浅谈生态水利工程如何规划设计

浅谈生态水利工程如何规划设计

符海芹1时闽惠2刘俊锋3

（1.河海大学设计研究院有限公司210098；2.常熟市长江河道管理处215500）

（3.盐城市水利勘测设计研究院224000）

摘要：摘要：随着经济的快速发展，城市化进程取得了很大的进步，城市中的各项基础建设设施开始进入了快速建设阶段，水利工程是城市的重要基础设施之一，其设计的要求和内容对城市的影响具有极其重要的意义。水利工程对于一座城市来讲，不仅要起到防洪抗涝的功能，同时还要对美化城市环境，保护生态平衡起到积极的作用。文中分析了水利工程对河流生态系统的影响及规划设计的发展与需求，并进一步对水利工程的基本设计原则进行了具体的阐述。

关键词：生态水利工程；规划设计；生态系统

引言：

人们为了满足一定的需求，大量兴建的水利工程，同时也造成了一些负面效应。为此，针对生态水利工程如何规划设计成为当务之急。生态水利工程对经济和社会发展有着举足轻重的地位。生态水利工程在建设过程中，首先要确保工程的安全性，只有工程的安全性得以保证，才能使工程持续性的发挥其功能。但是水利工程规划的同时，必须考虑到水利工程对生态系统的严重影响，因此在规划在生态系统规划时要考虑对生态系统的影响尽量减小到最小。本文通过对水利工程学的基本原则进行分析。

一、工程安全性和经济性原则

生态水利工程是一种综合性工程，既要满足人类的需求，同时也要考虑可持续发展的要求。另外，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。

从生态水里工程的经济上分析，应准寻风险小效益大的基本原则，由于生态系统的演变方向随机的，生态水利工程规划具有一定的风险，这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，应该合理的利用生态系统的恢复能力，力争以最小的投入获得最大收获的规划路线。

二、生态系统自设计、自我恢复原则

生态系统的自组织功能是其重要特征。生态学用自组织功能来解释物种分布的丰富性现象，也用来说明食物网随时间的发展过程。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。在这种情况下，生境就可以支持一个能具有足够数量并能进行繁殖的种群。自组织功能原理与达尔文的进化论有相似之处，只是研究的尺度不同而已。达尔文的进化论研究是在地球生物圈所有种群的尺度上进行的，而自组织功能是在生态系统中种群之间发生的。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。

三、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。

所谓“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。

同时，必须重视水域和生态环境的易变性、流动性和随机性的特点，表现为流量、水位和水量的水文周期变化和随机变化，也表现为河流淤积与侵蚀的交替变化造成河势的摆动。这些变化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。生态系统的变化范围从生境受到限制时期的高度临界状态到生境扩张时期的冗余状态。

再者，要考虑生境边界的动态扩展问题。由于动物迁徙和植物的随机扩散，生境边界也随之发生动态变动。

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。需要对历史资料进行收集、整理，以掌握长时间尺度的河流变化过程与生态现状的关系。河流生态修复长期的工作。有研究指出，湿地重建或修复需要大约15 到20 年的时间。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。

四、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。在河流工程项目按照设计执行以后，就开始了一个自然生

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趋多元化，不仅仅包括自然光的设计，还包括人工光的设计。

3.1充分利用自然采光

自然光是大自然给我们人类的礼物，充分利用自然光，不仅可以节约能源，而且从心理上更容易接受。在现在科学技术不断的进步，利用自然光是手段也不断更新。在展示空间中，应结合展示空间的形式、材料，使展示空间能在自然光照下，表现更多的层次感和结构形式，使空间的视觉感受和美感能很好的结合。

3.2合理地支配人工光

人工照明也就是“灯光照明”或“室内照明”，它是夜间主要光源，同时又是白天室内光线不足时的重要补充。人工照明环境具有功能和装饰两方面的作用，从功能上讲，建筑物内部的天然采光要受到时间和场合的限制，所以需要通过人工照明补充，在室内造成一个人为的光亮环境，满足人们视觉工作的需要；从装饰角度讲，除了满足照明功能之外，还要满足美观和艺术上的要求，这两方面是相辅相成的。

在展示空间照明设计中应遵循以下规则：一是，正确选择照度值。要根据展品的特点和需要来选择照度，像珠宝首饰和精密的仪器需要高的照度值，而图书、花卉和普通的服装等则需要低的照度值。二是，各区域的亮度要合适。展示区根据不同的功能划分为不同的展区，对于要重点展示的区域，亮度要高一点，对于休息区走道灯辅助区域，亮度可以低一点，这样在明暗上区分了空间。三是，要避免眩光。眩光不仅伤害人命的视力而且还影响展示效果，所以在展示空间中要绝对避免眩光。眩光分为两类：直接眩光和间接眩光。直接眩光是指光线的反射直接刺激人的眼睛，间接眩光是指光线反射后在镜面物体上产生的影像。不管是那种眩光都会让观众不舒服，无法看清展品并且会伤害视力。对于眩光，在现代展示设计中，我们可以通过在灯具上面做适当的遮挡，在展柜内内置灯具，展具表面进行乌光化等方式避免眩光。

结语：

随着科技的进步，人们生活水平的提高，展示设计与人们的关系越来越密切，而对于展示空间中的照明设计是展示空间表现的很重要的方面，作为展示设计师，应该在满足空间照明需求下进行更多的设计，使展示空间更加的丰富多彩，更加的舒适，更好的为展示空间服务。

参考文献：

[1] 来增祥，陆震纬，室内设计原理，中国建筑工业出版社。

[2] 陈易，建筑室内设计，同济大学出版社出版。

[3] 吴硕贤，室内环境与设备，中国建筑工业出版社。

[4] 李树阁，张书鸿，灯光装饰艺术，辽宁科学技术出版社。

[5] 唐北明，展示设计，北京工艺美术出版社。

[6] 符远，展示设计，高等教育出版社。

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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。最顶层的理想状态应是没有外界胁迫的自然生态演进状态。在河流生态修复工程中，恢复到未受人类干扰的河流原始状态往往是不可能的，可以理解这种原始状态是自然生态演进的极限状态上限。如果没有生态修复工程，在人类活动的胁迫下生态系统的进一步恶化，这种状态则是极限状态的下限。在这两种极限状态之间，生态修复存在着多种可能性。针对具体一项生态修复工程实施以后，一种理想的可能是：监测到的各生态变量是现有科学水平可能达到的最优值，表示生态演进的趋势是理想的。另一种差的情况是，监测到的各生态变量是人们可接受的最低值。在这两种极端状态之间，形成了一个包络图。一项生态修复工程实施后的实际状态都落在这个包络图中间。

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。这就需要在项目初期建立完善的监测系统，进行长期观测。依靠完整的历史资料和监测数据，进行阶段性的评估。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。评估的结果不外乎有几种可能：（1）生态系统大体按照预定目标演进，不需要设计变更；（2）需要局部调整设计，适应新的状况；（3）原来制定的目标需要重大调整，相应进行设计。

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。

通过以上分析，可以看出，若严格的按照利工程学的基本原则进行规划，即使的对突发情况进行有效的处理，就可做到在满足人类发展的需求的同时，又可以减小人类对自然的影响，优化生态系统的稳定性。

结语：

生态水利工程设计作为一门新兴学科，旨在寻求社会经济发展与自然环境保护的平衡点。目前，生态水利工程设计由于经验积累问题上的不足，其发展较为缓慢，但是随着人们对人与自然的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 杨立信.水利工程与生态环境（一）——咸海流域实例分析[M].黄河水利出版社，2004，11.

2 董哲仁.生态水利工程原理与技术[M].水利水电出版社，2007，03.

3 邵蕾，李丽.浅谈生态水利工程的规划设计基本原则[J].民营科技，2011（8），245-246.

4 姚南翔.关于生态水利工程设计的若干问题探讨[J].黑龙江科技信息，2011（26），243-244.

5 汪磊.生态水利工程的基本设计原则研究[J].新农村（CN23-1552/S），2011（7），76-77.

浅谈生态水利工程如何规划设计

作者：符海芹， 时闽惠， 刘俊锋

作者单位：符海芹(河海大学设计研究院有限公司 210098)， 时闽惠(常熟市长江河道管理处 215500)， 刘俊锋(盐城市水利勘测设计研究院 224000)

刊名：

新材料新装饰

英文刊名：New Material New Decoration

年，卷(期)：2013(7)

参考文献(5条)

1.杨立信水利工程与生态环境(一)--咸海流域实例分析 2004

2.董哲仁生态水利工程原理与技术 2007

3.邵蕾;李丽浅谈生态水利工程的规划设计基本原则[期刊论文]-民营科技 2011(08)

4.姚南翔关于生态水利工程设计的若干问题探讨[期刊论文]-黑龙江科技信息 2011(26)

5.汪磊生态水利工程的基本设计原则研究[期刊论文]-新农村(CN23-1552/S) 2011(07)

引用本文格式：符海芹.时闽惠.刘俊锋浅谈生态水利工程如何规划设计[期刊论文]-新材料新装饰 2013(7)