土壤中水分充分互补,实现自我调节,这样很大程度上来使当地的土壤肥沃的程度得以加大。当水利工程施工完毕后,由于上游存在很多的泥沙以及其他沉淀物,水库的水位会有所上升,进而致使附近的地下水位也上涨,以此为基础,环境就要发生变化,如气温的上升导致水快速蒸发,水库周边土壤的含水量会增加,这样土壤盐碱化的现象就容易发生。第三,水利工程实施中必然会对周边居民产生噪音污染,一般来说水利工程的实施地点在山区等地,在施工过程中需要进行路段的爆破和挖填等工作,不可避免的带给居民噪音困扰,影响人们的日常生活。第四,水利工程带来的环境问题,同时对当地居民也产生影响。水利工程还会对当地的空气质量有一定影响,这是因为施工中会使用一些材料,如石灰、水泥,这些基础的建筑材料在使用的过程中会根据山地的地貌特征有一定形变和挥发,这样就会对空气质量有影响。
2.水利工程中的环境措施
2.1准备前期工作
在工程施工开始之前,施工单位要开始准备工作,对现场进行勘察和数据的收集工作都在其中,除此之外还要进行地质机构的考虑,自然资源的因素也要算在内,之后进行规划,规划要有科学性,要能改善周围的生态环境,尽可能的降低负面影响。
2.2增强环保意识
环保意识要被提高,这是新时期对人们发展经济的新要求,施工单位要有环保意识,督促施工人员在是施工过程中也要注意环保观念,要把环保的理念渗入每个环节。施工中要把污染的风险降到最低,维持社会效益与生态效益的同时发展,不能偏激的倾向一面。再者,对开山炸石等方式则是能免则免,这样能有效的减弱噪音,施工后的废水在处理后才可以排放,不能直接排放,从而全方面的对环境污染的问题进行有效实施。
2.3完善监督管理制度
建立一个监督管理制度,这是任何一项工程顺利实施的保证,施工单位要建立对于生态工程系统的管理制度。对工作人员的工作方法、行为进行约束。此外,生态补偿的机制要被建立,提前预测水利工程对周边环境造成的潜在问题,预防的工作要坐在前面。水利工程中的生态工程要坚持可持续发展战略,从而使生物资源减少的情况得到缓解,对周边的生态环境的影响要降到最低。
2.4生态工程系统的建立
生态工程系统的建立可以减少水利工程在实施过程中对生态环境的影响和破坏。该系统的建立要考虑工程效益和生态效益,在此基础上对水利工程的施工单位要进行规范,施工单位利用生态资源的行为要有严格的规章制度,按准则办事。这样才能减少生态工程中的环境问题,对水利工程与生态环境的互相协助发展问题有所帮助。按照国家的相关法律法规规定,已经完工的水利工程要对环境实行监测管理,对相关工作人员的责任明细化,把责任落实到个人,这样可以更高效的实施管理,加之专业化的环境监测器材配备,把监测收到的数据与信息进行整合,仔细分析,从而保证生态环境的持续发展。
2.5分管施工单位要有生态保护意识
各个分管的施工单位都应该在水利工程实施的过程中加强生态保护意识,准确掌握自己施工的范围与具体任务,在自己的施工环节要尽力去降低对周遭生态环境的破坏,每个人都应该有这种意识。
2.6重视综合利用
要在水利施工过程中重视共生互补、综合利用。在施工过程中有很多问题,面对多种问题有多种解决措施,合理规划与协调,在自然环境与项目工程和谐共生的基础上,选择最佳的措施组合。
3.结语
1.1水利工程是一类非污染型的生态化建设项目
1)水利工程并不会直接带来环境污染等影响生态环境的问题,建设项目可以为周边区域提供航运、发电、灌溉、供水、防洪防涝以及水产养殖等多项综合,给水利工程的周边环境及居住者带来较好的综合性效益[1]。2)水利工程建设的完成可以实现在洪汛期之内的蓄置洪水以及削减洪峰的功能,可以增加流域内枯水期时的流量,提高周边地区在抵抗洪涝灾害、盐碱灾害等自然灾害过程中的抵御能力,同时降低自然灾害发生的频率以及灾害的危害程度,为水利工程的周边居民创造了较为安稳的生活、生产环境,为提高城区的防洪、发电、灌溉能力,改善城乡的生活用水、工业用水困难的现状,以及改进周边的生态环境等提供了较为安全的保障。如2010年辽宁遭遇了113mm的强降水,为确保鸭绿江以及丹东市的安全,相关部门科学调度鸭绿江流域内的各水利工程,明显减轻了下游丹东市的防洪压力,在保证市民的生产和财产安全中发挥了重要作用。
1.2水利工程建设的核心部分是水库建设
具备了调节功能的水库,通过对枯水期采用下泄流量的调节措施,可以:①显著提高工程下游的水体所具备的自净能力;②改善下游水域中水质的状况以及供水条件等;③促进下游周边地区依托水利工程开展渔业养殖,或者是采用开发旅游景点来大力发展旅游等第三产业。如沈阳市依托水利工程所大力发展的蒲河生态廊道景区,该景区已经被水利部批准为国家级水利风景区,这也标志着沈阳市水利风景区建设迈上了一个新台阶,有力地提升了蒲河流域的生态旅游形象。水利风景区是指以水利工程为依托,具有一定规模和质量的风景资源与环境条件,可以开展观光、娱乐、休闲、度假或者科学、文化、教育活动的区域。建设水利风景区,不仅可以带动当地经济及相关产业发展,还具有保护水源、修复生态、维护工程安全运行的功能。
1.3基于水电开发目的的建设工程占据很大比例
1)水电是一种可再生的清洁型能源,具有着相对较低的开发成本,如果完全取代生产、生活中的化石燃料来作为主要的能源来源,具有较高的生态效益。2)水利工程中水电工程项目的建成使用,与传统的火电厂相比,具有明显的优势,在减少环境污染、降低温室效应、降低化石燃料燃放带来的酸雨危害等多个方面,对于保护生态环境可持续发展具有积极的作用,同时还可以减少北煤南运等运输工程的压力。3)水利工程中的水库可以改善水库上游水运运输系统,使得水运系统的运输成本低、占地少等。4)水利工程还可以改善非迁徙鸟类的生存环境,提高灌区内的含氧成分,在血吸虫防病疫区之内,水利工程有效的结合灭螺,对于疫病的防治也有着积极的作用。
2水利工程建设给生态环境可持续发展带来的负面影响
2.1水库的建设和使用会形成较大的停滞水域
在太阳辐射以及水的理化特性的影响下,会形成不同于自然河流的水域环境,不可避免地会给水库周边的自然环境、社会环境等带来负面影响[2]。1)多数深水水库的水质指标,尤其是其中的水温,会沿着水深呈现出较为明显的季节性的分层分布,在水库的较深水层中,水温较低、溶氧量较少、含有的游离态的CO以及还原态的物质相对较多,使得水的浑浊度较大。2)水库蓄水如果控制不合理,可能造成水库上游被淹没,给周边的土地、景观、自然文化遗产、动植物的栖息地以及生物的多样性等带来一定的威胁。3)水库在发挥蓄水功能的同时,会对周边地区的地下水位、地质构造以及气候环境等造成影响,如果控制和管理不善,将有可能引发地震、地下水位提升、山体滑坡等地质灾害,或者是土地盐碱化、沼泽化以及水体的富营养化等问题。4)工程水坝对河流的拦截和阻隔,势必会引起江河水原本的自然流态发生变化,打破了河流附近原有的生态环境的平衡,使得回游生物的迁徙途径被改变,造成周边湿地或者是林地遭受损失,也可能会给周边及水库下游居民的生命和财产带来安全隐患,引起居民的大规模转移。
2.2水利工程建设给生态环境的可持续发展带来的负面影响
负面影响主要体现在:①水库带来的上游淹没以及居民大规模转移,给河流泥沙带来的淤积,对周边地区的地质、气候、水体、鱼类以及生物的多样性产生一定的负面影响;②对水库上游的历史文物、自然景观等产生影响;③影响人民群众的生命和财产安全,带来大规模的居民转移等。
3水利工程建设中保护生态环境可持续发展的措施
3.1建立生态环境影响评价体系的设计
做好生态环境影响评价对于较好的减少水利工程建设项目对生态环境可持续发展的负面影响,充分发挥水利工程建设给生态环境可持续发展带来的积极作用有很大的意义。我国从20世纪80年代开始执行水利工程建设过程中开展工程建设对生态环境的影响评价,该项工作内容已经成为了水利工程建设项目在立项之前就该开展的工作内容,相关的文件也是水利工程立项前的必需文件。现行的水利工程建设中的生态环境管理等工作主要集中在决策阶段以及竣工阶段,工程对生态环境可持续发展的评估和控制也主要集中在这两个阶段,相关单位要加强水利工程建设过程中包括立项决策、工程设计、工程施工、投产运营等整个工程周期内,工程对生态环境可持续发展的影响,在各个阶段加强保护生态环境的措施和设计的研究与落实。
3.2建立并完善生态环境可持续发展的评价体系
1)评价体系要能科学全面地反映出人们现有的认识水平,建立生态环境综合评价方法和影响生态平衡的关键要素的承载能力的相关评价手段,制定出水利工程中下属各类工程对生态环境造成的影响的量化和评估标准。2)对生态环境的价值进行适当的、科学合理的考核,研究水利工程建设给生态环境可持续发展带来的积极作用和负面影响的程度,在综合的考量了生态效益、社会效益以及经济效益之后,分析水利工程建设的可行性。3)在水利工程具体的设计及建设过程中,要从工程的规划、建设及管理的各个环节落实生态环境可持续发展保护要求和标准,落实生态环境可持续发展标准和保护措施强制性、规范化的落实。
3.3建立并健全基于生态环境可持续发展的补偿机制
1)积极的探索出符合水利工程开展现状的生态环境损失的成本计算方法以及补偿办法,尤其是水利工程建设前移民等方面的机制。2)科学调研生态环境要素中各个元素的需水特点,充分利用水利工程调水、蓄水的优势功能,对工程周边地区以及水库上游进行补水和调水,保护工程周边的生态环境。3)在利用水利工程对水资源进行开发利用的过程中,要强调科学合理的利用,而不是一味追求最大程度的充分利用,在考虑周边地区的经济发展和生活用水等对水资源需求的同时,要兼顾生态环境和水环境,为其预留出足够的水流量,维持生态环境平衡以及水循环平衡对水源的基本需求。[3]
3.4建立起多种学科和技术高效融合的支撑体系
1)充分研究并全面掌握河流的演变状况、河流中泥沙的运移规律、周边动植物繁衍和迁徙的规律、气候的改变状况等,创新出更为科学完善的水利工程建设方案,探寻出更为合理的移民安置方案,通过技术和相应的保障措施的创新,合理控制和规避水利工程建设给生态环境可持续发展带来的负面影响。2)提高水利工程建设过程中决策阶段的公开化和透明度,建立健全公众群体参与水利工程建设,以及保护生态环境可持续发展等各项工作中的相关机制,尽快建立起水权等相关制度,落实用水量控制的相关制度,提高水资源的使用效率和效益,以水资源及水环境的自身承载能力为约束条件和管理工作的出发点,调整水利工程周边地区的经济布局以及产业结构等。
3.5健全法规体系,创新执法机制,为辽宁水利可持续发展提供法制保障
水资源的可持续利用直接关系到建设生态和全面建设小康社会目标的实现。因此,水资源的合理开发、水环境的保护、水利事业的发展以及围绕除害与兴利、开源与节流、保护与管理等一切水事活动都必须依靠法律作保障。辽宁省水资源面临的严峻现实决定了水资源开发、利用、保护和水利基础设施建设在全省经济和社会发展中具有特殊重要的地位,决定了水法制建设在水利发展保障支撑体系中的重要作用。要加强依法治理,创造水利发展的良好环境,认真贯彻水利法律法规,通过多种形式,认真宣传国家的法律法规,在全社会努力营造水利法制的氛围。加快产业化、市场化、法制化步伐,进一步强化水利工程生态环境建设,改善水利环境,发展生态水利,创建产业特色,形成规模经济,营造良好的水利生态环境。
4结语