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論文摘要:群力外灘濕地是哈爾濱松花江沿線重要濕地之一,對調(diào)蓄松花江江洪水、涵養(yǎng)水源、候鳥與濕地多樣性保護等具有重要意義,隨著哈爾濱經(jīng)濟發(fā)展,濕地保護、恢復(fù)已刻不容緩。文中在對群力外灘濕地主要生態(tài)功能、生態(tài)環(huán)境問題進行分析評價的基礎(chǔ)上,提出了該濕地生態(tài)保護的對策。
1 引言
濕地與森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng),是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一。濕地具有抵御洪水、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、凈化水體、維持生物的多樣性等多種生態(tài)功能。在各種類型的生態(tài)系統(tǒng)中,濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值最高。
群力外灘是哈爾濱市區(qū)唯一的自然狀態(tài)濕地,經(jīng)過城市不斷的向外擴展以及人口的增加,并受人為因素干擾,部分已被開墾為農(nóng)田,濕地機能遭到嚴重破壞。為了促進城市健康發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展,對該濕地的保護、恢復(fù)工作已刻不容緩。
2 國際經(jīng)驗比較與借鑒
2.1 德國莫海姆市濕地保護
他們以“讓河流做自己的事”為理念,用更自然化的手段來達到防洪、環(huán)境改善、生態(tài)修復(fù)等多重長效作用。通過重建緩沖帶、增設(shè)與河道垂直的開口、鼓勵小規(guī)模泛洪、控制洪水淹沒范圍等手段,不僅可以培育河濱生境,逐步實現(xiàn)河道半自然化;而且可以減低洪水累計風險,減少洪水危害。該項目由堤防后退1.3km獲得2.02km2圩田,作為泛洪用地,并在圩田內(nèi)開辟了3.5 hm2林地,提升了滯洪空間的景觀和休憩價值。
2.2 安姆斯湖濕地恢復(fù)計劃
美國圣保羅市的PHALEN購物中心,始建于一個填平的安姆斯湖湖區(qū)上。后來,這個購物中心被廢棄,圣保羅市政府決定恢復(fù)原來的安姆斯湖,重建為濕地公園。規(guī)劃徹底拆除所有的人工建筑,開辟蓄水盆地和小運河通道,并在其底部填入腐殖質(zhì)豐富的淤泥層,以構(gòu)造接近自然狀態(tài)下的土壤結(jié)構(gòu)。接下來,引入活水,在水體內(nèi)外栽種多種原生的沉水、浮水、挺水和旱生植物,構(gòu)筑完整的濕地生態(tài)景觀。
通過以上研究,可以得出結(jié)論:世界上城市濕地規(guī)劃設(shè)計也逐漸從純粹的水景規(guī)劃設(shè)計過渡到對濕地系統(tǒng)的設(shè)計或改造,重視濕地保護和恢復(fù),尤其重視濕地的生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計。在進行濕地的規(guī)劃設(shè)計時,兼顧美學與生態(tài),把生態(tài)學引入到傳統(tǒng)規(guī)劃中,并與其有機結(jié)合,經(jīng)過科學的設(shè)計,達到重建生態(tài)系統(tǒng),防災(zāi)并兼顧生態(tài)良性循環(huán)和為城市生活服務(wù)的目的。
3 群力外灘生境分析
群力外灘灘地地勢平坦,高程在116.00-120.00m之間,平均高程117.57m,在松33大斷面處,高出20年一遇水面線(116.52m)1.05m。該灘地以耕地為主,大部分漁塘也被改為耕地。人工利用土地面積占總面積的74.31%;自然狀態(tài)下的土地占總面積的25.69%。土地多為當?shù)卮迕耖_墾種植,農(nóng)田基本成片。 對其所在區(qū)域的氣候條件和土壤狀況進行分析,包括溫度、水分狀況、光照、風等因素,認為該地區(qū)現(xiàn)狀氣候和土壤條件較為優(yōu)越,適宜動植物的生長,為生物多樣性和景觀異質(zhì)性提供了基本保證。
經(jīng)過分析,可知:由于濕地基本條件缺乏,現(xiàn)狀原生濕地植物遭到較為嚴重的破壞?,F(xiàn)狀較大面積的田地上主要是農(nóng)作物,其余植被以草甸植被為主。一些撂荒地已經(jīng)開始向自然植被演替,主要為田間雜草(占植被總面積的50%以上);在比較低濕的地方分布有沼澤植被,面積占5%左右。群力外灘的夏季常見鳥類中,除大量的鷺類及常見的麻雀、家燕之外,其余鳥類遇見率均較低。
論文關(guān)鍵詞:濕地;生態(tài);景觀;生境
論文摘要:群力外灘濕地是哈爾濱松花江沿線重要濕地之一,對調(diào)蓄松花江江洪水、涵養(yǎng)水源、候鳥與濕地多樣性保護等具有重要意義,隨著哈爾濱經(jīng)濟發(fā)展,濕地保護、恢復(fù)已刻不容緩。文中在對群力外灘濕地主要生態(tài)功能、生態(tài)環(huán)境問題進行分析評價的基礎(chǔ)上,提出了該濕地生態(tài)保護的對策。
1 引言
濕地與森林、海洋并稱為全球三大生態(tài)系統(tǒng),是自然界最富生物多樣性的生態(tài)景觀和人類最重要的生存環(huán)境之一。濕地具有抵御洪水、調(diào)節(jié)氣候、涵養(yǎng)水源、凈化水體、維持生物的多樣性等多種生態(tài)功能。在各種類型的生態(tài)系統(tǒng)中,濕地生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)價值最高。
群力外灘是哈爾濱市區(qū)唯一的自然狀態(tài)濕地,經(jīng)過城市不斷的向外擴展以及人口的增加,并受人為因素干擾,部分已被開墾為農(nóng)田,濕地機能遭到嚴重破壞。為了促進城市健康發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展,對該濕地的保護、恢復(fù)工作已刻不容緩。
2 國際經(jīng)驗比較與借鑒
2.1 德國莫海姆市濕地保護
他們以“讓河流做自己的事”為理念,用更自然化的手段來達到防洪、環(huán)境改善、生態(tài)修復(fù)等多重長效作用。通過重建緩沖帶、增設(shè)與河道垂直的開口、鼓勵小規(guī)模泛洪、控制洪水淹沒范圍等手段,不僅可以培育河濱生境,逐步實現(xiàn)河道半自然化;而且可以減低洪水累計風險,減少洪水危害。該項目由堤防后退1.3km獲得2.02km2圩田,作為泛洪用地,并在圩田內(nèi)開辟了3.5 hm2林地,提升了滯洪空間的景觀和休憩價值。
2.2 安姆斯湖濕地恢復(fù)計劃
美國圣保羅市的PHALEN購物中心,始建于一個填平的安姆斯湖湖區(qū)上。后來,這個購物中心被廢棄,圣保羅市政府決定恢復(fù)原來的安姆斯湖,重建為濕地公園。規(guī)劃徹底拆除所有的人工建筑,開辟蓄水盆地和小運河通道,并在其底部填入腐殖質(zhì)豐富的淤泥層,以構(gòu)造接近自然狀態(tài)下的土壤結(jié)構(gòu)。接下來,引入活水,在水體內(nèi)外栽種多種原生的沉水、浮水、挺水和旱生植物,構(gòu)筑完整的濕地生態(tài)景觀。
通過以上研究,可以得出結(jié)論:世界上城市濕地規(guī)劃設(shè)計也逐漸從純粹的水景規(guī)劃設(shè)計過渡到對濕地系統(tǒng)的設(shè)計或改造,重視濕地保護和恢復(fù),尤其重視濕地的生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計。在進行濕地的規(guī)劃設(shè)計時,兼顧美學與生態(tài),把生態(tài)學引入到傳統(tǒng)規(guī)劃中,并與其有機結(jié)合,經(jīng)過科學的設(shè)計,達到重建生態(tài)系統(tǒng),防災(zāi)并兼顧生態(tài)良性循環(huán)和為城市生活服務(wù)的目的。
3 群力外灘生境分析
群力外灘灘地地勢平坦,高程在116.00-120.00m之間,平均高程117.57m,在松33大斷面處,高出20年一遇水面線(116.52m)1.05m。該灘地以耕地為主,大部分漁塘也被改為耕地。人工利用土地面積占總面積的74.31%;自然狀態(tài)下的土地占總面積的25.69%。土地多為當?shù)卮迕耖_墾種植,農(nóng)田基本成片。 對其所在區(qū)域的氣候條件和土壤狀況進行分析,包括溫度、水分狀況、光照、風等因素,認為該地區(qū)現(xiàn)狀氣候和土壤條件較為優(yōu)越,適宜動植物的生長,為生物多樣性和景觀異質(zhì)性提供了基本保證。
經(jīng)過分析,可知:由于濕地基本條件缺乏,現(xiàn)狀原生濕地植物遭到較為嚴重的破壞。現(xiàn)狀較大面積的田地上主要是農(nóng)作物,其余植被以草甸植被為主。一些撂荒地已經(jīng)開始向自然植被演替,主要為田間雜草(占植被總面積的50%以上);在比較低濕的地方分布有沼澤植被,面積占5%左右。群力外灘的夏季常見鳥類中,除大量的鷺類及常見的麻雀、家燕之外,其余鳥類遇見率均較低。
4 群力外灘濕地生態(tài)保護
自然生態(tài)系統(tǒng)具有凈化能力,能夠在一定程度上處理塵埃、污染和廢水??紤]減少風沙侵蝕、水土流失和噪音、并減少能量的消耗。規(guī)劃中需要在遵循生態(tài)規(guī)律的基礎(chǔ)上對植被進行合理的恢復(fù)。該濕地保護和利用基于以下幾方面原則:①生物多樣性與主導(dǎo)性原則;②群落配置層次性原則;③生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性原則;④經(jīng)濟合理性原則;④可持續(xù)發(fā)展的原則。其生態(tài)修復(fù)的主要方法包括:重建、改良、改進、修補、更新和再植。
4.1 基質(zhì)和土壤恢復(fù)
調(diào)查研究表明,群力外灘地區(qū)土壤類型以草甸土為主,由于水土流失嚴重,該地區(qū)的土壤基質(zhì)需要恢復(fù),運用生態(tài)學的改良、改進、更新的手法對該地區(qū)的土壤基質(zhì)進行恢復(fù),根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)研分析,選擇若干區(qū)域土壤條件好的,進行改良,無法恢復(fù)的板結(jié)土壤通過更新的手法進行恢復(fù),主要是從其他地方搬運一些濕地土壤來恢復(fù)該地區(qū)土壤基質(zhì)。
4.2 水體環(huán)境的培育
規(guī)劃中重視水體、綠化的有機結(jié)合,引入活水,將部分水體加以串聯(lián),形成整體水循環(huán),增加土壤的含水性能,保證生態(tài)的連續(xù)性,該地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)融入?yún)^(qū)域生態(tài)系統(tǒng)之中,為水生動物提供良好的棲息環(huán)境,為植物提供良好的生長環(huán)境,河道之間、綠脈相連,形成“河暢、水清、岸綠、景美”,形成良好的景觀環(huán)境品質(zhì)。
4.3 生物的修復(fù)和培育
野生動物微生物培育:濕地的植被必須體現(xiàn)生物多樣性,不僅需要滿足水生動物和其他野生動物,尤其是水涉禽的需求,而且必須在美學上具有吸引力。在保護現(xiàn)狀生物和環(huán)境基礎(chǔ)的同時,為了引進動物,在原來棄耕水田的基礎(chǔ)上,規(guī)劃了貧營養(yǎng)型和富營養(yǎng)型水池數(shù)個。在新建的水池中,為了動物的生息,使用了松木樁,留有彎岔、小島等。除利用現(xiàn)有水渠外,還新建和擴建了一些水渠。棧橋和平臺都選用了耐腐材料,為防止對水生生物的影響,一律不使用防腐劑?;炷翗?gòu)筑物可能對周圍的土壤、水、生物產(chǎn)生影響,一般都用木結(jié)構(gòu)。
濕地植被培育:主要是濕地植物種類的植入和人為輔助的自然修復(fù);保持植被的完整性和異質(zhì)性(或稱多樣性)。適當構(gòu)建一些地表較高、水位較低的生境,在這些新的生境中種植喬木、灌木等中生植物,以提高生物多樣性;保持植被的連通性;建立樹木廊道;草本植物物種源的本地優(yōu)先原則:培育大面積的蘆竹群落、低濕的香蒲、苔草等,并采用能自我維持的鄉(xiāng)土植物,如野生結(jié)縷草、狗牙根等;適當?shù)剡\用樹木的快速構(gòu)建原則;豐富僅存的山林季相景觀,增加植物景觀層次;根據(jù)生態(tài)規(guī)律配置濕生群落,盡量演替到穩(wěn)定階段群落的種類;盡量減少園林植物種類的應(yīng)用,保持濕地的自然特性;大大增加樹木的比例。因為樹木是許多生物(特別是鳥類)的棲息地和隱蔽所。
濕地植被物種選擇:要滿足濕地以上提出的對植被功能的需求,植物物種選擇和配置必須根據(jù)濕地建設(shè)的進程,即不同階段,而有所側(cè)重的變化。第一,種植的多樣性可以抵消種植的失敗。第二,多樣化的植物群落可以更適應(yīng)條件的變化和隨機事件的發(fā)生(例如暴風、水淹等)。第三,植物群落的式樣化可以支持野生物物種的多樣化。根據(jù)濕地建設(shè)的進程,即不同階段和不同功能需求,提出不同的階段性的植物名錄。例如,目前只是濕地修復(fù)階段,即復(fù)綠階段,除了本地現(xiàn)有的物種,基本都是草本植物,增加適合在本地生長的木本植物種類。隨著時間推移,引鳥功能的增加,增加水生/野生動物,尤其是水涉禽的適生植物種類。隨著時間推移,生態(tài)旅游的開展,增加景觀植物物種。為此把各類適合群力外灘生長的工程物種分為四類,即:本土植物、復(fù)綠適生植物、對水生與野生動物具有價值的適生植物以及景觀植物。
5 結(jié)束語
由于濕地系統(tǒng)在生態(tài)上具有重要的調(diào)節(jié)作用,故生態(tài)思想成為其規(guī)劃的一條主線,始終貫穿其全過程,生態(tài)學的方法成為城市濕地保護不可忽視的手段,縱觀城市濕地保護與開發(fā),都是根據(jù)恢復(fù)生態(tài)學的基本原理,對自然生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)和重建,概括起來,主要體現(xiàn)以下幾個方面的思想內(nèi)容:崇尚生態(tài)、自然,讓城市濕地恢復(fù)到自然狀態(tài);將自然生態(tài)系統(tǒng)作為濕地復(fù)合生態(tài)系統(tǒng)的主要組成部分;強調(diào)人工環(huán)境和自然環(huán)境相協(xié)調(diào)。規(guī)劃師進行規(guī)劃設(shè)計時,應(yīng)充分考慮生態(tài)方面的內(nèi)容,做到美學與生態(tài)兼顧,使自然與人類生活環(huán)境有良好的結(jié)合點,使人與自然達到和諧。
參考文獻
[1]汪永華.基于生態(tài)恢復(fù)的城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃理念探討.
[2]王祥榮.生態(tài)與環(huán)境-城市可持續(xù)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境調(diào)控新論.南京.東南大學出版社,2000.
[3]馬世駿,王如松 .社會-經(jīng)濟-自然復(fù)合生態(tài)系統(tǒng),生態(tài)學報,1984.
論文關(guān)鍵詞 海島及周邊海域 環(huán)境保護 可持續(xù)發(fā)展 海洋綜合管理 風險預(yù)防
根據(jù)《聯(lián)合國海洋法公約》,島嶼或島是指四面環(huán)水并在漲潮時高于水面的自然形成的陸地區(qū)域。我國擁有6536個面積大于500m2的海島,海島總面積約80km2。海島四周被海水包圍,成因、形態(tài)和價值各不相同,但都與其周邊相關(guān)海域一起形成了特殊的生態(tài)環(huán)境體系。20世紀80年代以來,我國在經(jīng)濟快速發(fā)展中,由于偏重海島海域的經(jīng)濟開發(fā),而忽視了對海島海域環(huán)境的保護,造成目前海島海域環(huán)境污染較為嚴重的局面。
我國作為海洋大國,近40年來,與海洋相關(guān)的法制建設(shè)已得到重視,在海洋法公約等國際法基礎(chǔ)上,我國關(guān)于海洋的綜合立法和單獨立法陸續(xù)出臺。一些海洋、海島和海域環(huán)境保護立法的研究也在不斷地深入,研究成果逐步為各級立法機關(guān)所采納,海域環(huán)境保護立法處在逐步完善的過程中。
盡管如此,由于各種原因,與主要海洋國家相比,我國海域環(huán)境保護立法,尤其是在海島海域環(huán)境保護立法上仍相對落后。值得注意的是,20世紀中葉以來,國際環(huán)境保護立法中出現(xiàn)了一些適應(yīng)海洋發(fā)展需要的新原則和新理論,例如風險預(yù)防原則,可持續(xù)發(fā)展原則、海洋綜合管理理論、環(huán)境影響評價機制以及生態(tài)修復(fù)原則等。但我國現(xiàn)行海洋環(huán)境保護立法中對上述原則和理論的借鑒和體現(xiàn)還顯不足。我國需要將海島及其周邊海域作為整體,綜合考慮其資源開發(fā)、環(huán)境保護和生態(tài)可持續(xù)發(fā)展等問題,建立立足國情并與世界接軌的環(huán)境保護法律框架。
一、我國海島及周邊海域的環(huán)境問題
由于海島生態(tài)系統(tǒng)十分脆弱、穩(wěn)定性差、易遭到損害且被認知度不足,一旦受到人為的破壞,就難以或根本不能得到恢復(fù)。目前我國海島及其周邊海域存在的主要環(huán)境問題有:第一,資源開發(fā)無序。很多無居民海島上存在掠奪式的開采現(xiàn)象,采石、挖沙、挖掘珊瑚礁和貝殼堤、砍伐樹木和捕捉島鳥等,都嚴重干擾和破壞海島資源。第二,海島海域生態(tài)失衡嚴重。由于非法開發(fā)及陸源污染物的影響,在華東、華南的海島周圍海域赤潮頻發(fā),不顧及海島的環(huán)境容量,超負荷接待游客,加劇了海島及周邊海域污染、干擾海島生物的繁衍棲息和生存、造成了海島及周邊海域生物資源和生態(tài)系統(tǒng)失衡。第三,監(jiān)管不力。海島具有四面環(huán)水的自然特點,這也就決定其與大陸之間交通不便,經(jīng)濟交流不暢,國家對海島進行法制監(jiān)管存在困難。我國相當一部分海島仍存在著炸島、炸礁,修建實體連島壩和海島大面積圍墾等嚴重改變海島自然屬性的行為。
二、我國的相關(guān)立法及存在的問題
在經(jīng)濟高速發(fā)展和海島資源全面開發(fā)中,我國政府非常重視海洋和海島開發(fā)中的可持續(xù)發(fā)展問題,逐漸加強了海洋、海島相關(guān)立法。1992年聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會通過了《21世紀議程》,中國政府作出了履行《21世紀議程》等文件的莊嚴承諾,于1994制定頒布了《中國21世紀議程》,提出了可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略、對策及行動方案。我國第一部關(guān)于海島保護與管理的綜合性法律《中華人民共和國海島保護法》(以下簡稱海島保護法)于2010年3月1日開始施行,這填補了我國海島保護法律體系的立法空白,與《中華人民共和國環(huán)境保護法》(以下簡稱環(huán)境保護法)、《中華人民共和國海洋環(huán)境保護法》(以下簡稱海洋環(huán)境保護法)一道初步建立起海島及海洋環(huán)境保護的法律、法規(guī)體系,并在規(guī)范海洋環(huán)境保護行為中起到一定作用。但是,我國海島及海域環(huán)境保護發(fā)展過程中還有很多方面尚未成熟,表現(xiàn)在立法上就會出現(xiàn)一些立法空白,例如,嚴重改變海島自然屬性的行為,海島及周邊海域自然礦產(chǎn)資源的勘探,魚類資源開發(fā)及合理捕撈,旅游資源的開發(fā)等影響海島海域環(huán)境的問題都亟需法規(guī)制度建設(shè)。
三、思考與探究
在海島和海洋環(huán)境保護領(lǐng)域,我國現(xiàn)行的法律體系已明顯不能滿足海島海域環(huán)境保護對立法的需求。在國際層面,一些理念和原則被逐漸引入國際海洋環(huán)境保護立法中。因此,應(yīng)該放眼世界,針對我國海島海域環(huán)境的現(xiàn)狀,在我國現(xiàn)行相關(guān)立法的基礎(chǔ)上,借鑒先進的立法原則和技術(shù)來改良整個海島及海洋保護立法體系,以達到國內(nèi)海島海域環(huán)境立法與國際相關(guān)先進立法的無縫對接。
第一,在我國海島海域環(huán)境保護立法中規(guī)定風險預(yù)防原則,以彌補法律法規(guī)制定的滯后性。風險預(yù)防原則最早產(chǎn)生于20世紀60年代的德國,并逐漸發(fā)展到區(qū)域海洋環(huán)境保護領(lǐng)域,在1984年的第二屆國際北海保護會議中獲得共識并被采納,會后發(fā)表的《倫敦宣言》中,第一次系統(tǒng)地論述了風險預(yù)防原則。1992年《里約宣言》中的第十五項原則對風險預(yù)防作了最為權(quán)威的表達 。1990年以后生效的所有關(guān)于海洋環(huán)境保護的國際性法律文件幾乎都就風險預(yù)防原則進行了規(guī)定,例如《波羅的海海域環(huán)境保護協(xié)定》及《聯(lián)合國跨界與高度洄游魚類種群公約》等。隨著風險預(yù)防原則在國際及各國立法中逐步被借鑒和采納,其適用范圍也從海洋環(huán)境保護領(lǐng)域逐步擴展到環(huán)境法的其他領(lǐng)域,并日漸成為國際環(huán)境法的一項基本原則。風險預(yù)防原則是近二十幾年來國際環(huán)境立法中最具創(chuàng)新性,最具影響力,且最重要的新興概念和原則,現(xiàn)今許多國家在國內(nèi)海洋環(huán)境立法中都引入風險預(yù)防原則,例如《比利時海洋保護法》、《加拿大海洋法》、《英國防止石油污染法》及《澳大利亞環(huán)境和生物多樣性保護法》等。然而,在我國現(xiàn)行環(huán)境法、海洋環(huán)境保護法和海島保護法中都還沒有規(guī)定風險預(yù)防原則,但在2002年10月通過的《環(huán)境影響評價法》中風險預(yù)防原則已有體現(xiàn),該法規(guī)定建立環(huán)境預(yù)測和評估機制,提出預(yù)防或減輕不良環(huán)境影響的對策和措施。國內(nèi)法學界,尤其是在環(huán)境法學研究領(lǐng)域,對風險預(yù)防原則不乏探討,經(jīng)過多年研究,學者們對風險預(yù)防原則的基本內(nèi)容、基本構(gòu)成和內(nèi)在邏輯性已經(jīng)有了十分清晰的闡述和分析。也有學者提出,未來我國有必要在對海洋環(huán)境保護法修訂時引入風險預(yù)防原則。但我國傳統(tǒng)“治理已造成損害的環(huán)境污染”的環(huán)境價值理念與該原則有所沖突,因此,我國有必要制定出“以法為準,預(yù)防為主,防治結(jié)合,綜合治理”的基本政策以應(yīng)對不斷出現(xiàn)的新的環(huán)境問題。
第二,探討將海洋綜合管理理論應(yīng)用于海島海域環(huán)境保護立法之中,健全和完善我國的海域環(huán)境保護立法。海洋綜合管理是政府對特定海域涉海事務(wù)進行管理的高層次形態(tài),20世紀30年代起源于美國?!堵?lián)合國海洋法公約》序言中指出,各海洋區(qū)域的種種問題都是彼此密切相關(guān)的,有必要作為一個整體來加以考慮。有學者對其可行性提出了質(zhì)疑,因為海洋難以用一種單一的海洋綜合管理系統(tǒng)來管理。我國學者最早于1997年闡述了海洋綜合管理的概念、客觀基礎(chǔ)及其與行業(yè)管理的關(guān)系。海洋綜合管理的“綜合”是把海洋區(qū)域作為一個資源和使用者的完善系統(tǒng)來管理,是國家通過各級政府對海洋的空間資源環(huán)境和權(quán)益等進行的全面的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)的管理活動,以在整個國家或地區(qū)建立起海洋綜合管理的立法框架。此外,對海洋綜合管理模式的選擇應(yīng)適合各個國家自身的特點,例如,中國由于歷史的原因,在海島管理中存在一些職責交叉、條塊分割以及權(quán)力和義務(wù)混亂的局面,因而我國有必要調(diào)整國家海洋管理模式,建立并實行以綜合管理為主,分級分部門管理相結(jié)合的管理體制。
第三,要充分考慮海島及海域環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,針對我國海島海域環(huán)境劣化的現(xiàn)實,開展海島海域環(huán)境修復(fù)的立法。我國海島保護法已提及對遭受建設(shè)工程項目破壞的海島進行修復(fù),但是在海島保護法和海洋環(huán)境保護法中沒有涉及海島及海洋環(huán)境生態(tài)修復(fù)的規(guī)定。我國政府和相關(guān)部門在制定相應(yīng)政策提出加強海島生態(tài)保護與修復(fù)力度的同時,應(yīng)盡早將生態(tài)修復(fù)作為保護海島及海洋環(huán)境的重點內(nèi)容進行立法,使得我國海島海域生態(tài)可持續(xù)發(fā)展有法律的保障。當然,在海島海域生態(tài)修復(fù)的立法過程中,必然面臨著問題和挑戰(zhàn),一方面選擇何種方式對海島及其周邊海域進行修復(fù)需要跨學科深入研究;另一方面,要保障相關(guān)法律有效施行,制定法律法規(guī)的目的還是在于并付諸實施。未來的法律要在加大整治和修復(fù)力度,推進景觀保護,嚴格控制污染物排放,加大海島監(jiān)管力度,打擊非法活動,促進海島生態(tài)保護和可持續(xù)利用的基礎(chǔ)上,配合行政法律規(guī)定,明確相應(yīng)機關(guān)的權(quán)力和責任,切實推進海島及其海域生態(tài)修復(fù)。
世界離不開中國,海島海域環(huán)境保護是國際責任,割裂中國與世界的海洋環(huán)境保護制度建設(shè)的關(guān)系無疑是非理性選擇。因此,我國在研究制定海島海域環(huán)境保護法律法規(guī)時,應(yīng)充分考慮國際公約的各項原則,也要借鑒美國、英國、澳大利亞、加拿大、日本、韓國等國家海島及海洋立法的成功先例,以國際的視角,從立法到執(zhí)法盡可能多的和國際環(huán)境法形成協(xié)調(diào)一致。
關(guān)鍵詞:生態(tài)水利工程;區(qū)別;設(shè)計原則
中圖分類號:TV21 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2014)08-00-01
近年來我國各地區(qū)的水利工程發(fā)展較快,取得了不少成績,但是水利工程的建設(shè)導(dǎo)致了許多流域水資源分配的不均一,產(chǎn)生了許多生態(tài)環(huán)境問題,例如過量引用河流水資源或修建水庫導(dǎo)致下游缺水甚至斷流、水體自凈能力下降等問題。水利工程引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題危害河流區(qū)域經(jīng)濟社會的可持續(xù)發(fā)展,人們開始全面的、深入的認識水利工程給人類和生態(tài)所帶來的影響。生態(tài)水利工程是基于生態(tài)設(shè)計的水利工程,可以有效的減少水利工程對生態(tài)環(huán)境的影響,文章就生態(tài)水利工程設(shè)計方面的相關(guān)問題進行闡述。
一、生態(tài)水利工程與水利工程的區(qū)別
水利工程是指人類通過工程措施對水資源的再分配,水利工程的主要目的是防洪、提供水源、防治作物旱澇漬災(zāi)害等,這些作用都體現(xiàn)了水利工程的社會性、經(jīng)濟性和資源性。生態(tài)水利工程的重點在于服務(wù)生態(tài),是現(xiàn)代水利工程的重要標志。生態(tài)水利工程應(yīng)有明確的生態(tài)服務(wù)目標和功能,在設(shè)計階段,將水利工程所在流域的生態(tài)系統(tǒng)健康作為設(shè)計的核心內(nèi)容。在生態(tài)水利工程的選址、布局、施工過程等方面充分考慮經(jīng)濟性以及其對環(huán)境的友好性,防止在生態(tài)水利工程建設(shè)過程中產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟成本和環(huán)境成本,實現(xiàn)生態(tài)保護與社會經(jīng)濟的雙贏。
二、生態(tài)水利工程存在的問題
1.缺乏對不同區(qū)域的生態(tài)水利工程設(shè)計方法與評價標準
由于不同的生態(tài)系統(tǒng)存在地理的差異性,這就決定了生態(tài)水利工程具有因地制宜的特征。目前,針對生態(tài)水利工程的功能有一些理論評價方法和評價指標,但對一個具體的生態(tài)水利工程缺少可操作標準和評價方法,這與當前我國研究水利工程對生態(tài)環(huán)境影響的科學研究和相應(yīng)科研成果較少有關(guān)。由于水利工程涉及工程力學的安全性與穩(wěn)定性,因此我國對水利工程的結(jié)構(gòu)建筑物實行了一系列的強制性標準,但是缺乏足夠的技術(shù)標準規(guī)范生態(tài)服務(wù)的目標。
2.生態(tài)水利工程與原有水利工程設(shè)施難以協(xié)調(diào)運行
在一個流域內(nèi),一些新建的生態(tài)水利工程可能是在原水利工程設(shè)施上進行改造和優(yōu)化設(shè)計的,如扎龍濕地補水工程、洪河國家自然保護區(qū)水資源恢復(fù)工程以及白洋淀濕地供水工程等生態(tài)水利工程,這些均是在原水利工程設(shè)施的基礎(chǔ)上對其進行科學地配置,對區(qū)域的來水量進行重新分配或者對水的去向重新調(diào)整。生態(tài)水利工程的介入必然會影響原水利工程設(shè)施的服務(wù)對象和功能,甚至會給原水利工程的正常運行帶來一定的風險。由于生態(tài)水利工程與原水利工程最為顯著的差異是服務(wù)目標和功能,因此在設(shè)計和開發(fā)生態(tài)水利工程的同時,需要對原水利工程的服務(wù)目標和功能進行適當?shù)恼{(diào)整,如何實現(xiàn)生態(tài)水利工程與原水利工程的協(xié)運行,是生態(tài)水利工程設(shè)計者應(yīng)考慮的問題。
三、生態(tài)水利工程設(shè)計的原則
1.工程安全性和經(jīng)濟性原則
生態(tài)水利工程的設(shè)計不僅要滿足人類對水資源的需求,也要保持生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性;生態(tài)水利工程的設(shè)計不僅要符合水利工程學原理,也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的設(shè)施要符合工程力學和水文學的規(guī)律,以保證工程設(shè)施的安全性和穩(wěn)定性;生態(tài)水利工程設(shè)施的設(shè)計不僅要充分考慮到其對洪水、冰凍、干旱等自然力荷載,也要充分考慮對河流泥沙輸移、淤積以及河流侵蝕、沖刷的抵抗力,保證生態(tài)水利工程的耐久性。設(shè)計時應(yīng)遵循風險最小和效益最大的基本原則,充分利用流域生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)規(guī)律,爭取以最小的投入獲得最大產(chǎn)出。
2.提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
一個流域的生境空間異質(zhì)性越高,意味著可以創(chuàng)造出更多的多樣性的小生境,可以允許更多的物種共存。生態(tài)水利工程的目的是提高和恢復(fù)生物群落的多樣性,我們不僅要依靠人工直接引進魚類等其他生物物種或者種植岸邊植被,生態(tài)水利工程也應(yīng)該盡可能提高河流形態(tài)的異質(zhì)性,為生物群落多樣性的自我恢復(fù)創(chuàng)造條件。確定河流生態(tài)修復(fù)目標后,應(yīng)該加強對河流進行生物調(diào)查、地貌歷史以及現(xiàn)狀進行評估和勘查,建立生物資源數(shù)據(jù)庫和河流地貌數(shù)據(jù)庫,然后從中識別出那些對生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能具有重要意義的生物因子或環(huán)境因子,在此基礎(chǔ)上對河流地貌和生物棲息地進行設(shè)計。
3.生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計和自我恢復(fù)原則
河流生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能主要表現(xiàn)為河流生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性,生態(tài)水利工程與傳統(tǒng)水利工程的很大的區(qū)別在于是否應(yīng)用自組織原理。生態(tài)水利工程設(shè)計是一種輔設(shè)計或者說是一種指導(dǎo)性的設(shè)計,它是依靠河流生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計的功能,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。每一項生態(tài)水利工程必須做到因地制宜,充分利用每一條河流的自然屬性和價值,設(shè)計最佳的生態(tài)工程方案。在利用自設(shè)計理論的同時,也要充分利用本地物種,在引進外來物種的同時防止生物入侵。
4.景觀尺度及整體性原則
從大景觀尺度上開展對河流生態(tài)的修復(fù),其效率較高,所以在設(shè)計河流生態(tài)修復(fù)的規(guī)劃和管理應(yīng)該從大景觀尺度和保持可持續(xù)性的基礎(chǔ)上進行。從生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),整體把握生態(tài)系統(tǒng)中各個要素之間的相互作用,提高河流生態(tài)系統(tǒng)的整體修復(fù)能力。河流生態(tài)系統(tǒng)是一個大系統(tǒng),當其受到脅迫時需要對各種脅迫因素之間的相互關(guān)系進行綜合、整體的研究;河流生態(tài)系統(tǒng)也是一個開放的生態(tài)系統(tǒng),它與周圍生態(tài)系統(tǒng)進行能量傳遞和物質(zhì)循環(huán),所以說一個河流生態(tài)的修復(fù)活動不是孤立的,需要與相鄰流域的生態(tài)修復(fù)活動進行協(xié)調(diào),在設(shè)計生態(tài)水利工程時應(yīng)充分考慮這些因素的影響。
參考文獻:
[1]董哲仁.水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的脅迫[J].水利水電技術(shù),2003(7).
【關(guān)鍵詞】水利工程;生態(tài)堤防
1生態(tài)堤防的概況
1.1生態(tài)堤防的概念界定
生態(tài)堤防從某種意義上來講,堤防的設(shè)計和堤防的建設(shè)是非常重要的,這些非常遵守自然規(guī)律,生態(tài)堤防不光可以維持河流生態(tài)系統(tǒng)平衡,堤防還可以與河流本身的狀況結(jié)合,使得河流本身的生態(tài)系統(tǒng)要求得到重點關(guān)照。結(jié)合當?shù)氐臈l件,建設(shè)天然的“河濱水土循環(huán)”的人工水壩。
1.2生態(tài)堤防在如今的情況
河流堤防的作用僅限于在傳統(tǒng)防治項目的建設(shè)和設(shè)計中使用河流水資源和防洪。人們不了解生態(tài)堤壩。因此,盡管在當?shù)仨椖拷ㄔO(shè)中,往往會有非常好的經(jīng)濟收益,但嚴重的生態(tài)問題和生態(tài)環(huán)境惡化也是以此為代價的。多年來,許許多多的新概念正在被專家們提出,比如對于生態(tài)環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展以及科學發(fā)展等,現(xiàn)今時代的主題就是生態(tài)環(huán)境保護和綠色,因此,在河流的管理中,以及河道堤防的建設(shè)和設(shè)計中,治理正逐步走向一體化、生態(tài)化的方向,形成了環(huán)境保護以及河流利用的工作方式。
1.3生態(tài)堤防建設(shè)的重要性
在河岸原來所擁有的生態(tài)是非常平衡的,但是建立了岸坡和提防以后,平衡就被破壞掉了。斜坡的防治和建設(shè)使得河兩岸的動物與植物沒有了原來的生存地區(qū)。在原始的設(shè)計里面,因為經(jīng)濟方面的需要,比如航運,防洪,水供應(yīng)和其他要求,在設(shè)置路堤時,設(shè)計者通常使堤岸線靠近堤岸頂部,從而形成堤岸坡度和護欄。斜面或豎立非常規(guī)則。許許多多地區(qū)被占用,河流的生物鏈甚至原始的植被都被破壞,在這些地區(qū)生活的物種沒有了棲息地。堤防的建造會對河流的自然外觀有所改變,這將直接導(dǎo)致河流的生態(tài)環(huán)境被破壞掉。通常來講,對于堤防的設(shè)計的時候,有的時候就需把河流進行截彎取直,進一步的來建設(shè)丁壩,洪水的排放得以加快,同時還可以降低防治工程建設(shè)成本。其結(jié)果是施工成本雖然減少了,但它影響了河里的生物和河里的水源,破壞了河流的生態(tài)平衡。
2建設(shè)堤防的意義
傳統(tǒng)水利工程有很大的弊端,首先在建設(shè)的過程時,沒有注意到可持續(xù)發(fā)展的重要。它只滿足了人們短期對于社會的要求。所以,隱藏著巨大的問題在工程建設(shè)中。從長遠來看,最后的影響就會導(dǎo)致水資源的枯竭。因此,對于生態(tài)水利工程的規(guī)劃,討論和研究具有深遠的現(xiàn)實意義??偨Y(jié)生態(tài)水利工程的技術(shù)方法:為新項目提供可持續(xù)發(fā)展,為減輕河流生態(tài)系統(tǒng)壓力提供技術(shù)方法,為人工改造河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)規(guī)劃設(shè)計、污水系統(tǒng)生態(tài)恢復(fù)和水利工程生態(tài)調(diào)整提供河流健康評價的原則和方法。
3建設(shè)堤防的原則
水利工程滿足人們的各種需求是在以可持續(xù)發(fā)展為前提,生態(tài)水利工程是一個綜合的系統(tǒng)工程。同時,將生態(tài)學和水利工程的原則合理的添加到生態(tài)水項目之中。使得生態(tài)水利工程在此基礎(chǔ)上可以更加符合工程力學以及水文學的要求,使工程工藝更加穩(wěn)定以及更加的安全。
3.1生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)原則
生態(tài)系統(tǒng)在一定程度上有著能夠自我調(diào)節(jié)與組織的功能,生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)的功能就是把生態(tài)系統(tǒng)的這兩個特點進行聯(lián)立,向著有序的方向進行發(fā)展。生態(tài)系統(tǒng)如果可以達到可持續(xù)發(fā)展,那么對于生態(tài)系統(tǒng)自組織來講,其將成為一個重要組成部分。從根本上反映出來了物種間的自然選擇在這里,根據(jù)物種的特點,選擇合適的環(huán)境和能量條件,然后在選擇后去生存和繁殖。生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的形成,是因為有恰當?shù)奈锓N影響,生態(tài)系統(tǒng)也在慢慢地修復(fù)自身。生態(tài)水利工程要隨時符合生態(tài)系統(tǒng)的兩大特點,以其為基礎(chǔ)。在人為的保護與調(diào)整的影響下,生態(tài)系統(tǒng)也可以慢慢地復(fù)原,并且正在慢慢地向著好的方向去發(fā)展。
3.2水利工程生態(tài)堤防的構(gòu)建
(1)防洪工程計劃的原則。生態(tài)水項目是一個復(fù)雜而系統(tǒng)的項目,需要考慮各種好處,例如經(jīng)濟和環(huán)境效益,以及人類需求和自然環(huán)境的效益。在建設(shè)生態(tài)水利工程的時候,必須權(quán)衡各方利益,評估項目的環(huán)境和經(jīng)濟效益,實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展。傳統(tǒng)的河流管理項目忽視了周邊生態(tài)環(huán)境與周邊生態(tài)環(huán)境的關(guān)系,它沒有利用河流的自組織能力和自我調(diào)節(jié)能力來修復(fù)河流本身。在規(guī)劃防洪工程時,應(yīng)充分考慮周圍生態(tài)環(huán)境和河流的組合來進行規(guī)劃和分析。除常規(guī)評估和監(jiān)測外,還必須調(diào)查和研究相關(guān)范圍內(nèi)的生態(tài)系統(tǒng),了解它們之間的相互關(guān)系,并根據(jù)它們的特點制定科學合理的建設(shè)和更新計劃。(2)堤型的種類繁多。堤防類型與堤防的完美結(jié)合造就了生物多樣性和河流多樣性。在河流條件的影響下,生物將選擇不同的形成方法。安排生態(tài)堤防時,應(yīng)盡可能保留原始河湖的自然形態(tài),不破壞生態(tài)本來的樣貌,曲折分散的狀態(tài)需要得到保留,這樣就可以減小對于生物物種和整個生態(tài)系統(tǒng)的破壞和影響。在處理保護距離的問題的時候,有一個原則需要遵循,那就是能寬就寬的原則,土地的開發(fā)利用以及防洪與生態(tài)系統(tǒng)的聯(lián)系需要得到一個非常好的處理,對于河流的自我恢復(fù)的能力,在施工前需要考慮到位,生物物種的生存以及繁殖也應(yīng)當在考慮的范圍之內(nèi),在這種情況下,人與自然才可以持續(xù)地發(fā)展下去。進行堤防類型選擇的過程中,對于生態(tài)系統(tǒng)的保護和恢復(fù)的結(jié)合就顯得非常有必要了,項目的安全性需要保證,結(jié)合當?shù)氐臈l件,合理的使用當?shù)氐脑牧希瑸橹参锏纳L環(huán)境提供良好的條件,河流之間的連通也要得到保持。(3)河岸的防護。水陸邊界帶的河岸保護結(jié)構(gòu)是控制生態(tài)系統(tǒng)河流管理的主要因素。陸地邊界區(qū)是一個非常關(guān)鍵的位置。對于水生生物以及生活在陸地上的生物來講,這里是它們彼此的遷徙的區(qū)域。這個地區(qū)也在影響對于動物們的飼養(yǎng),避難和繁殖。因此,人文景觀和自然景觀建立聯(lián)系是很有必要的。只有這樣人與自然的可持續(xù)發(fā)展就會得以實現(xiàn)。為確保項目的安全,以及可以保護河邊保護的多樣性形成并保護生態(tài)景觀。盡量避免在河邊保護結(jié)構(gòu)上施加堅硬的不透水材料,利用天然材料和柔性混凝土結(jié)構(gòu)促進生物生長和繁殖。(4)周圍景觀的建設(shè)。在處理水域時應(yīng)保留河流和湖泊的自然價值,這樣做的目的是防止過人工建設(shè)超標。如果四周的環(huán)境得到了建設(shè)的加強,那么人與自然的和諧環(huán)境就可以更好地發(fā)展下去。(5)工程的施工與管理。如果在進行施工的時候,遇到生物體正在發(fā)育的時期,就應(yīng)當避開,對與自然界的生物保護需要加強,并恢復(fù)它們原有的棲息地。如果遇見一些稀少生物,甚至即將要消失的生物,建設(shè)生態(tài)水利工程的過程中,這個時候,更科學有效的保護方案就顯得尤為重要了。將可持續(xù)發(fā)展放在第一位,以此來改變環(huán)境,合理地進行排水,植物周圍的生長環(huán)境也需要改進。施工過程中對于環(huán)境的影響需要盡可能地減小。關(guān)注環(huán)境,水利工程的優(yōu)良特點需要表達出來。對于一個項目的前期和后期,相關(guān)的保護以及管理工作需要加強。有關(guān)工程數(shù)據(jù)的收集要處理好,工程管理方面需要加強。不斷實踐積累經(jīng)驗,為今后的項目發(fā)展帶來可利用價值。
關(guān)鍵詞:生態(tài);水利工程;設(shè)計問題;設(shè)計原則
中圖分類號:TV 文獻標識碼:A 文章編號:
1 生態(tài)水利工程
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)狀和未來風險等問題。學科的進一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學理論及方法,促進水利工程學與生態(tài)學的交叉融合,用以改進和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計理論,形成水利工程學新的學科分支———生態(tài)水利工程學。生態(tài)水利工程學作為水利工程學的一個新的分支,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。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。對于已建工程,則是對于被嚴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))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。
2 生態(tài)水利工程設(shè)計所面臨的問題
2.1 缺乏基于不同區(qū)域的生態(tài)水利工程設(shè)計方法與評價標準。生態(tài)水利工程對服務(wù)目標具有特定性和地域性。由于生態(tài)系統(tǒng)存在地理區(qū)域的差異,因此決定了具體的生態(tài)水利工程也具有因地制宜的特征。當前,對生態(tài)水利工程的功能有一些理論評價指標和評價方法。但對于一個具體的生態(tài)水利工程實踐缺少可操作性的評價方法與標準。這與當前水利工程對生態(tài)影響的科學研究工作開展得較少和相應(yīng)科研成果積累較少有關(guān)。水利工程由于涉及工程力學的穩(wěn)定性與安全性,因此國家對水利工程結(jié)構(gòu)建筑物執(zhí)行了一系列的強制性標準,但缺少足夠的技術(shù)標準來規(guī)范工程的生態(tài)服務(wù)目標。
2.2 生態(tài)水利工程設(shè)計的目標和標準難以確定。生態(tài)水利工程的基本任務(wù)之一是維護和保證生態(tài)系統(tǒng)的健康,以實現(xiàn)人類和生態(tài)系統(tǒng)的和諧。為了完成這樣的任務(wù),在生態(tài)水利工程設(shè)計的實踐中,必須事先確定明確的設(shè)計目標和維護生態(tài)健康的標準,提出生態(tài)水利工程要達到的定量化的指標,但是,目前生態(tài)保護和恢復(fù)的目標大多還是定性描述,缺乏定性的目標和標準,無法設(shè)定量化的目標和標準,因此導(dǎo)致設(shè)計的目標和標準仍舊模糊不清或不明確,也無法判斷工程能否實現(xiàn)設(shè)計的預(yù)期目的。
2.3 生態(tài)水利工程設(shè)計缺少生態(tài)水文測驗資料。如果不能從水文測驗站的觀測資料去分析水文過程對生態(tài)過程的正負影響機理,就很難基于生態(tài)系統(tǒng)的自組織規(guī)律尋求生態(tài)水利工程的設(shè)計理論、方法與技術(shù)參數(shù)。當前,我國水文測驗工作相對落后,水文測驗站還不能適應(yīng)當前生態(tài)水利工程設(shè)計對資料的需求。目前有關(guān)生態(tài)水文站方面的設(shè)計與布局在我國還未正式開展,國內(nèi)也少有報道。
2.4 生態(tài)水利工程設(shè)計技術(shù)人才匱乏、高水平的設(shè)計不易。實現(xiàn)生態(tài)水利工程是水利工程和生態(tài)學的有機結(jié)合,需要生態(tài)水利工程的設(shè)計人員不僅具備水利工程設(shè)計的知識和經(jīng)驗,還要具備生態(tài)保護和生態(tài)恢復(fù)學的理論和知識。以往的人才培養(yǎng)目標和方向,使兩者分屬于不同的學科與專業(yè),具有兩方面綜合知識和設(shè)計能力技術(shù)人才匱乏,加之生態(tài)水利工程的實踐活動的經(jīng)驗缺乏,可以參考與借鑒的設(shè)計項目有限,難以保證生態(tài)水利工程的設(shè)計水平和質(zhì)量。
3 生態(tài)水利工程的基本設(shè)計原則
3.1 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原理,也要符合生態(tài)學原理。生態(tài)水利工程的工程設(shè)施必須符合水文學和工程力學的規(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)計標準規(guī)定的范圍內(nèi),能夠承受洪水、侵蝕、風暴、冰凍、干旱等自然力荷載。按照河流地貌學原理進行河流縱、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。
3.2 生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計、自我恢復(fù)原則。生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能表現(xiàn)為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。自組織的機理是物種的自然選擇,也便是說某些與生態(tài)系統(tǒng)友好的物種,可以經(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。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)計與過去水工設(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,建筑物最后可以具備人們所期望的功能。河流修復(fù)工程設(shè)計與此不一樣,生態(tài)工程設(shè)計是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計,大概說是幫設(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。
3.3 堅持與環(huán)境工程設(shè)計進行有機結(jié)合。生態(tài)水利工程的設(shè)計應(yīng)當充分吸收環(huán)境科學與工程的理論與技術(shù),實現(xiàn)水量與水質(zhì)同步科學配置的目的。當前尤其是應(yīng)與水污染防治工程進行有機結(jié)合,由于水利工程作用的水量一般較大且具有明顯的季節(jié)性變化,使生態(tài)水利工程的設(shè)計與實施存在較大的挑戰(zhàn)與阻力。如黑龍江省扎龍濕地補水工程,雖然實現(xiàn)了連續(xù)幾年的補水,但由于水質(zhì)不符合濕地水質(zhì)要求,導(dǎo)致濕地水域中底棲生物明顯減少,部分物種消失,一些遷徙水禽不在此處停留。為了減少早田排水挾帶泥沙或污染物進入下游湖泊或天然濕地,可以在進入湖泊或濕地的過渡帶設(shè)計生態(tài)處理溝渠或氧化塘。而水田排水溝渠可以在植物生長季節(jié)充分蓄水,利用人工溝渠濕地對有機污染物質(zhì)進行降解。在缺水地區(qū)種植水稻,特別是在開采地下水種植水稻的地區(qū),應(yīng)當進行以水量高效利用與水質(zhì)凈化為目的的生態(tài)水利工程設(shè)計。而這種設(shè)計思路來源于水污染的自然穩(wěn)定塘處理理論與工藝。
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