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關(guān)鍵詞：環(huán)保；經(jīng)濟效益；平衡:可持續(xù)發(fā)展
引言
水利工程是一項對自然界的地表水和地下水進行控制，管理，調(diào)配，保護，開發(fā)利用以達到除害興利的目的而修建的工程。隨著水利工程的發(fā)展，優(yōu)于對環(huán)境的保護，生態(tài)水利工程應(yīng)運而生。
1生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則
1.1安全性和經(jīng)濟性原則
從安全角度來看，生態(tài)水利工程的設(shè)計原則務(wù)必要符合水文學(xué)和工程力學(xué)的相關(guān)規(guī)定，確保工程的規(guī)范性，要考慮雨水腐蝕河床侵蝕沖刷的特性，確保工程的安全穩(wěn)固和持久性。在經(jīng)濟方面要始終保持投入小，風(fēng)險小，收益大的原則進行設(shè)計。
1.2空間異質(zhì)性原則
空間異質(zhì)性（spatialheterogeneity）是指生態(tài)學(xué)過程和格局在空間分布上的不均勻性及其復(fù)雜性，具體就是空間異質(zhì)性一般理解為空間綴塊性（patchness）和梯度(gradient)的總和。而綴塊性則主要強調(diào)綴塊的種類組成特征及其空間分布與配置的關(guān)系,比異質(zhì)性在概念上更加具體，空間異質(zhì)性的程度越高，意味著能允許更多的生物生存，這對于生態(tài)水利工程而言是十分重要的。
1.3生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)原則
與傳統(tǒng)水利工程相比，生態(tài)水利工程還需要在設(shè)計的時候充分考慮保護生態(tài)的自我恢復(fù)原則也就是要維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性，因此不能一味用鋼筋混凝土來建造而是要在大自然的基礎(chǔ)上實現(xiàn)人造與“天造”的有機結(jié)合，這樣不僅僅能取得生態(tài)的保護以及恢復(fù)方面的成效，還能夠降低成本，降低工程造價，一舉多得，實現(xiàn)更高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。
1.4調(diào)整式設(shè)計原則
生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)整是一個漫長的過程，生態(tài)的群落的演替，群落多樣性的增加都是需要很長時間去完成的。生態(tài)水利工程設(shè)計主要是模仿成熟河流生態(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)以后，就開始了自然生態(tài)演替的動態(tài)過程。生態(tài)的演替是不可控的，它不一定朝著人們所想的方向去發(fā)展，它在時間和空間上都具有一定的不確定性，因此，對于調(diào)整型原則，提倡科研人員，管理者，當(dāng)?shù)鼐用竦壬鐣鞣矫鎻V泛參與，共同對話，協(xié)商，以提高設(shè)計的科學(xué)性。
2生態(tài)水利的重要性
2.1滿足人們對于水資源的需求
水是生命之源，1個人每天需要喝水2L，早晚洗漱需要6L左右，加上餐飲用水，洗澡，洗衣服，衛(wèi)生間等，1a1個人大概需540L，也就是0.54t,按地球的人口來算，每天所要消耗的水資源是1個很龐大的數(shù)字。而生態(tài)水利在傳統(tǒng)水利的基礎(chǔ)上對水工物進行優(yōu)化，使它更高效，更環(huán)保地服務(wù)于人們。如果不對水加以調(diào)控，那么人們所需要的水的來源將會成為巨大的問題，生態(tài)水利的優(yōu)勢在于其比傳統(tǒng)水利更加注重于未來，在自然界和人們每日所需之間做出一種平衡。
2.2拯救被破壞的生態(tài)環(huán)境
隨著工業(yè)的發(fā)展，地球的環(huán)境變得越來越不容樂觀，從1984年英國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，到1985年美國科學(xué)家證實南極上空存在臭氧洞，人類環(huán)境問題已發(fā)展到當(dāng)代環(huán)境問題階段。在全球范圍內(nèi)出現(xiàn)了不利于人類生存和發(fā)展的征兆，比如酸雨，霧霾等。水資源短缺在全球范圍內(nèi)普遍發(fā)生，因為人類的活動，特別是大規(guī)模的治河工程，導(dǎo)致生態(tài)種類越來越單一化，水同樣也是動物們的生命之本，而生態(tài)水利的目標(biāo)就是恢復(fù)群落的生物多樣性，我相信將來的某一天，在河流的兩畔不再是鋼筋水泥做成的大壩，而是被鳥語花香圍繞著的人工建筑。
3結(jié)語
傳統(tǒng)水利工程以建設(shè)水工建筑物為手段，改造和控制河流，滿足人們防洪和水資源利用等多種需求，而隨著人們時代的進步，人們意識到河流不僅僅是可供開發(fā)的資源，更是生命的載體。生態(tài)水利工程作為一門新興學(xué)科，旨在尋求社會經(jīng)濟發(fā)展與自然環(huán)境保護的平衡點，隨著人們對人與自然和諧發(fā)展認(rèn)識的逐漸加深，生態(tài)水利工程的發(fā)展前景將不可限量。
參考文獻
[1]李維俊.淺談生態(tài)水利發(fā)展現(xiàn)狀[J].內(nèi)蒙古水利,2014(72).
[2]董哲仁.生態(tài)水利工程原理與技術(shù)[J].中國水利水電出版社,2007.
關(guān)鍵詞：水利工程 規(guī)劃設(shè)計 基本原則
中圖分類號：TV212 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）08（c）-0161-01
隨著經(jīng)濟社會的不斷快速發(fā)展，水利事業(yè)對于國民經(jīng)濟的增長而言發(fā)揮著越來越重要的作用，無論是對于農(nóng)村水利，還是城市水利，其不僅會影響到地區(qū)的安全，防止災(zāi)害發(fā)生，而且也能夠為地區(qū)的經(jīng)濟建設(shè)提供足夠的幫助。鑒于水利事業(yè)的重要性，水利工程的規(guī)劃設(shè)計就必須嚴(yán)格按照科學(xué)的理念開展，從而確保各項水利工程能夠帶來必要的作用。對于科學(xué)理念的遵循就是要求在設(shè)計當(dāng)中嚴(yán)格按照相應(yīng)的原則，從而很好的完成相應(yīng)的樹立工程。總的來說，水利工程規(guī)劃設(shè)計的基本原則包括著如下幾個部分。
1 確保水利工程規(guī)劃的經(jīng)濟性和安全性
就水利工程自身而言，其所包含的要素眾多，是一項較為復(fù)雜與龐大的工程，不僅包括著防止洪澇災(zāi)害、便于農(nóng)田灌溉、支持公民的飲用水等要素，也包括著保障電力供應(yīng)、物資運輸?shù)确矫娴囊兀虼藢τ谒こ痰囊?guī)劃設(shè)計應(yīng)該從總體層面入手。在科學(xué)的指引下，水利工程規(guī)劃除了要發(fā)揮出其做大的效應(yīng)，也需要將水利科學(xué)及工程科學(xué)的安全性要求融入到規(guī)劃當(dāng)中，從而保障所修建的水利工程項目具有足夠的安全性保障，在抗擊洪澇災(zāi)害、干旱、風(fēng)沙等方面都具有較為可靠的效果。對于河流水利工程而言，由于涉及到河流侵蝕、泥沙堆積等方面的問題，水利工程就更需進行必要的安全性措施。除了安全性的要求之外，水利工程的規(guī)劃設(shè)計也要考慮到建設(shè)成本的問題，這就要求水利工程構(gòu)建組織對于成本管理、風(fēng)險控制、安全管理等都具有十分清晰的了解，從而將這些要素進行整合，得到一個較為完善的經(jīng)濟成本控制方法，使得水利工程的建設(shè)資金能夠投放到最需要的地方，杜絕浪費資金的狀況出現(xiàn)。
2 保護河流水利工程的空間異質(zhì)的原則
河流水利工程的建設(shè)也需要將河流的生物群體進行考慮，而對于生物群體的保護也就構(gòu)成了河流水利工程規(guī)劃的空間異質(zhì)原則。所謂的生物群體也就是指在水利工程所涉及到的河流空間范圍內(nèi)所具有的各類生物，其彼此之間的互相影響，并在同外在環(huán)境形成默契的情況下進行生活，最終構(gòu)成了較為穩(wěn)定的生物群體。河流作為外在的環(huán)境，實際上其存在也必須與內(nèi)在的生物群體的存在相融合，具有系統(tǒng)性的體現(xiàn)，只有維護好這一系統(tǒng)，水利工程項目的建設(shè)才能夠達到其有效性。作為一種人類的主觀性的活動，水利工程建設(shè)將不可避免的會對整個生態(tài)環(huán)境造成一定的影響，使得河流出現(xiàn)非連續(xù)性，最終可能帶來不必要的破壞。因此，在進行水利工程規(guī)劃的時候，有必要對空間異質(zhì)加以關(guān)注。盡管多數(shù)水利工程建設(shè)并非聚焦于生態(tài)目標(biāo)，而是為了催進經(jīng)濟社會的發(fā)展，但在建設(shè)當(dāng)中同樣要注意對于生態(tài)環(huán)境的保護，從而確保所構(gòu)建的水利工程符合可持續(xù)發(fā)展的道路。當(dāng)然，這種對于異質(zhì)空間保護的思考，有必要對河流的特征及地理面貌等狀況進行詳細(xì)的調(diào)查，從而確保所指定的具體水利工程規(guī)劃能夠切實滿足當(dāng)?shù)氐男枰?/p>
3 水利工程規(guī)劃要注重自然力量的自我調(diào)節(jié)原則
就傳統(tǒng)意義上的樹立工程而言，對于自然在水里工程中的作用力的關(guān)注是極大的，很多項目的開展得益于自然力量，而并非人力。伴隨著現(xiàn)代化機械設(shè)備的使用，不少水利項目的建設(shè)都寄希望于使用先進的機器設(shè)備來對整個工程進行控制，但效果往往并非很好。因此，在具體的水利工程建設(shè)中，必須將自然的力量結(jié)合到具體的工程規(guī)劃當(dāng)中，從而在最大限度的維護原有地理、生態(tài)面貌的基礎(chǔ)上，進行水利工程建設(shè)。當(dāng)然，對于自然力量的運用也需要進行大量的研究，不僅需要對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)面貌等狀況進行較為徹底的研究，而且也要在建設(shè)過程中竭力維護好當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)情況，并且防止外來物種對原有生態(tài)進行入侵。事實上，大自然都有自我恢復(fù)功能，而水利工程作為一項人為的工程項目，其對于當(dāng)?shù)氐牡乩砻婷策M行的改善也必然會通過大自然的力量進行維護，這就要求所建設(shè)的水利工程必須將自身的一系列特質(zhì)與自然進化要求相融合，從而在長期的自然演化過程中，將自身也逐步融合成為大自然的一部分，有利于水利項目可以長期為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟社會發(fā)展服務(wù)。
4 對地域景觀進行必要的維護與建設(shè)
地域景觀的維護與建設(shè)也是水利工程規(guī)劃的重要組成部分，而這也要求所進行的設(shè)計必須從長期性角度入手，將水利工程的實用性與美觀性加以結(jié)合。事實上，在建設(shè)過程中，不可避免的會對原有景觀進行一定的破壞，這在注意破壞的度的同時，也需要將水利工程的后期完善策略相結(jié)合，也即在工程建設(shè)后期或使用和過程中，對原有的景觀進行必要的恢復(fù)。當(dāng)然，整個水利工程的建設(shè)應(yīng)該以盡可能的不破壞原有景觀的基礎(chǔ)之上進行開展，但不可避免的破壞也要將其寫入建設(shè)規(guī)劃當(dāng)中。另外，水利工程建設(shè)本身就要可能具有較好的美觀性，而這也能夠為地域景觀提供一定的補充。總的來說，對于經(jīng)管的維護應(yīng)該盡可能從較小的角度入手，這樣既能保障所建設(shè)的水利工程具備詳盡性的特征，而且也可以確保每一項小的工程獲得很好的完工。值得一提的是，整個水利工程所涉及到的景觀維護與補充問題都需要進行嚴(yán)格的評價，從而確保所提供的景觀不會對原有的生態(tài)、地理面貌發(fā)生破壞，而這種評估工作也需要涵蓋著整個水利工程范圍，并有必要向外進行拓展，確保評價的完備性。
5 水利工程規(guī)劃應(yīng)遵循一定的反饋原則
水利工程設(shè)計主要是模仿成熟的河流水利工程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，力求最終形成一個健康、可持續(xù)的河流水利系統(tǒng)。在河流水利工程項目執(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。針對具體一項生態(tài)修復(fù)工程實施以后，一種理想的可能是監(jiān)測到的各變量是現(xiàn)有科學(xué)水平可能達到的最優(yōu)值，表示水利工程能夠獲得較為理想的使用與演進效果；另一種差的情況是，監(jiān)測到的各生態(tài)變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態(tài)之間，形成了一個包絡(luò)圖。
參考文獻
關(guān)鍵詞：市政給排水系統(tǒng) 管線設(shè)計防洪排澇污水處理
中圖分類號：S276 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：
隨著城市的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐也必須跟上城市發(fā)展的腳步，城市中的市政道路給排水工程就顯得越來越重要。城市排水工程設(shè)計，應(yīng)從城市近、遠期發(fā)展考慮，根據(jù)管段所在區(qū)域與周邊區(qū)域的關(guān)系，地表水系、污水處理廠位置，結(jié)合排水現(xiàn)狀及規(guī)劃的雨水、污水排放方向，并考慮排水區(qū)域內(nèi)上、下游管段的銜接、匯水服務(wù)面積的劃分道路的豎向設(shè)計、用地標(biāo)高等。多數(shù)城市排水規(guī)劃都滯后于城市建設(shè)，因此，對市政排水工程設(shè)計進行研究具有重要的意義。
一、市政排水工程設(shè)計原則
排水工程設(shè)計應(yīng)在城市排水工程專項規(guī)劃指導(dǎo)下進行，根據(jù)專項規(guī)劃的設(shè)計成果對所實施的市政排水項目進行優(yōu)化設(shè)計在設(shè)計中應(yīng)遵循以下要求：
（1）布置管渠系統(tǒng)，劃分匯水流域面積，確定排水方向及出路。
（2）安排好控制點的高程 應(yīng)根據(jù)城市道路豎向設(shè)計，保證匯水面積內(nèi)的水都能自流排出。
（3）正確采用設(shè)計數(shù)據(jù)，污水排放量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計降雨重現(xiàn)期、地面集水時間和徑流系數(shù)，暴雨強度公式的采用等。
（4）管道的設(shè)計坡度和埋深根據(jù)設(shè)計規(guī)范、道路縱坡和外部排水條件確定，在滿足排水要求的前提下盡可能減少管渠埋深。
二、近期與遠期結(jié)合
排水工程設(shè)計既要考慮近期城市建設(shè)的要求，又要考慮城市發(fā)展后上、下游的銜接及排水需要。雨水、污水管道的管徑、管道埋深等問題，是排水工程設(shè)計近期與遠期銜接的關(guān)鍵；如果管道的管徑設(shè)計偏大或偏小，埋深過深或較淺，將直接影響到排水系統(tǒng)的正常運行。
三、實例分析
3．1項目概況
該城市地勢坡度較緩，坡向東北，常年主導(dǎo)風(fēng)向為西南風(fēng)，該區(qū)的暴雨強度公式為 q=1686(1+0.77lgp)/(t+8)0.72,徑流系數(shù)￠=0.6，在城市的東部有一條從西南至東北的河流，還有一條在城市的中部，由西南到東北的鐵路，將城市分成兩個區(qū)，其中Ⅰ區(qū)的人口密度為380人/公頃，污水量標(biāo)準(zhǔn)為140升/人?日，Ⅱ區(qū)的人口密度為 430人/公頃，污水量標(biāo)準(zhǔn)為130升/人?日。該城市共有三家工廠，在Ⅰ區(qū)有丙一家工廠，在Ⅱ區(qū)有甲、乙兩家工廠。綜合工業(yè)企業(yè)與公共建筑的排水量和水質(zhì)資料地質(zhì)資料、受納水體水文資料、城市氣溫資料、城市各區(qū)中各類地面與屋面的比例（%）等技術(shù)參數(shù)。設(shè)計出水水質(zhì)：污水處理后，其水質(zhì)至少達到二級處理標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)當(dāng)滿足：SS 40mg/l；COD 60mg/l；BOD30mg/l。
2.2 排水工程設(shè)計要點
2.2.1污水工程方案
（1）合流制排水系統(tǒng)：該系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水混合在同一個管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)是在臨河岸邊建造一條截流干管，同時在合流干管與截流干管相交前或相交處設(shè)置溢流井，并在截流干管下游設(shè)置污水處理廠。
此排水系統(tǒng)克服了原有排水系統(tǒng)將排除的混合污水不經(jīng)處理就直接就近排入水體的缺點，但仍有部分混合污水未經(jīng)處理直接排放，成為水體的污染源而使水體遭受污染，這是它的嚴(yán)重缺點。
（2）分流制排水系統(tǒng)：該系統(tǒng)是將生活污水、工業(yè)廢水和雨水分別在兩個或兩個以上各自獨立的管渠內(nèi)排除的系統(tǒng)。由于排除雨水方式的不同，分流制排水系統(tǒng)又分為完全分流制（具有污水排水系統(tǒng)和雨水排水系統(tǒng)）和不完全分流制（只具有污水排水系統(tǒng)）排水系統(tǒng)
2.2.2排水工程一般規(guī)定
（1）管道系統(tǒng)布置要符合地形趨勢，一般宜順坡排水，取短捷路線每段管道均應(yīng)劃給適宜的服務(wù)面積 匯水面積劃分除依據(jù)明確的地形外，在平坦地區(qū)要考慮與各毗鄰系統(tǒng)的合理分擔(dān)。
（2）盡量避免或減少管道穿越不容易通過的地帶和構(gòu)筑物，如高地、河道、鐵路、地下鐵道等當(dāng)必須穿越時，需采取必要的處理或交叉措施，以保證順利通過。
（3）安排好控制點的高程。
（4）查清沿線遇到的一切地下管線，準(zhǔn)確掌握它們的位置和高程，安排好設(shè)計管道與它們的平行距離，處理好設(shè)計管道與它們的豎向交叉。
（5）管道在坡度驟然變陡處，可由大管徑變?yōu)樾」軓健．?dāng)D=200~300毫米時，只能按生產(chǎn)規(guī)格減小一級。當(dāng) D≥400 毫米時，應(yīng)根據(jù)水力計算確定，但減小不得超過二級。管道坡度的改變應(yīng)盡可能徐緩，避免流速驟降，導(dǎo)致淤積。
（6）同直徑及不同直徑管道在檢查井內(nèi)連接，一般采用管頂平接，不同直徑管道也可采用設(shè)計水面平接，但在任何情況下進水管底不得低于出水管底。
（7）流量很小而地形又較平坦的上游支線，一般可采用非計算管段，即采用最小管徑，按最小坡度控制。
2.2.3設(shè)計步驟
根據(jù)確定的設(shè)計方案，進行管道設(shè)計，主要步驟如下：（1）在適當(dāng)比例的、并繪有規(guī)劃總圖的地形圖上，按地形并結(jié)合排水規(guī)劃布置管道系統(tǒng)，規(guī)劃排水區(qū)域。（2）根據(jù)管道綜合布置，確定干支現(xiàn)在道路（或規(guī)劃路）橫斷面和平面上的位置，確定井位及每一管段長度，并繪制平面圖。（3）根據(jù)電算程序要求，確定控制管的高程、編號、管段長度，匯水面積及上游接管數(shù)。（4）進行水力計算，確定管道斷面，縱坡及高程，并繪制縱斷面圖。
2.2.4雨水工程方案
（1）雨水管一般規(guī)定：1)重力流管道按滿流計算，并應(yīng)考慮排放水體水位頂托的影響。2)管道流時最小設(shè)計流速一般不小于0.75 米 /秒，如起始管段地形非常平坦，最小設(shè)計流速可減小到0.6米/秒。最大允許流速同污水管道一致。3)最小管徑和最小坡度：雨水管與合流管不論在街坊和廠區(qū)內(nèi)或在街道下，最小管徑均為 300 毫米，最小設(shè)計坡度為0.002。
（2）雨水管道水力計算的設(shè)計數(shù)據(jù)：
1)設(shè)計充滿度：雨水中主要含有泥砂等無機物質(zhì)，不同于污水的性質(zhì)，加以暴雨徑流量大，而相應(yīng)較高設(shè)計重現(xiàn)期的暴雨強度的降雨歷時一般不會很長，故管道設(shè)計充滿度按滿流考慮。
2)設(shè)計流速：為避免雨水所夾帶的泥砂等無機物質(zhì)在管渠內(nèi)沉淀下來而堵塞管道，《室外排水設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：滿流時管道內(nèi)最小流速應(yīng)0.75m/s，明渠內(nèi)最小流速應(yīng) 0.4m/s。為防止管壁受到?jīng)_刷而損壞，影響及時排放，規(guī)范 規(guī)定，金屬管道最大流速為10m/s，非金屬管最大流速為5m/s。
3)最小管徑和最小設(shè)計流速：雨水管道的最小管徑為 300mm，相應(yīng)的最小坡度為3。
4)最大埋深和最小埋深：a)必須防止管壁因地面荷載受到破壞，為此管頂部需有一定厚度的覆土。(b)必須滿足街道連接管在銜接上的要求。這三個數(shù)值中的最大一個數(shù)值就是以管道的允許最小覆土厚度一般在干燥土壤中，最大埋深不超過 7- 8m，在多水、流砂、石灰?guī)r地層中，不超過5m。
2.3 排水工程方案設(shè)計
從環(huán)境保護方面來看，采用截流式合流制的城市，水體仍然遭受污染，甚至達到不能容忍的程度。采用分流制的城市，初雨徑流未加處理就直接排入水體，會對城市水體造成污染。盡管如此，分流制較靈活，適應(yīng)社會發(fā)展的需求，一般又能符合城市衛(wèi)生的要求，所以在國內(nèi)外獲得了較廣泛的應(yīng)用。
從造價方面看，合流制排水管道的造價比完全分流制一般要低20%-40%，可是合流制的泵站和污水廠卻比分流制的造價要高。
從維護管理方面來看，分流制系統(tǒng)可以保持管內(nèi)的流速，不致發(fā)生沉淀。同時，流入污水廠的水量和水質(zhì)比合流制變化小得多，污水廠的運行易于控制。
經(jīng)過各方面的比較，本項設(shè)計采用完全分流制排水系統(tǒng)，且地形坡度適中，以此采用截流式布置。
污水工程：根據(jù)實際地形，依據(jù)排水工程的一般規(guī)定，擬定兩套排水方案，由于城市中部的坡度傾于北和南，不同處就在于污水干管為局部排放和整體排放兩種走向。
管道的布置方案應(yīng)在同等條件和深度下進行技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇最佳方案。兩個方案的污水管道系統(tǒng)都采用截流式布置。
方案一：由于城市地形西南高，東北低，所以污水廠及出水口設(shè)在城市東北部，使所有污水盡量靠重力排出。主干管平行于河流布置，干管垂直于河流布置，有一處管線穿越鐵路。
方案二：污水廠及出水口位置不變，Ⅰ區(qū)的局部地區(qū)依靠Ⅱ區(qū)的干管排出，主干管平行于河流布置，有兩處管線穿越鐵路。
電算數(shù)據(jù)及結(jié)果如下：
第一套總造價：1321.41萬元無泵站
第二套總造價：1630.10萬元無泵站
經(jīng)過比較，第一套方案只穿一次鐵路，且造價低，故選擇第一套方案
雨水工程：
依據(jù)雨水管布置原則，就近排放，能通暢及時地排走城鎮(zhèn)和工廠面積內(nèi)的雨水。
3 結(jié)束語
城市市政排水工程的設(shè)計，應(yīng)以排水專項規(guī)劃為設(shè)計依據(jù)，在城市排水專項規(guī)劃設(shè)計成果指導(dǎo)下進行 結(jié)合現(xiàn)狀、近期、遠期幾者的關(guān)系，分析現(xiàn)有的資料和城市的發(fā)展，充分考慮近期、遠期的結(jié)合，合理采用符合本項目工程的設(shè)計方案和設(shè)計參數(shù)，正確劃分流域范圍匯水面積，合理設(shè)計管徑大小和管道埋深。市政排水工程的合理設(shè)計，是城市排水系統(tǒng)能夠有效運行的前提，只有在排水工程合理設(shè)計的前提下，環(huán)境才能得到有效的保護，才能獲得良好的社會效益。
參考文獻
關(guān)鍵詞：生態(tài) 水利 工程 設(shè)計 原則
水利工程對經(jīng)濟與社會發(fā)展的巨大作用勿庸置疑。但是也必須看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的干擾【1】。水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)的脅 迫主要表現(xiàn)在兩方面：一是自然河流的渠道化。包括平面布置上的河流形態(tài)直線化，即將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流。包括河道橫斷面幾何 規(guī)則化，即把自然河流的復(fù)雜形狀變成梯形、矩形及弧形等規(guī)則幾何斷面。還包括河床和邊坡材料的硬質(zhì)化，即渠道的邊坡及河床采用混凝土、砌石等硬質(zhì)材料。二 是指自然河流的非連續(xù)化。筑壩是順?biāo)鞣较虻暮恿鞣沁B續(xù)化，流動的河流生態(tài)系統(tǒng)變成了相對靜止的人工湖，流速、水深、水溫及水流邊界條件都發(fā)生了重大變 化。庫區(qū)內(nèi)原來的森林、草地或農(nóng)田統(tǒng)統(tǒng)淹沒水底。陸生動物被迫遷徙。水庫形成后也改變了原來河流營養(yǎng)鹽輸移轉(zhuǎn)化的規(guī)律。由于水庫截留河流的營養(yǎng)物質(zhì)，氣溫 較高時，促使藻類在水體表層大量繁殖，產(chǎn)生水華現(xiàn)象。藻類蔓延遮蓋住大植物的生長使之萎縮，而死亡的藻類沉入水底，在那里腐爛的同時還消耗氧氣。溶解氧含 量低的水體會使水生生物“窒息而死”。由于水庫的水深高于河流，在深水處陽光微弱，光合作用也弱，導(dǎo)致水庫的生態(tài)系統(tǒng)比河流的生物生產(chǎn)量低，相對要脆弱， 自我恢復(fù)能力弱。河流泥沙在水庫淤積，而壩下清水下泄又加劇了對河道的沖蝕，這些變化都大幅度改變了生境。由于靠水庫進行人工徑流調(diào)節(jié)，改變了自然河流年 內(nèi)豐枯的水文周期規(guī)律，即改變了原來隨水文周期變化形成脈沖式河流走廊生態(tài)系統(tǒng)的基本狀況。最后，眾所周知，不設(shè)魚道的大壩對于洄游魚類是致命的屏障。另 一類非連續(xù)化是由于河流兩岸建設(shè)的防洪堤造成的側(cè)向水流的非連續(xù)性。堤防妨礙了汛期主流與岔流之間的溝通，阻止了水流的橫向擴展。堤防把干流與灘地和洪泛 區(qū)隔離，使岸邊地帶和洪泛區(qū)的棲息地發(fā)生改變。原來可能擴散到灘地和洪泛區(qū)的水、泥沙和營養(yǎng)物質(zhì)，被限制在堤防以內(nèi)的河道內(nèi)，植被面積明顯減少。魚類無法 進入灘地產(chǎn)卵和覓食，也失去了避難所。魚類、無脊椎動物等會減少，導(dǎo)致灘區(qū)和洪泛區(qū)的生態(tài)功能退化。
概況地講，被改造過的河流生 態(tài)系統(tǒng)是由三個子系統(tǒng)組成。即：由動物、植物和微生物組成的生命系統(tǒng)，這是生態(tài)系統(tǒng)的主體。廣義的水文系統(tǒng)，包括地表和地下水體、土地、氣候系統(tǒng)等。再有 就是工程設(shè)施系統(tǒng)，這是人類改造河流的結(jié)果。后面兩個子系統(tǒng)組成生境，是生命支持系統(tǒng)。由于水利工程系統(tǒng)改變了河流形態(tài)，水庫調(diào)度運行又改變了原有的水文 規(guī)律，造成河流生態(tài)系統(tǒng)的生境變化，其結(jié)果可能造成河流生態(tài)系統(tǒng)生物群落多樣性的下降，使生態(tài)系統(tǒng)退化。
對于水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，應(yīng)該采取正視而不是回避的態(tài)度。傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)作為一門重要的工程學(xué)科，以建設(shè)水工建筑物為手段，目的是改造和控制河流，以滿足人們 防洪和水資源利用等多種需求。現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展使我們認(rèn)識到，傳統(tǒng)意義上的水利工程學(xué)在力圖滿足人的需求時，卻在不同程度上忽視了河流生態(tài)系統(tǒng)本身的需求。而 河流生態(tài)系統(tǒng)的功能退化，也會給人們的長遠利益帶來損害。未來的水利工程在權(quán)衡社會經(jīng)濟需求與生態(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。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)科的進一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)的理論及方法，促進水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合，用以改進和完善水 利工程的規(guī)劃及設(shè)計理論，形成水利工程學(xué)的新的學(xué)科分支－生態(tài)水利工程學(xué)（Eco-Hydraulic Engineering）。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)【2】 【3】。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(fù)的目標(biāo)。對于已建工程，則是對于被嚴(yán) 重干擾河流重點進行生態(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)）以及環(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。圖1表示了生態(tài)水利工程在河流生態(tài)建設(shè)中的地位。圖中右側(cè)表示人類活動對自然河流生態(tài)系統(tǒng)的干擾過程，左側(cè)表示人類活動對擾的河流 生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)過程。
這里討論的生態(tài)水利工程學(xué)的基本原則也是生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計的基本原則，筆者試歸納為以下五項內(nèi)容。
1．工程安全性和經(jīng)濟性原則
生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，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、航運以及旅游等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)性的需求。 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 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)計中需要進 行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(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。
2.提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
有關(guān)生物群落研究的大量資料表明，生物群落多樣性與非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性（spacial heterogeneity）存在正相關(guān) 關(guān)系。這里所說的“生物群落”是指在特定的空間和特定的生境下，由一定生物種類組成，與環(huán)境之間相互影響、相互作用，具有一定結(jié)構(gòu)和特定功能的生物集合 體。一般所說的“生物群落多樣性”指生物群落的結(jié)構(gòu)與功能的多樣性。實際上，生物群落多樣性問題是在物種水平上的生物多樣性。
非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性與生物群落多樣性的關(guān)系反映了非生命系統(tǒng)與生命系統(tǒng)之間的依存和耦合關(guān)系。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)的某種 程度的退化。
河流生態(tài)系統(tǒng)生境的主要特點是：水－陸兩相和水－氣兩相的聯(lián)系緊密性；上中下游的生境異質(zhì)性；河流縱向的蜿蜒性；河 流橫斷面形狀的多樣性；河床材料的透水性等。水－陸兩相和水－氣兩相的緊密關(guān)系，形成了較為開放的生境條件；上中下游的生境異質(zhì)性，造就了豐富的流域生境 多樣化條件；河流縱向的蜿蜒性形成了急流與緩流相間；河流的橫斷面形狀多樣性，表現(xiàn)為深潭與淺灘交錯；河床材料的透水性為生物提供了棲息所。由于河流形 態(tài)異質(zhì)性形成了在流速、流量、水深、水溫、水質(zhì)、水文脈沖變化、河床材料構(gòu)成等多種生態(tài)因子的異質(zhì)性，造就了豐富的生境多樣性，形成了豐富的河流生物群落 多樣性。所以說，提高河流形態(tài)異質(zhì)性是提高生物群落多樣性的重要前提之一【4】。
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)的不同程度的退化。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魚類、鳥類和其它生物物種，生態(tài)水利工程的重點應(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)該對于河流地貌歷史和現(xiàn)狀進行勘查和評估。 包括河流與相關(guān)濕地、湖泊的形狀與構(gòu)成、水下地形勘測、水位變化幅度、河流平面彎曲度、河流橫斷面形狀及河床材料、急流與深潭比例、河床的穩(wěn)定性及淤積及 侵蝕狀況等，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫。河流生物調(diào)查，包括植物、魚類、鳥類、兩棲動物和無脊椎動物等的物種分布地圖以及規(guī)模和存量，建立生物資源數(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)境因子進行分 類和評估。需要強調(diào)的是，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)上進行河流地貌學(xué)設(shè)計和生物棲息地設(shè)計。
3．生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則
有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能的討論始于上世紀(jì)60年代，以后有不同學(xué)科的眾多學(xué)者涉足這個領(lǐng)域。以各種不同形式構(gòu)成的自組織功能，是自然生態(tài)系統(tǒng)的重要特征。
生態(tài)學(xué)用自組織功能來解釋物種分布的豐富性現(xiàn)象，也用來說明食物網(wǎng)隨時間的發(fā)展過程。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，尋找到相應(yīng)的能源和合適的環(huán)境條件。在這種情況下，生境就可以支持一個能具有足 夠數(shù)量并能進行繁殖的種群。自組織功能原理與達爾文的進化論有相似之處，只是研究的尺度不同而已。達爾文的進化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進行 的，而自組織功能是在生態(tài)系統(tǒng)中種群之間發(fā)生的。
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能對于生態(tài)工程學(xué)的意義是什么呢？& nbspH.T.Odum認(rèn)為：“生態(tài)工程的本質(zhì)是對自組織功能實施管理。”（1989）【5】。Mitsch認(rèn)為：“所謂自組織也就是自設(shè)計” （2004)【6】。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)計和實現(xiàn)設(shè)計。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗表明，人 工與自然力的貢獻各占一半【7】。
我國古代傳統(tǒng)哲學(xué)注重人與自然的和諧相處，老子主張：“人法地，地法天，天法道，道法自然”。 反映了一種崇尚自然，遵循自然規(guī)律的哲學(xué)觀。在建筑理念方面，提倡“工不曰人而曰天，務(wù)全其自然之勢”（《管氏地理指蒙》），“雖由人作，宛自天開” （《園冶》），都提倡一種效法自然，依靠自然的思想。國際生態(tài)學(xué)界一些學(xué)者認(rèn)為，系統(tǒng)生態(tài)學(xué)的哲學(xué)理念應(yīng)該追溯到公元前11世紀(jì)中國的周代。其中“陰陽五 行”、萬物競爭共存和相生相克等哲學(xué)思想，體現(xiàn)了促進與抑制，成長與腐朽，合成與異化之間的平衡與轉(zhuǎn)化，這些正是現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的哲學(xué)基礎(chǔ)。
傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計的特征是對于自然河流實施控制。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，樹立新的工程理念。因為依靠人力和技術(shù)控 制自然界是不可能的，這種一廂情愿的企圖最終往往歸于失敗。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，實現(xiàn)人與自然的和諧。需要強調(diào)的是，地球 上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點都是各不相同的。因此，每一項生態(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。引進外來物種時要持慎重態(tài)度，防止生物入侵。
要區(qū)分兩類擾的河流生態(tài)系統(tǒng)。一類是未超過本身生態(tài)承載力的生態(tài)系統(tǒng)，是可逆的。當(dāng)去除外界干擾即卸荷以后，有可能靠自然演替實現(xiàn)自我恢復(fù)的目標(biāo)。另 一類是被嚴(yán)重干擾的生態(tài)系統(tǒng)，它是不可逆的。在去除干擾即卸荷后，還需要輔助以人工措施創(chuàng)造生境條件，再靠發(fā)揮自然修復(fù)功能，有可能使生態(tài)系統(tǒng)實現(xiàn)某種程 度的修復(fù)。這就意味著，運用生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則，并不排除工程師和科學(xué)家采用工程措施、生物措施和管理措施的主觀能動性。轉(zhuǎn)貼于 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)上進行，而不是在小尺度、短時期和零星局部的范圍內(nèi)進行。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。
所謂“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。
這里說的“景觀”（landscape）是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。關(guān)于生態(tài)學(xué)的尺度問題，O’Neill，認(rèn)為：“生態(tài)學(xué)不可能建立在單一的時空尺度 上，它應(yīng)該適應(yīng)所有尺度的調(diào)查研究。”（1986）【8】。按照這種觀點，尺度和層次成為生態(tài)學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵。目前生態(tài)學(xué)理論把生物圈劃分為11個層次， 依次是生物圈、生物群系、景觀、生態(tài)系統(tǒng)、群落、種群、個體、組織、細(xì)胞、基因和分子。景觀的尺度如何掌握？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)。一條河流的廣義水文 系統(tǒng)包括從發(fā)源地直到河口的上中下游地帶的地下水與地表水系統(tǒng)，流域中由河流串聯(lián)起來的湖泊、濕地、水塘、沼澤和洪泛區(qū)。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)系進行綜合、整體研究。如果僅僅考慮河道本身的生態(tài)修復(fù)問題，顯然是把復(fù)雜系統(tǒng)簡單割裂開了。
其次，必須重視水域生 境的易變性、流動性和隨機性的特點，表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機變化，也表現(xiàn)為河流淤積與侵蝕的交替變化造成河勢的擺動。這些變化決定了 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展或收縮的動態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的變化范圍從生境受到限制時期的高 度臨界狀態(tài)到生境擴張時期的冗余狀態(tài)。
再者，要考慮生境邊界的動態(tài)擴展問題。由于動物遷徙和植物的隨機擴散，生境邊界也隨之發(fā)生 動態(tài)變動。Gosselink(1990)在研究水域生態(tài)系統(tǒng)物種管理的尺度問題時認(rèn)為，對于給定需要修復(fù)的物種，考慮的范圍應(yīng)是這個物種的分布區(qū) 【9】。舉例來說，為便于理解，可以借用“流域”這個概念，比如一個地區(qū)野鴨的種群也有一個“鴨域”。所謂“鴨域”的范圍應(yīng)該包括物種個體在惡劣的條件下 遷徙到的任何地方以及支持此物種的生態(tài)系統(tǒng)。這個范圍的邊界，應(yīng)劃定在某特定物種經(jīng)常利用的一個很大的空間內(nèi)。如果進一步擴展，還應(yīng)該包括所謂“臨時生 境”，指在自然界對于物種產(chǎn)生脅迫的時期，成為該物種的避難所的地區(qū)。如果這個地區(qū)有若干種標(biāo)志性動物，那么物種管理的范圍邊界將是這些物種“域”的包絡(luò) 圖。另外，還要考慮流域之間的協(xié)調(diào)問題。考慮到河流生態(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。需要對歷史資料進行收集、整理，以掌握長時間尺度的河流變化過程與生態(tài)現(xiàn)狀的關(guān)系。河流生態(tài)修復(fù)是靠時間作工作 的。有研究指出，濕地重建或修復(fù)需要大約15到20年的時間。因此對于河流生態(tài)修復(fù)項目要有長期準(zhǔn)備，同時進行長期的監(jiān)測和管理。
需要說明的是，對于規(guī)劃、評估、監(jiān)測這些不同的任務(wù)，工作對象的空間尺度可能是不同的。監(jiān)測工作應(yīng)該在盡可能大的尺度內(nèi)進行。比如修復(fù)一塊濕地以吸引鳥 類，經(jīng)過一年或者更長的時間均告失敗。這就需要考慮是否有質(zhì)量更好的生境吸引了候鳥而改變了它們的遷徙路線，監(jiān)測工作可能在大陸的范圍內(nèi)開展。而評估工作 可能在跨流域的尺度上進行。規(guī)劃工作的尺度可能是流域或河流廊道。所謂“河流廊道”（River corridor）泛指河流及其兩岸與 生物棲息地相關(guān)的土地，也有定義其范圍為河流與對應(yīng)某一洪水頻率的洪泛區(qū)。至于河流修復(fù)工程項目的實施，一般在關(guān)鍵的重點河段內(nèi)進行。
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)的進化需要數(shù)百萬年時間。進化的趨勢是結(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。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)實的。
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)【10】【11】。在河流工程項目執(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。最頂層的理想狀態(tài)應(yīng)是沒有外界脅迫的自然生態(tài)演進狀態(tài)。在河流生態(tài)修復(fù)工程中，恢復(fù)到未受人類干擾的河流原始狀態(tài)往往是 不可能的，可以理解這種原始狀態(tài)是自然生態(tài)演進的極限狀態(tài)上限。如果沒有生態(tài)修復(fù)工程，在人類活動的脅迫下生態(tài)系統(tǒng)的進一步惡化，這種狀態(tài)則是極限狀態(tài)的 下限。在這兩種極限狀態(tài)之間，生態(tài)修復(fù)存在著多種可能性。針對具體一項生態(tài)修復(fù)工程實施以后，一種理想的可能是：監(jiān)測到的各生態(tài)變量是現(xiàn)有科學(xué)水平可能達 到的最優(yōu)值，表示生態(tài)演進的趨勢是理想的。另一種差的情況是，監(jiān)測到的各生態(tài)變量是人們可接受的最低值。在這兩種極端狀態(tài)之間，形成了一個包絡(luò)圖。一項生 態(tài)修復(fù)工程實施后的實際狀態(tài)都落在這個包絡(luò)圖中間。
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。這就需要在項目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，進行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，進行階段性的評估。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)的歷史及項目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進行生態(tài)修復(fù)的河流比 較。評估的結(jié)果不外乎有幾種可能：1）生態(tài)系統(tǒng)大體按照預(yù)定目標(biāo)演進，不需要設(shè)計變更；2）需要局部調(diào)整設(shè)計，適應(yīng)新的狀況；3）原來制定的目標(biāo)需要重大調(diào)整，相應(yīng)進行設(shè)計。
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。
Design Principles of Eco-hydraulics Engineering
Abstract :The concept of eco-hydraulic engineering is proposed.
It integrates the technology of hydraulic engineering with ecology.
Based on the analysis of stress of hydraulic engineering on river
ecosystem the requirements for ensuring healthy ecosystem and
sustainable development for river are suggested.These requirements
include the principles in five scopes: engineering safety and
economy， spatial heterogeneity of river morphology， self-design
and self-restoration of ecosystem， landscape scale and integrated
river ecosystems restoration and design methodology process based
on feedback and adjustment.
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關(guān)鍵詞：水利工程生態(tài)水利工程 設(shè)計原則
中圖分類號： TV 文獻標(biāo)識碼： A
1、關(guān)于生態(tài)水利工程的概念
水利工程能夠提供給經(jīng)濟和社會發(fā)展進步的強大動力，但在其產(chǎn)生良好的經(jīng)濟和社會效益的同時，也會對河流等的自然生態(tài)系統(tǒng)造成一定方面、程度的破壞和干擾。水利工程會改變自然湖泊以及河流的渠道的現(xiàn)狀，將天然的渠道走勢改成規(guī)則的直線或者折線，使河道出現(xiàn)規(guī)則的幾何橫斷（“幾何橫斷”是否不太通順？）。生態(tài)水利工程是現(xiàn)代化水利建設(shè)的新成果和理念，綜合了工程力學(xué)以及水文學(xué)的學(xué)科，是一項對于傳統(tǒng)水利工程的重大改革。生態(tài)水利工程是吸收了關(guān)于生態(tài)學(xué)理論基礎(chǔ)的，利用工程力學(xué)以及水文學(xué)的融合理念，從而不斷改進的水利工程建設(shè)。生態(tài)水利工程就是要用現(xiàn)代化以及科學(xué)化的理念和原理指導(dǎo)水利工程的建設(shè)，促進生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟建設(shè)的良性互動，在對傳統(tǒng)水利工程進行改造時考慮了對自然生態(tài)環(huán)境修復(fù)的目的。對已經(jīng)修建的對自然生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞的工程就行整治，新修建的水利工程則必須是具備科學(xué)、經(jīng)濟、環(huán)保的現(xiàn)代化發(fā)展理念的基礎(chǔ)建設(shè)。
2、生態(tài)水利工程對于河流的影響分析
在人們生產(chǎn)生活中水利工程發(fā)揮了巨大的作用，早期的水利工程能夠起到灌溉、防洪和發(fā)電等作用，極大的促進了社會生產(chǎn)的向前發(fā)展。但隨著人們環(huán)保意識的增強，水利工程對于河流生態(tài)系統(tǒng)的所產(chǎn)生的影響被越來越多的人所關(guān)注。水利工程這種人類行為改變了河流本身的多樣性、連續(xù)性以及持續(xù)性等特點，河流中的水深、水溫以及河流的流速等一些自然的規(guī)律隨之也發(fā)生了很大的變化。這些改變對河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的影響，人們必須關(guān)注這種不利的影響。未來水利工程的興建必須將生態(tài)效益和經(jīng)濟效益進行均衡考慮，要使得水利工程可以滿足人類需求的同時還要滿足河流自身生態(tài)系統(tǒng)的健康以及可持續(xù)的發(fā)展。
3、生態(tài)水利工程所面臨的問題分析
生態(tài)水利工程的設(shè)計和建設(shè)不僅僅要對生態(tài)目標(biāo)進行衡量和確定，同時還要和水利工程建設(shè)的目標(biāo)進行匹配。生態(tài)水利工程建設(shè)要面對和傳統(tǒng)水利工程設(shè)計的理念上的沖突和協(xié)調(diào)，也要適應(yīng)不斷晚上（沒看懂）的生態(tài)水利工程建設(shè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等多種問題，但隨著社會經(jīng)濟的不斷向前發(fā)展和人們環(huán)保意識、生態(tài)意識的逐步提升，這些問題都可以很好的得到解決，從而可以最大限度的發(fā)揮出生態(tài)水利工程的環(huán)境效益、生態(tài)效益以及經(jīng)濟效益。
4、生態(tài)水利工程建設(shè)的基本原則分析
4.1、保證工程的安全性和經(jīng)濟性
生態(tài)水利工程的設(shè)計規(guī)劃，不僅要滿足傳統(tǒng)水利工程在社會生產(chǎn)方面所發(fā)揮的重要作用，包括防洪灌溉、供水發(fā)電等，同時，更要注重河流生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。因此在生態(tài)水利工程的設(shè)計的過程之中，必須要堅持安全性和經(jīng)濟性的原則，要保證工程符合工程學(xué)原理，才能確保工程設(shè)計的穩(wěn)定性和耐久性，才可以充分的實現(xiàn)其基本功能的發(fā)揮；也要確保工程在生學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)性，確保工程的律設(shè)與河流的自然特征相符合，根據(jù)地貌學(xué)原理對河流的橫向和縱向分布特點進行充分的考慮，對干河流特征、淤泥等問題（河流特征不算問題）進行科學(xué)的規(guī)劃，使水利工程的設(shè)計符合河流自然生態(tài)環(huán)境的變化規(guī)律，才能實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。
4.2、生態(tài)系統(tǒng)自組織惡化自我恢復(fù)的能力
生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能的體現(xiàn)以生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性為主要特征，通過自組織功能實現(xiàn)河流物種的自然選擇規(guī)律，保持生物與生態(tài)系統(tǒng)的友好精神，才能找到與自然資源相適合的生態(tài)水利工程的設(shè)計環(huán)境,這與傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)有著本質(zhì)區(qū)別的生態(tài)水利工程在具備人們所期望的水利功能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，依靠自組織的功能實現(xiàn)自我修復(fù)，依靠生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能形成科學(xué)的河流生態(tài)環(huán)境，自我選擇是適合的生物物種，進而形成一個完整的河流生態(tài)系統(tǒng)。
4.3、提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
通常情況下，一個地區(qū)的生存空間異質(zhì)性越高，則說明其內(nèi)部含有多個不同的小環(huán)境，可以允許多種不同種類的生物共存。反之，生存空間異質(zhì)性越低，則其可以容納的生物種類越少，這必然會使該空間內(nèi)的生物群落環(huán)境變得日益單調(diào), 這時在生物群落的性質(zhì)和密度方面都會產(chǎn)生不同程度的退化。在傳統(tǒng)水利工程的建設(shè)的過程之中，對于河流的自然性和連續(xù)性進行了人工的切斷，使得河流環(huán)境在一定程度上就會變得單一化，進而形成河流生態(tài)系統(tǒng)的退化。所以，在生態(tài)水利工程的設(shè)計的過程之中，務(wù)必要有效的促進河流生態(tài)的空間異質(zhì)性的提高，這樣才能促進生態(tài)環(huán)境中物種的數(shù)量不斷增加，從而促進生物群的多樣性的恢復(fù)。確定河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)目標(biāo)以后，需要對河流生態(tài)系統(tǒng)中的生物種類和密度進行詳細(xì)的勘察，建立詳細(xì)的資料庫，這時對于河流的自然環(huán)境也要有詳細(xì)的勘察，包括河流的水溫、流速、泥沙、營養(yǎng)鹽的遷移轉(zhuǎn)化等等，只有對自然生態(tài)環(huán)境有詳細(xì)的掌握，才能為生物群落的生長創(chuàng)造最佳的條件，在此基礎(chǔ)之上來充分的實現(xiàn)河流生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能。
4.4、景觀尺度及整體性原則
河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)應(yīng)當(dāng)是建立在對景觀的長期保持的基礎(chǔ)上來實現(xiàn)的，而且必須是大尺度和整體性的，并不是針對某一范圍內(nèi)的系統(tǒng)進行恢復(fù)，小范圍的生態(tài)修復(fù)成功率較低，而且在生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)效率方面也較低，所以，生態(tài)水利工程的設(shè)計討程中，必須要注重大尺度、整體性的修復(fù)。
景觀大尺度的原則包括空間尺度和時間尺度兩種，而在河流系統(tǒng)受到威脅的時候，往往就會從這兩個角度體現(xiàn)，所以需要對尺度的要素進行一個綜合的研究，科學(xué)的掌握河流生態(tài)系統(tǒng)本身所具有的流動性、易變性等特點，對生物群落生存的基本條件進行整體性的創(chuàng)造以及恢復(fù)，才可以有效地保證生態(tài)水利工程的運行與河流的動態(tài)演進過程保持一致，從而促進河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)。
4.5、反饋調(diào)整式設(shè)計原則
生態(tài)系統(tǒng)的成長需要一個漫長的討程，對于河流生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)來說，同樣需要較長的一段實踐，才能在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、生物多樣性等方面獲得一個更高的提升，也能夠使河流生態(tài)系統(tǒng)自身抵御外部干擾的能力增強，有利于促進河流生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的提高。如果從當(dāng)前社會發(fā)展的時間交替的角度來說，需要實現(xiàn)一種生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)或者是用一種生態(tài)系統(tǒng)代替另一種生態(tài)系統(tǒng)，往往需要若干年的時間，想在短時間之內(nèi)來實現(xiàn)是不可能的。
總之，水利工程在社會生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用，但這時也會對生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響，尤其是對與河流生態(tài)來說，對與河流的連續(xù)性和流動性產(chǎn)生了不同程度的影響，使得水流、水溫等自然規(guī)律都發(fā)生了一定的變化，這些變化的存在破壞了河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。所以說，在現(xiàn)代水利工程建設(shè)的工作之中，務(wù)必要對社會發(fā)展需求與生態(tài)健康之間的關(guān)系進行一個科學(xué)的衡量，在建設(shè)生態(tài)水利工程的要求之下，堅持必要的設(shè)計原則，才可以促進生態(tài)水利工程建設(shè)的科學(xué)性。
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關(guān)鍵詞：生態(tài)；水利工程；基本設(shè)計原則；分析
一、水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響
水利工程在社會生產(chǎn)過程中，對促進經(jīng)濟與社會的發(fā)展發(fā)揮了重大作用，此外，我們也應(yīng)看到水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)所造成的影響。人類興修水利工程的種種人為活動致使河流的多樣性、流動性和連續(xù)性發(fā)生改變，水域的水溫、水深、自流水邊界、水域流速等自然規(guī)律也隨之發(fā)生了重大變化。這些變化會對河流的生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響，我們必須對這些影響給予高度的重視。在未來的水利工程興修時，應(yīng)全面把握生態(tài)系統(tǒng)健康與社會經(jīng)濟需求兩者之間的關(guān)系，做到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)的健康及可持續(xù)發(fā)展。
二、生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則
（一）確保工程的安全性和經(jīng)濟性
生態(tài)水利工程作為水利工程的分支，首先要遵守水利工程的設(shè)計原則，保證工程安全性是任何水利工程設(shè)計的最基本的原則。設(shè)計過程中，設(shè)計人員應(yīng)深入實際，充分考察水體的水質(zhì)、水流等基本情況，進而充分考慮水對建筑物的侵蝕作用、對泥沙的堆積和搬運作用，同時還應(yīng)全面把握河道走勢的自然規(guī)律等。只有保證了工程的穩(wěn)定性、持久性以及設(shè)施的安全，才能確保建筑物持久地發(fā)揮其功能。在保證了工程安全性的同時，我們還應(yīng)對工程的經(jīng)濟性進行合理分析，力求實現(xiàn)資金投入最少、經(jīng)濟小于和生態(tài)效益最大化的基本原則。
（二）保證水體內(nèi)部環(huán)境的多樣性
相關(guān)調(diào)查顯示，一個地區(qū)的非生物環(huán)境的多樣性能夠影響其生活群落的多樣性。也就是說，如果一個地區(qū)的自然環(huán)境種類多樣，當(dāng)?shù)氐纳锓N類也會日漸豐富，食物鏈的組成也將更復(fù)雜，這樣生態(tài)系統(tǒng)對外界變化的適應(yīng)能力和抵抗能力越強。如果我們興建的水利工程致使該流域內(nèi)的水體內(nèi)部環(huán)境日趨單一化，那么，就會導(dǎo)致水生生物種類多樣性的減少、食物鏈結(jié)構(gòu)逐漸簡化、生態(tài)系統(tǒng)日趨單一化，造成水體對外界變化的適應(yīng)能力和抵抗能力降低，自然凈化能力逐漸下降，并逐步喪失其基本功能。所以，在水利工程設(shè)計過程中，設(shè)計人員需要對河流的近期及遠期的水文情況進行深入了解，掌握生物種類與生態(tài)環(huán)境間的關(guān)系，進而對設(shè)計草案組建數(shù)學(xué)模型，對其可行性、可操作性進行論證，從而保證水利設(shè)施的興建能夠擁有足夠的豐富多樣的環(huán)境，進而將對自然環(huán)境的影響降到最低。
（三）確保河流生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能
與傳統(tǒng)水利工程相比，生態(tài)水利工程除了要保證傳統(tǒng)水利工程的基本原則外，還需要在設(shè)計的時候，充分考慮保護生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能，也就是要維持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。而在這一方面，人工建筑物所起的作用則十分有限，只有自然因素經(jīng)過長期的自然選擇后所形成的生態(tài)圈才具備良好的自我修復(fù)功能，發(fā)揮其作用。所以，在生態(tài)水利工程設(shè)計時，應(yīng)盡量避免絕對化的人為力量，應(yīng)充分將人為力量與自然的影響進行有機結(jié)合，從而利用生態(tài)系統(tǒng)的自設(shè)計功能和自組織功能，從大自然中選擇合適的物種，形成良好的合力結(jié)構(gòu)。這樣，不僅僅可以取得生態(tài)系統(tǒng)保護及恢復(fù)方面的成效，還能降低工程的建設(shè)成本，降低工程造價，獲取更高的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。
（四）確保河流生態(tài)系統(tǒng)的整體性
在傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)過程中，水體常被人為地劃分成不同功能且相對封閉的小區(qū)域，影響了水體之間的相互聯(lián)系，極大地降低了水體內(nèi)不同小環(huán)境之間的能量交換及物質(zhì)交換速度，從而人為地破壞來河流生態(tài)形同的穩(wěn)定性和整體性。生態(tài)水利工程在設(shè)計時，應(yīng)充分掌握施工流域內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)各要素之間的相互關(guān)系及作用方式，盡最大限度地保持并恢復(fù)水體的原始狀態(tài)，確保河流的生態(tài)系統(tǒng)的整體性不受到外力的破壞，而不能僅僅是在工程結(jié)束后，單純地對河道水文系統(tǒng)進行修復(fù)或是只對河岸的植被進行修復(fù)。
（五）確保建立完善的河流生態(tài)系統(tǒng)和水利設(shè)施之間的反饋機制
生態(tài)水利工程設(shè)計以成熟的河流生態(tài)系統(tǒng)為主要參照物，并充分利用生態(tài)學(xué)可的相關(guān)理論和環(huán)境工程的先進技術(shù)，力求打造一個健康的、可持續(xù)發(fā)展的河流生態(tài)系統(tǒng)，從而保證工程設(shè)施內(nèi)部的各自然要素可以在不需要人工干預(yù)的環(huán)境自發(fā)地進行活動，維持生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定和河流水體的質(zhì)量。通常這種自發(fā)活動的方向不是單向的，這種不確定性使得生態(tài)水利工程的設(shè)計應(yīng)遵循一種“反饋調(diào)整”的設(shè)計方法，也就是說，在設(shè)計方案執(zhí)行之后，仍舊需要對水體的環(huán)境進行長期的監(jiān)督和評價，并根據(jù)反饋的信息對水利工程項目進行不斷的調(diào)整與完善。
三、生態(tài)水利工程面對的新問題
生態(tài)水利工程的設(shè)計不僅僅需要考慮生態(tài)目標(biāo)，同時還要確保水利工程建設(shè)的實用性，所以，在保證水利工程設(shè)施經(jīng)濟效益和環(huán)境成本尋求平衡點的過程中，生態(tài)水利工程的設(shè)計原則需要不斷地去適應(yīng)日趨完善的評價標(biāo)準(zhǔn)以及新的生態(tài)水利工程同傳統(tǒng)水利工程建設(shè)之間的協(xié)調(diào)問題，相信隨著科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展以及生態(tài)水利工程建設(shè)經(jīng)驗的不斷積累，我們必能妥善解決好這些問題，最大限度地發(fā)揮生態(tài)水利工程的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和生態(tài)效益。
【關(guān)鍵詞】水利工程；建筑設(shè)計；原則
水利工程建設(shè)是國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要組成部分，水利工程建筑的科學(xué)設(shè)計在經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展中起著重要的作用。水利工程在設(shè)計階段，除考慮建筑物的功能、安全和經(jīng)濟外，還應(yīng)注意美觀。以下就水利工程建筑設(shè)計進行簡要分析，以供參考。
一、水利工程建筑設(shè)計中的原則
水利工程建筑設(shè)計應(yīng)遵循的原則：（1）.持續(xù)發(fā)展的原則。綜合考慮工程建設(shè)各個階段，對不同工程建設(shè)的建筑與環(huán)境設(shè)計進行規(guī)劃，做到統(tǒng)一規(guī)劃，實施持續(xù)發(fā)展。（2）.統(tǒng)籌規(guī)劃的原則。統(tǒng)籌考慮水道、水閘、橋梁等工程布局，統(tǒng)籌考慮管理功能區(qū)的功能劃分、設(shè)置，統(tǒng)籌考慮建筑物與環(huán)境的調(diào)水、節(jié)水、保水等功能統(tǒng)籌規(guī)劃。（3）.和諧協(xié)調(diào)的原則。工程功能與景觀設(shè)計、原有工程與新建工程、新建工程與地域環(huán)境、工程建筑與管理設(shè)施、建筑風(fēng)格與地域特點等和諧協(xié)調(diào)。（4）.特色鮮明的原則。體現(xiàn)現(xiàn)代水利工程特色、傳統(tǒng)的水利工程特色、調(diào)水沿線區(qū)域特色和工程建設(shè)歷史文化特色，具有明星的辨別標(biāo)識，既和諧協(xié)調(diào)，又特色鮮明。（5）突出重點的原則.針對工程的自身特點，不求面面俱到，有所為，有所不為，突出重點，兼顧一般。（6）.節(jié)約簡樸的原則。不貪大求洋，堅持節(jié)約型規(guī)劃，將工程功能和景觀設(shè)計融為一體，充分利用自然條件和天然建材的特性，實現(xiàn)規(guī)劃起點高、設(shè)計方案新、工程投資少、土地資源省的目標(biāo)。
二.水利工程建筑設(shè)計的分析
1、總平面設(shè)計。水利建筑總平面設(shè)計一般包括水利工程主體建筑物和其他配套設(shè)施的總平面布局，主體建筑物一般包括閘、壩、泵站等，配套設(shè)施包括管理用房、生活用房、綠化、活動場地等。以泵站為例進行總平面設(shè)計，泵站樞紐一般包括的建筑物有：泵房、配電房、辦公樓以及職工宿舍、食堂、車庫、鍋爐房、大門傳達室等附屬建筑。水利建筑的總平面設(shè)計不僅要滿足基本的使用要求，做到功能分區(qū)布局合理。內(nèi)部交通流線簡潔、順暢、有序，建筑物之間聯(lián)系方便，減少不同使用功能之間的交叉干擾，而且應(yīng)注重環(huán)境設(shè)計，考慮設(shè)計綠化、休息空問.職工體育運動場地等，豐富整體空間造型。同時各個建筑物也有集中和分散各種布置方式，各有其優(yōu)點，具體采用哪一種布置方式，則應(yīng)因地制宜.根據(jù)具體環(huán)境而定，或突出建筑，或強調(diào)環(huán)境。
2、建筑造型設(shè)計.建筑造型的設(shè)計往往反映一幢建筑的性格特征：或粗獷豪放，不拘一格，或溫文爾雅，小家碧玉；或強調(diào)現(xiàn)代高科技韻味，或注重歷史文脈，運用符號、象征等手法表現(xiàn)一種文化底蘊。總之一幢或一組建筑所表現(xiàn)出來的性格，應(yīng)與它所處的具體環(huán)境相協(xié)調(diào)，而不是靠在設(shè)計時憑空想象，或單純?yōu)樽冯S某種所謂“時尚”而臆造出來的東西。同時，即便是在一個整體環(huán)境下的一組建筑之間，由于體量的不同，各個建筑物也存在著性格上的個體差異，而這種差異是存在于統(tǒng)一性之中的。如：泵房一般平面為簡單的矩型.高度較高，體量較大，這是它的體量本身所表現(xiàn)出來的性格就是大度豪邁。對于這類建筑，由于其本身不可能像公共建筑一樣有什么大的形體上的組合、對比關(guān)系，設(shè)計中要注意“粗中有細(xì)”，盡量利用其本身大的體量，通過開窗方式、墻面與柱子關(guān)系的進退等手法豐富其細(xì)部，以使其看起來不那么單調(diào)。如泵房配電房毗鄰設(shè)計，還可利用與其靠在一起的配電房，使泵房體量作為形體組合的一部分，泵房、配電房一并考慮，以取得形體對比較豐富的組合效果。對于像啟閉機房加兩側(cè)橋頭堡類的建筑，由于機房本身一般長度較長，有時可達到幾百米，設(shè)計中應(yīng)充分運用“韻律”的造型手段，使每跨作為一個造型因素，形成一系列有節(jié)奏、韻律的線性體量。橋頭堡作為端部的收尾，則形成類似交響曲尾部的，較高的體量同時成為整個工程的標(biāo)志性建筑，達到令人過目不忘的效果。至于建筑具體的風(fēng)格是采用現(xiàn)代風(fēng)格還是仿古甚至所謂歐陸式，一方面多多少少要受到一些流行因素和建設(shè)單位喜好的影響，更主要的則是建筑設(shè)計師要根據(jù)當(dāng)?shù)氐牡乩怼⑷宋沫h(huán)境設(shè)計出因時、因地，與環(huán)境相宜的建筑。
3、建筑平面設(shè)計.一般水工建筑物的設(shè)計程序首先是由水工專業(yè)、水機專業(yè)、電氣專業(yè)等提出專業(yè)設(shè)備布置要求，然后由水工專業(yè)和建筑專業(yè)共同確定水工建筑物的平面布置形式，建筑專業(yè)主要把握建筑在總圖布置中與交通的關(guān)系，建筑物本身在建筑防火、使用尺度、安全性、內(nèi)部交通關(guān)系等方面是否滿足規(guī)范以及使用需要。同時建筑設(shè)計人員應(yīng)積極發(fā)揮主動性，考慮建筑空間的有效使用和綜合利用。水工建筑有其固有的特點，其結(jié)構(gòu)的布局是按水工設(shè)計規(guī)范，滿足水力條件和機泵設(shè)備安裝的要求，在與建筑專業(yè)的配合上，需要多方面、多回合的商討，才能相互協(xié)調(diào)。水工設(shè)計不僅為水利建筑藝術(shù)化創(chuàng)作設(shè)計提供了技術(shù)保障，更是為營造新型的景觀水利、城市化水利工程打下了堅實的基礎(chǔ)。水工與建筑設(shè)計巧妙結(jié)合，可達到減少投資，優(yōu)化設(shè)計，美化環(huán)境多重目的。做好水利工程建筑藝術(shù)創(chuàng)作設(shè)計，樹立創(chuàng)新意識，對設(shè)計思想的發(fā)展非常重要。只有大膽探索，勇于嘗試，才能創(chuàng)造出一流品質(zhì)的現(xiàn)代化水利工程。
4、大壩設(shè)計。大壩景觀，包括攔水壩（含溢洪道）、溢流壩頂附近的建筑物、溢洪槽、溢洪道的消能段、進水口、出水口、欄桿、照明設(shè)備、階梯、開挖邊坡、控制室、觀望臺等，是眾多景觀元素的集合體。各景觀元素既獨立，又互相作用、互相影響，形成復(fù)雜的景觀體系。設(shè)計的原則首先是適用、安全、經(jīng)濟；其次是藝術(shù)、美觀、協(xié)調(diào)。（1）.整體和諧。大壩是整個壩體景觀的一部分，它的形體、材料、顏色、質(zhì)感等的選擇既影響周圍其他景觀元素，也受其他景觀元素的制約。景觀設(shè)計不是把各單體設(shè)計成景觀精品，然后匯聚在一起，而要從整體出發(fā)，有主有次。互相協(xié)調(diào)。如石頭河水庫壩體外形簡單，在兩岸層疊起伏、蔥翠妖嬈的山體襯托下，顯得格外清秀。（2）.重點突出。對攔水大壩和溢洪道合二為一的壩體，其頂部必有閘門啟閉機，它們相對壩體體量小，位置突出，不是大壩景觀的主體，但卻影響整體景觀效果。這部分的處理通常有兩種辦法：一是弱化附屬設(shè)備。強調(diào)大壩的整體性。附屬設(shè)備相對于壩體不能太顯眼，能隱藏的隱藏，不能隱藏的盡量簡單化，減少附屬設(shè)備的視覺吸引，重點突出大壩。二是兩者都考慮，以大壩為主，附屬設(shè)備為輔，通過對附屬設(shè)備的外形設(shè)計或顏色區(qū)分，使附屬設(shè)備錦上添花或畫龍點睛。壩頂防浪墻及各種欄桿具有很好的裝飾和陪襯作用，圖案以簡潔、大方為宜，色彩不宜過濃、過艷，要與建筑物的色彩相協(xié)調(diào)。景觀設(shè)計時，需要同時考慮視點和對象。視點設(shè)計師確定視點的位置和視點場的修建，對象設(shè)計師確定對象的大小、形狀、材料、色彩等。
結(jié)束語
水利工程建筑設(shè)計過程中應(yīng)重視工程的景觀設(shè)計，重視工程人文、藝術(shù)及自然環(huán)境景觀之間的調(diào)和關(guān)系。創(chuàng)造條件進行全面規(guī)劃、合理布局、統(tǒng)籌兼顧、綜合治理，實現(xiàn)“以人為本，水利工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展”的新發(fā)展戰(zhàn)略，高質(zhì)量地進行水利工程建筑設(shè)計，從而適應(yīng)當(dāng)今社會對水利發(fā)展的要求。
參考文獻：
[1]馬景玉，水利工程建筑設(shè)計及管理[J] 建材發(fā)展導(dǎo)向 2011 01
關(guān)鍵詞：生態(tài)水利工程；規(guī)劃設(shè)計；基本原則
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引言
工程科技不可否認(rèn)，水利工程對于我國社會與經(jīng)濟的發(fā)展起到了很大的推動作用，但是我們也應(yīng)當(dāng)重視水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)造成的干擾，生態(tài)水利工程的出現(xiàn)就很好地對兩者進行了平衡。生態(tài)水利工程一方面要使水利工程能夠滿足人類社會的需求，另一方面還要保證河流生態(tài)系統(tǒng)的健康以及可持續(xù)應(yīng)用，在這兩方面的考慮下進行相關(guān)的原理與技術(shù)方法研究，是生態(tài)水利工程的主要任務(wù)以及研究方向。
一、生態(tài)水利工程簡介
生態(tài)水利工程是建立在工程力學(xué)、水文學(xué)以及生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)之上的，以往的水利工程建設(shè)中往往忽視對生態(tài)系統(tǒng)的干擾以及影響，不注重開發(fā)與保護協(xié)調(diào)進行，現(xiàn)在，水利工程不斷發(fā)展，逐步吸收生態(tài)學(xué)原理，促進學(xué)科之間的交流與融合，便催生了生態(tài)水利工程學(xué)。給生態(tài)水利工程學(xué)下個定義，它是究水利工程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)水利工程要重點對受到人類活動干擾嚴(yán)重的河流進行生態(tài)修復(fù)，如果是新建的工程，就要在保證工程建設(shè)的同時兼顧河流的生態(tài)修復(fù)，如果是已建工程，就要將重心放到對受干擾河流的生態(tài)恢復(fù)上面來。
二、生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計基本原則
1、工程安全性和經(jīng)濟性原則
生態(tài)水利工程是一項綜合性的工程，其建設(shè)既要遵循水利工程學(xué)原理，也要遵循生態(tài)學(xué)原理，一方面要滿足人類社會的要求，包括灌溉、發(fā)電等，還要滿足河流生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性要求。生態(tài)水利工程具有工程的整體特征，保證工程的安全性是十分必要的，因此，生態(tài)水利工程建設(shè)必須要符合一定的水文學(xué)和工程力學(xué)的規(guī)律，工程建設(shè)施工的各個環(huán)節(jié)，包括原材料的采購，施工圖紙的設(shè)計，施工質(zhì)量檢查等各個環(huán)節(jié)否要進行嚴(yán)格的把關(guān)，以確保工程施工的正常進行進行，保證施工的安全性以及水利工程的施工質(zhì)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，其規(guī)劃設(shè)計必須要符合一定標(biāo)準(zhǔn)，還要能夠承受洪水、風(fēng)暴等多種自然力的荷載，水利工程規(guī)劃與設(shè)計時還要按照河流地貌學(xué)原理進行，將各種河流地貌特征納入考慮范圍，然后進行河流縱、橫斷面的設(shè)計。與此同時，水利工程建設(shè)與其他工程一樣，都要將經(jīng)濟性放在重要的位置，水利工程的規(guī)劃與設(shè)計要遵循險最小和效益最大化的原則，對生態(tài)水利工程的經(jīng)濟合理性分析之后再進行后續(xù)施工。因為河流等自然生態(tài)系統(tǒng)的更新演替在一定程度具有不確定性，因此生態(tài)水利工程建設(shè)時常面臨著一定程度的風(fēng)險，這就要求水利工程在規(guī)劃設(shè)計初期就要慎之又慎，要對多種規(guī)劃設(shè)計方案進行比較并最終選擇最好的設(shè)計方案，同時注重對生態(tài)系統(tǒng)的長期定點監(jiān)測和評估。此外，包括河流生態(tài)系統(tǒng)在內(nèi)的多種自然生態(tài)系統(tǒng)都具有一定的自我調(diào)節(jié)與恢復(fù)能力，生態(tài)水利工程設(shè)計要考慮到這一點，探索利用最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線，提高水利工程的經(jīng)濟性和設(shè)計方案的可行性。
2、提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
一般來講，一個地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高，物種豐富度就越高，生物群落的多樣性相對較好，加上生物與環(huán)境之間的相互作用，生態(tài)系統(tǒng)會處于一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。但是科學(xué)技術(shù)的發(fā)展使人類對自然環(huán)境的影響逐漸擴大，特別是數(shù)量眾多的水利工程建設(shè)更是給河流生態(tài)系統(tǒng)造成了很大的干擾，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的退化，因此需要進行生態(tài)水利工程建設(shè)來恢復(fù)甚至提高河流生態(tài)系統(tǒng)中的物種多樣性。生態(tài)水利工程建設(shè)前期河流進行大量生物調(diào)查以及現(xiàn)狀勘測，工程建設(shè)符合河流的地貌學(xué)原理，并通過提高河流形態(tài)的異質(zhì)性來修復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)。在對河流地貌進行調(diào)查以及數(shù)據(jù)處理和管理的過程中，遙感技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)是很好的工具，借助于遙感技術(shù)以及地理信息系統(tǒng)，工作人員可以獲得大量的河流地貌信息，并確定環(huán)境因子與生物因子之間的關(guān)系并建立數(shù)學(xué)模型，為生態(tài)水利工程的規(guī)劃與建設(shè)提供依據(jù)。
3、生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則
生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性是生態(tài)系統(tǒng)自組織功能的表現(xiàn)，通過物種選擇，適應(yīng)環(huán)境的物種能夠存活下來，不適應(yīng)的物種就會被淘汰。生態(tài)水利工程的設(shè)計與規(guī)劃也遵循這一原理，可以這樣講，生態(tài)工程設(shè)計其實是一種輔助式的設(shè)計，自然生態(tài)系統(tǒng)會通過自組織功能等來選擇與之相適應(yīng)的物種，并形成相對合理的結(jié)構(gòu)，在這種情況下，一個成功的生態(tài)工程中，人力與自然力的貢獻各占一半。生態(tài)水利工程要求人們合理利用生態(tài)系統(tǒng)的自組織與自我設(shè)計的能力，每個水利建設(shè)都要因地制宜，尊重河流生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)需求，以實現(xiàn)兩者的和諧。生態(tài)系統(tǒng)的自設(shè)計能力取決于各種生態(tài)因子以及多種其他因素，因此生態(tài)水利工程建設(shè)也要注意充分利用鄉(xiāng)土種，提高對生物入侵的防范意識。
4、景觀尺度及整體性原則
河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理要在大景觀尺度上上進行，收到的效果比較好，成功率也比較高。水域生態(tài)系統(tǒng)是一個大范圍的系統(tǒng)，涉及到多種因子以及功能作用，人類活動是生境的重要組成部分，對水域生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了很大的影響，因此應(yīng)當(dāng)綜合分析各種影響因素。水域的生態(tài)環(huán)境局域流動性、隨機性等特點，伴隨著降雨以及水溫變化等，水域生態(tài)系統(tǒng)在時間與空間中會呈現(xiàn)擴展或收縮的狀態(tài)，這個開放的生態(tài)系統(tǒng)無時無刻不在與周圍的生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量的傳遞還有信息的交流，因此河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理決不能單單從一條河流入手，而要掌握河流生態(tài)系統(tǒng)的動態(tài)性，包括空間的動態(tài)性和時間的的動態(tài)性，從宏觀和整體的角度出發(fā)分析各元素之間的關(guān)系，還要做好長期進行修復(fù)工作的準(zhǔn)備，同時進行河流生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測和管理。河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃和管理還要堅持整體性原則，從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā)，從整體上提出整體的、綜合的修復(fù)方法。
5、反饋調(diào)整式設(shè)計原則
從生態(tài)學(xué)角度來看，在漫長的進化過程中，自然生態(tài)系統(tǒng)中的物種多樣性逐漸增加，生物群落逐漸穩(wěn)定，抵抗外界干擾的能力逐漸增強，一種類型的生態(tài)系統(tǒng)被另一種生態(tài)系統(tǒng)代替需要較長的時間，進行修復(fù)也需要很長的時間，因此河流生態(tài)修復(fù)不能心急，更不可能在短時間內(nèi)取得效果。生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計是在模仿河流生態(tài)系統(tǒng)機構(gòu)的基礎(chǔ)上著力構(gòu)建一個完整而健康的河流生態(tài)系統(tǒng)，水利工程從建設(shè)伊始，就開始了一個自然生態(tài)系統(tǒng)漫長的更新演替過程，但是生態(tài)系統(tǒng)是一個動態(tài)的系統(tǒng)，在時間和空間上都存在很大的不確定性，同時，人類活動的影響也使這種不確定性進一步增大，這就使得生態(tài)水利工程的規(guī)劃與設(shè)計有別于傳統(tǒng)工程建設(shè)確定性的設(shè)計方法，而是按照“設(shè)計―執(zhí)行（包括管理）―監(jiān)測―評估―調(diào)整”的方式，以監(jiān)測為基礎(chǔ)，對河流生態(tài)系統(tǒng)進行評估，采用反饋調(diào)整式的設(shè)計方法。
結(jié)束語
我國經(jīng)濟社會的發(fā)展要十分注重開發(fā)與保護之間的關(guān)系，不能夠一味地進行開發(fā)而對環(huán)境造成破壞。水利工程的建設(shè)為我國經(jīng)濟社會的發(fā)展起到了很好的推動作用，但同時也對河流生態(tài)系統(tǒng)等造成了干擾，我們應(yīng)當(dāng)正視這一問題，堅持科學(xué)發(fā)展觀，在考慮河流保護的同時進行建設(shè)，采取各種措施，虛心學(xué)習(xí)國外優(yōu)秀的經(jīng)驗保持平衡，促使水利工程建設(shè)能夠與生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展，實現(xiàn)我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。
參考文獻
[1]謝睿.生態(tài)水利工程的設(shè)計原則與方法思考[J].科技與企業(yè),2014,(8).
