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篇1

【關(guān)鍵詞】城市園林，生態(tài)修復(fù)，理念，管理

中圖分類號(hào)：TU986.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

一、前言

生態(tài)修復(fù)是指停止人為干擾生態(tài)系統(tǒng),以減輕負(fù)荷壓力,依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)和自我組織能力使其發(fā)展走向正確的秩序,或使用的彈性的生態(tài)系統(tǒng)，輔以人工措施，恢復(fù)受損生態(tài)系統(tǒng)一步一步或使生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展方向的良性循環(huán)，指致力于那些在自然突變和活動(dòng)的影響下,人類活動(dòng)破壞自然生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)和重建工作。

二、國家生態(tài)園林城市標(biāo)準(zhǔn)

生態(tài)園林城市是一種以人為本,根據(jù)自然環(huán)境、資源流向經(jīng)濟(jì)效益的命脈,使得生態(tài)良性循環(huán)、社會(huì)和諧發(fā)展和人類居住環(huán)境的優(yōu)良形式。生態(tài)園林城市倡導(dǎo)生態(tài)倫理，倡導(dǎo)綠色文明，保護(hù)和構(gòu)建地帶性植物群落,實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),預(yù)防和控制環(huán)境污染,提高資源的利用效率和再生能力，保持該地區(qū)文化特點(diǎn)，基于人與自然的和諧，實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

城市功能的協(xié)調(diào)，以滿足生態(tài)平衡，城市發(fā)展和布局結(jié)構(gòu)合理，形成了協(xié)調(diào)與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)的城市發(fā)展和城鄉(xiāng)一體化系統(tǒng)的城市發(fā)展。城市和區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，具有良好的區(qū)域生態(tài)環(huán)境，形成完整的城市綠地系統(tǒng)。城市人文景觀和自然景觀和諧發(fā)展和繼承傳統(tǒng)文化的城市，保持城市原來的歷史風(fēng)貌,保護(hù)歷史文化和自然遺產(chǎn)，保持自然形式的地形地貌、水系、人文、自然景觀，形成一個(gè)獨(dú)特的城市。完善城市基礎(chǔ)設(shè)施，提供良好的城市生活環(huán)境，積極參與公共利益的制定和實(shí)施的當(dāng)中來。

三、城市園林生態(tài)恢復(fù)的概述

景觀生態(tài)恢復(fù)是指恢復(fù)原始生態(tài)系統(tǒng)的受損，這與人類活動(dòng)被暫停或相互聯(lián)系。景觀生態(tài)建設(shè)應(yīng)以景觀空間結(jié)構(gòu)調(diào)整和重建為基本單元，包括調(diào)整原來的景觀格局，改善受損生態(tài)系統(tǒng)的威脅或功能，完善基本生產(chǎn)力和穩(wěn)定性的影響，人類活動(dòng)對(duì)景觀演化導(dǎo)致一個(gè)良性循環(huán)。城市景觀生態(tài)修復(fù)并不意味著在所有的情況下恢復(fù)原始的生態(tài)系統(tǒng)，這也沒有什么必要，也不可能實(shí)現(xiàn)。生態(tài)修復(fù)是最關(guān)鍵的恢復(fù)系統(tǒng)所必需的結(jié)構(gòu)和功能，使系統(tǒng)能夠維持城市本身。生態(tài)恢復(fù)與重建是跨尺度、多水平的問題，其主要的性能水平是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)區(qū)域，景觀生態(tài)恢復(fù)與重建景觀退化。

四、以生態(tài)修復(fù)服務(wù)功能為導(dǎo)向的城市園林綠地規(guī)劃模式

1．內(nèi)容

城市園林綠地規(guī)劃設(shè)計(jì),從整體性出發(fā)系統(tǒng),規(guī)劃和設(shè)計(jì)不同的對(duì)象根據(jù)不同的規(guī)劃和設(shè)計(jì)措施加強(qiáng)彼此之間的聯(lián)系。園林綠地景觀是由人工植物群落影響下的人工地形、水和其他自然元素與純?nèi)祟悩?gòu)建結(jié)構(gòu)建筑的復(fù)雜巨系統(tǒng)，園林綠地景觀系統(tǒng)不再是在分散狀態(tài)，但是發(fā)生了根本的變化。整個(gè)反映在每一個(gè)部分的綠色空間景觀必須密切關(guān)注其整體性。對(duì)于處理這類園林綠地，必須把它作為一個(gè)有機(jī)部分的園林綠地景觀。但現(xiàn)實(shí)往往只能滿足城市在視覺上的需要，而不是整個(gè)花園綠地生態(tài)調(diào)節(jié)功能。使園林綠地發(fā)揮整體大于各部分之和的功能，必須是有機(jī)組織。遵循生態(tài)修復(fù)服務(wù)功能的工作原理,利用生態(tài)花園綠地景觀設(shè)計(jì)應(yīng)該包括以下五個(gè)方面:

（一）、在植物配置,使用自然植物利基原理、設(shè)計(jì)的生態(tài)關(guān)系對(duì)象進(jìn)行植物的合理搭配，形成一個(gè)優(yōu)勢互補(bǔ)和相對(duì)穩(wěn)定的植物群落；

（二）、利用植物不同的生物學(xué)特性和生態(tài)特征,在不同的位置不同的植物群落的布局，以達(dá)到最大的衰減的空氣污染，水質(zhì)污染；

（三）、在使用景觀要素、景觀素描大量的材料中，在景觀設(shè)計(jì)應(yīng)該充分利用的時(shí)候,比如工業(yè)荒地垃圾要合理有效的使用；

（四）、改善生態(tài)環(huán)境的重點(diǎn)是景觀設(shè)計(jì)；

（五）、生活生態(tài)位的改善是促進(jìn)生產(chǎn)生態(tài)位改善的推動(dòng)力。

2．工程技術(shù)手段

技術(shù)的基礎(chǔ)是生態(tài)修復(fù)。不同的技術(shù)水平不同(非生物因素、生物物種、個(gè)人、人口、社區(qū)、生態(tài)系統(tǒng)和景觀、區(qū)域和全球生態(tài)系統(tǒng))。回收技術(shù),分為物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)和生態(tài)技術(shù)等。旨在恢復(fù)各種物理性問題(如輻射、風(fēng)、水文學(xué)、土壤顆粒結(jié)構(gòu)、溫度、濕度、矩陣、地形、地質(zhì)、水利、灌溉)、化學(xué)問題，污染和廢物處理和利用,土壤、富營養(yǎng)、化學(xué)結(jié)構(gòu)和流程、酸化、鹽漬化和堿化土壤肥力在極端環(huán)境改善等、生物問題(錯(cuò)誤處理幼苗,種子生產(chǎn)、種子的選擇、育種和種質(zhì)改良等)、生態(tài)技術(shù)(從不同的層面看,比如人口調(diào)控或社區(qū)配置控制和生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能、生態(tài)行為裝配)生態(tài)演繹的規(guī)定,來構(gòu)建一個(gè)城市園林綠地規(guī)劃模式優(yōu)化生態(tài)系統(tǒng)。

五、城市園林生態(tài)修復(fù)的管理方法

人們常常基于人類的方式恢復(fù)城市園林生態(tài)。在不同的恢復(fù)模式和參與空間和時(shí)間順序(在時(shí)間和空間分布)的不同，經(jīng)常影響達(dá)到極限狀態(tài)的生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。

生物物種存在于許多方面，城市綠地系統(tǒng)建設(shè)和生態(tài)重建的大型工程項(xiàng)目是人工干預(yù)和生物物種的人工生態(tài)修復(fù)的表達(dá)模式。由于生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)時(shí)間開放,物種通常不是一個(gè)單一的步驟，是多次入境的過程。因此一定條件下的空間和時(shí)間的混合物種及其配合參與的人將成為一個(gè)重要的因素影響形成的城市園林生態(tài)恢復(fù)模式。

在同一時(shí)空領(lǐng)域上進(jìn)入的物種組合有利于形成生態(tài)結(jié)構(gòu)和功能流程的基本環(huán)節(jié)或鏈；在不同時(shí)空領(lǐng)域上進(jìn)入的物種組合有利于形成綠地景觀的基本生態(tài)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步促進(jìn)綠地景觀網(wǎng)絡(luò)功能的發(fā)育。

各項(xiàng)生態(tài)修復(fù)服務(wù)功能對(duì)于城市居民的重要性差異:在一個(gè)特定的城市，從城市綠地規(guī)劃的關(guān)鍵考慮因素是生態(tài)服務(wù)功能的重要性為城市居民有差異,這是優(yōu)先確定生態(tài)服務(wù)功能的重要基礎(chǔ)。

生態(tài)修復(fù)服務(wù)功能與綠地的提高而增大的速度的差異:在其他因素不變的條件下，增加綠色景觀，生態(tài)服務(wù)功能將會(huì)得到增強(qiáng)。然而,由于綠地增加的數(shù)量、生態(tài)修復(fù)服務(wù)增強(qiáng)速度是不同的，或綠色的敏感程度的增加都是不同的。其他條件相同的情況下，靈敏度越高的生態(tài)修復(fù)服務(wù)功能應(yīng)該更優(yōu)先，如圖。

六、結(jié)束語

現(xiàn)代工業(yè)化程度正變得越來越嚴(yán)重,使城市居民生活環(huán)境受到極大的危害，為了讓生態(tài)系統(tǒng)得到良好的恢復(fù),必須借助現(xiàn)代手段的景觀恢復(fù)、景觀生態(tài)恢復(fù)與重建的關(guān)系來構(gòu)建區(qū)域生態(tài)安全格局，以實(shí)現(xiàn)健康的生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)園林化的美麗城市。

參考文獻(xiàn)

[1]城市綠地規(guī)劃的理論基礎(chǔ)與模式研究，中國環(huán)境科學(xué)出版社，2008

[2]園林綠地景觀規(guī)劃的理論與方法,科學(xué)出版社，2006

篇2

關(guān)鍵詞：生態(tài)　水利工程　設(shè)計(jì)原則

1水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響

在社會(huì)生產(chǎn)過程中水利工程對(duì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)有著巨大的作用，同時(shí)也要看到水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動(dòng)人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動(dòng)性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(qiáng)調(diào)水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。

2生態(tài)水利工程

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(jì)主要對(duì)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(xiǎn)等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)理論及方法，促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合，用以改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計(jì)理論，形成水利工程學(xué)新的學(xué)科分支——生態(tài)水利工程學(xué)。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個(gè)新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，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)水利工程的內(nèi)涵是：對(duì)于新建工程，是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)（如治河、防洪工程），兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對(duì)于已建工程，則是對(duì)于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)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。

3生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

3.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程是一項(xiàng)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(yùn)等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。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(jì)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(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，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(dòng)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(duì)于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析，應(yīng)遵循風(fēng)險(xiǎn)最小和效益最大原則。由于對(duì)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(xiǎn)。這就需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評(píng)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提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

一個(gè)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(huì)下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會(huì)發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動(dòng)，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(jìn)魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點(diǎn)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(duì)于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評(píng)估，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(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(shí)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(gè)生物因子的基本需求，評(píng)估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件，對(duì)于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評(píng)估。在眾多的環(huán)境因子中，識(shí)別那些對(duì)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(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計(jì)和生物棲息地的設(shè)計(jì)。

3.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、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(jī)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(yàn)，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(shí)，生態(tài)工程設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)水工設(shè)計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別。像設(shè)計(jì)大壩這樣的人工建筑物是一種確定性的設(shè)計(jì)，建筑物的幾何特征、材料強(qiáng)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(jì)與此不同，生態(tài)工程設(shè)計(jì)是一種“指導(dǎo)性”的設(shè)計(jì)，或者說是輔設(shè)計(jì)。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、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(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明，人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。

傳統(tǒng)的水利工程設(shè)計(jì)的特征是對(duì)于自然河流實(shí)施控制。而設(shè)計(jì)生態(tài)水利工程時(shí)，要求工程師必須放棄控制自然界的動(dòng)機(jī)，樹立新的工程理念。因?yàn)橐揽咳肆图夹g(shù)控制自然界是不可能的。人們要善于利用生態(tài)系統(tǒng)自組織、自設(shè)計(jì)這個(gè)寶貴財(cái)富，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧。需要強(qiáng)調(diào)的是，地球上沒有兩條相同的河流，每一條河流的特點(diǎn)都是各不相同的。因此，每一項(xiàng)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(jià)值，尋求最佳的生態(tài)工程方案。

自設(shè)計(jì)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(jì)理論時(shí)，需要注意充分利用鄉(xiāng)土種。引進(jìn)外來物種時(shí)要持慎重態(tài)度，防止生物入侵。

3.4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(jìn)行，而不是在小尺度、短時(shí)期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)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。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(gè)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(dòng)物或修復(fù)河岸植被。

景觀則是指生態(tài)學(xué)中的景觀尺度。景觀尺度包括空間尺度和時(shí)間尺度。為什么在景觀的大尺度上進(jìn)行河流修復(fù)規(guī)劃？首先，水域生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)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)。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(dòng)和工程設(shè)施作為生境的組成部分，形成對(duì)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(shí)，需要對(duì)于各種脅迫因素之間的相

互關(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，這些特點(diǎn)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(shí)間與空間中擴(kuò)展或收縮的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。再者，河流生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的系統(tǒng)，與周圍生態(tài)系統(tǒng)隨時(shí)進(jìn)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(dòng)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(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)。最后，河流生態(tài)修復(fù)的時(shí)間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。每一個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。河流生態(tài)修復(fù)是靠時(shí)間做工作的。有研究指出，濕地重建或修復(fù)需要大約15~20a的時(shí)間。因此對(duì)于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長期準(zhǔn)備，同時(shí)進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。

3.5反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個(gè)過程，河流修復(fù)工程需要時(shí)間。從長時(shí)間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時(shí)間。進(jìn)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(shí)對(duì)外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時(shí)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(shí)間，期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。

生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)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(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項(xiàng)目執(zhí)行以后，就開始了一個(gè)自然生態(tài)演替的動(dòng)態(tài)過程。這個(gè)過程并不一定按照設(shè)計(jì)預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。

意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)都不是靜止的，在時(shí)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(jì)不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計(jì)方法，而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照“設(shè)計(jì)—執(zhí)行（包括管理）—監(jiān)測—評(píng)估—調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)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。評(píng)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(xiàng)目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。

在反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)過程中，提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣?huì)各界的廣泛參與，通過對(duì)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(jì)的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

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篇3

關(guān)鍵詞：污染土壤；土壤污染；微生物修復(fù)

中圖分類號(hào)：X53文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-0432（2012）-02-0079-2

隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展以及農(nóng)用化學(xué)物質(zhì)用量和種類的增加，土壤污染日趨嚴(yán)重，污染程度不斷加劇，污染土壤面積逐年擴(kuò)大，土壤污染成了全世界普遍關(guān)注和研究的主要環(huán)境問題。

1 我國土壤污染的現(xiàn)狀及危害

土壤污染是指人類活動(dòng)所產(chǎn)生的污染物從而使土壤的性質(zhì)、組成及性狀等發(fā)生變化，導(dǎo)致污染物質(zhì)在土壤中的積累，破壞了土壤的自然生態(tài)平衡，使土壤的自然功能失調(diào)、土壤質(zhì)量發(fā)生惡化的現(xiàn)象。

1.1 我國土壤污染的現(xiàn)狀

我國目前土壤污染主要表現(xiàn)在土壤污染程度加劇、污染類型復(fù)雜多樣以及對(duì)土壤污染認(rèn)識(shí)和重視不夠，資金投入不足，防治土壤污染的法律依據(jù)及有關(guān)土壤環(huán)境評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系不完善，防治土壤污染的措施缺乏有效性和針對(duì)性等。

1.2 土壤污染的危害

土壤污染與水污染、大氣污染有極大的不同，具備隱蔽性、滯后性、累積性、不可逆轉(zhuǎn)性和難治理性等特點(diǎn)，土壤一旦受到污染，則需要很長的治理周期和較高的投資成本，造成的危害也比其他污染更難消除，因此其造成的危害也大，主要表現(xiàn)在以下方面。

1.2.1 土壤污染導(dǎo)致嚴(yán)重的直接經(jīng)濟(jì)損失 土壤污染后，有機(jī)、無機(jī)毒物在土壤中過多滯留，改變了土壤的理化性質(zhì)，土壤鹽堿化、板結(jié)，破壞土壤生態(tài)平衡，直接影響土壤生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，造成嚴(yán)重的無法估量的經(jīng)濟(jì)損失，僅以土壤重金屬污染為例，全國每年因重金屬污染而造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)就達(dá)200億元。

1.2.2 土壤污染導(dǎo)致生物品質(zhì)不斷下降 因農(nóng)田施用化肥，大多數(shù)城市近郊土壤都受到不同程度的污染。許多地方糧食、蔬菜、水果等食物中鎘、砷、鉻、鉛等重金屬含量超標(biāo)或接近臨界值。有些地區(qū)污灌已經(jīng)使得蔬菜的味道變差，易爛，甚至出現(xiàn)難聞的異味；農(nóng)產(chǎn)品的儲(chǔ)藏品質(zhì)和加工品質(zhì)也不能滿足深加工的要求。

1.2.3 土壤污染危害人體健康 土壤污染后一方面造成有害物質(zhì)在農(nóng)作物中積累，并通過食物鏈進(jìn)入人體，引發(fā)各種疾病；另一方面，污染土壤中的病原微生物也有可能通過各種途徑進(jìn)入人體，引起人的疾病，最終危害人體健康。

1.2.4 土壤污染導(dǎo)致其他環(huán)境問題 土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力的作用下分別進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

1.2.5 土壤污染導(dǎo)致其他環(huán)境問題 土地受到污染后，含重金屬濃度較高的污染表土容易在風(fēng)力和水力的作用下分別進(jìn)入到大氣和水體中，導(dǎo)致大氣污染、地表水污染、地下水污染和生態(tài)系統(tǒng)退化等其他次生生態(tài)環(huán)境問題。

2 污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)的原理

微生物對(duì)污染土壤中污染物的降解與轉(zhuǎn)化是污染土壤微生物修復(fù)的基礎(chǔ)。污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)的原理就是采用一定的工程技術(shù)，篩選能高效降解污染物的優(yōu)良微生物菌種，人為創(chuàng)造有利于優(yōu)良降解微生物生長的環(huán)境條件，結(jié)合工程技術(shù)，促進(jìn)微生物對(duì)污染土壤中的污染物的降解與轉(zhuǎn)化，使污染土壤恢復(fù)到污染前的水平，根據(jù)污染土壤類型的不同，主要介紹重金屬污染土壤和有機(jī)污染土壤的微生物修復(fù)原理。

2.1 重金屬污染土壤

重金屬污染土壤的微生物修復(fù)原理主要是通過微生物對(duì)土壤中重金屬的固定、移動(dòng)或生物轉(zhuǎn)化，改變重金屬在土壤中的環(huán)境化學(xué)行為，從而達(dá)到生物修復(fù)的目的，主要包括生物富集和生物轉(zhuǎn)化。在重金屬污染土壤中，本身存在或人為加入一些對(duì)有毒重金屬離子具有抗性的特殊微生物類群，這些特殊微生物類群能夠把重金屬進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，其主要轉(zhuǎn)化機(jī)制包括微生物對(duì)重金屬的生物氧化、還原、甲基化、重金屬的溶解和有機(jī)絡(luò)合，從而改變其毒性，使重金屬污染土壤得到修復(fù)。

2.2 有機(jī)污染土壤的微生物修復(fù)原理

有機(jī)污染土壤的微生物修復(fù)原理主要是大部分有機(jī)污染物可以被微生物胞外或胞內(nèi)降解、轉(zhuǎn)化，降低其毒性或使其完全無害化。微生物對(duì)有機(jī)物的胞外降解主要是微生物能夠分泌降解有機(jī)污染物的胞外酶；微生物胞內(nèi)降解主要是污染物能通過主動(dòng)運(yùn)輸、被動(dòng)擴(kuò)散、促進(jìn)擴(kuò)散、基團(tuán)轉(zhuǎn)位及胞飲作用等進(jìn)入微生物細(xì)胞內(nèi)后，由微生物細(xì)胞分泌胞內(nèi)酶降解。降解作用主要有氧化作用、還原作用、基團(tuán)轉(zhuǎn)移作用、水解作用以及酯化、縮合、氨化、乙酰化、雙鍵斷裂及鹵原子移動(dòng)等類型。

3 污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)的影響因素分析

污染土壤微生物修復(fù)過程實(shí)質(zhì)上是微生物對(duì)污染物的降解與轉(zhuǎn)化過程。因此，在選擇利用和實(shí)施污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)時(shí)，一定要考慮其影響因素，以保證微生物修復(fù)的效果。主要包括以下六個(gè)方面。

3.1 微生物的種類和性質(zhì)

污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)中，對(duì)修復(fù)起核心作用的是微生物。選擇優(yōu)良的微生物菌種，是污染土壤微生物修復(fù)取得良好效果的前提。用作污染土壤微生物修復(fù)的微生物有土著微生物，外來微生物，基因工程菌（GEM）三大類。土著微生物存在生長慢，代謝活性不高，但適應(yīng)快，目前在大多數(shù)微生物修復(fù)工程中實(shí)際應(yīng)用的都是土著微生物；外來微生物是指為了提高污染物的降解速率，人為接種的一些降解污染物的高效菌，采用外來微生物接種是會(huì)受到土著微生物的競爭，因此要加大接種量；菌因工程菌是采用遺傳工程手段將多種降解基因轉(zhuǎn)入同一微生物中，從而獲得更廣譜的降解能力，但基因工程菌的實(shí)際應(yīng)用在美、日等國，受立法控制。因此，污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)中微生物的選擇，對(duì)修復(fù)效果起關(guān)鍵作用。

3.2 微生物營養(yǎng)鹽

污染土壤微生物修復(fù)過程中，為使污染物達(dá)到完全降解或是降解更充分，必需供給處理微生物合理的營養(yǎng)。因?yàn)樵谖廴就寥乐校廴疚镞^量積累，可能品種單一，營養(yǎng)元素嚴(yán)重失衡，因此，在處理過程中，一定要添加營養(yǎng)鹽。營養(yǎng)鹽的添加，一定要通過可行性實(shí)驗(yàn)確定。

3.3 溶解氧

土壤具有團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，是氣、固、液三相體系。污染土壤因污染物種類和數(shù)量不同，溶氧也有差別。良好土壤溶氧在5mg/L左右，污染土壤由于污染物而變低。為保證污染土壤微生物修復(fù)過程中微生物的生長和對(duì)污染物的充分降解及有效轉(zhuǎn)化，一定要保證氧的供給。在工程實(shí)際中，常采用鼓風(fēng)機(jī)向地下鼓風(fēng)以補(bǔ)充污染土壤中的氧。

3.4 共代謝基質(zhì)

微生物對(duì)環(huán)境中污染物質(zhì)之所以有強(qiáng)大的降解與轉(zhuǎn)化能力，除了因?yàn)樗旧韨€(gè)體小，比表面積大，種類多，分布廣，適應(yīng)力強(qiáng)，代謝類型多樣，代謝速率快外，還有一個(gè)重要的特點(diǎn)，就是微生物具有共代謝作用。在污染土壤中添加化學(xué)結(jié)構(gòu)與污染物類似的共代謝基質(zhì)，一方面，可以富集共代謝微生物；另一方面共代謝基質(zhì)能促使微生物對(duì)難降解污染物的分解。因此共代謝基質(zhì)的種類和數(shù)量是影響污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)效果的一個(gè)很重要因素。

3.5 污染土壤的特性

污染土壤的特性影響修復(fù)過程中污染物和微生物的相對(duì)活性，最終影響修復(fù)速度和程度。土壤可分為氣體、水分、無機(jī)固體和有機(jī)固體四個(gè)組分，有機(jī)固體能吸附阻留有機(jī)污染物，降低其在土壤中的運(yùn)動(dòng)性，同時(shí)這種固定化分延長微生物對(duì)有機(jī)污染物的降解與轉(zhuǎn)化。

3.6 污染物的物理、化學(xué)性質(zhì)

污染土壤中污染物的物理化學(xué)性質(zhì)也是影響污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)的一個(gè)重要因素。主要包括淋失與吸附、揮發(fā)、生物降解和化學(xué)反應(yīng)四個(gè)方面的性質(zhì)。了解污染土壤污染物的性質(zhì)是判斷能否采用微生物修復(fù)以及采取相應(yīng)的對(duì)策，強(qiáng)化微生物修復(fù)過程。

3.7 微生物的環(huán)境因子

影響污染土壤微生物修復(fù)的因素除了以上因素外，微生物生長的環(huán)境因子如溫度、pH、水分等，也是影響污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)效果的重要的環(huán)境因素。

4 污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)的應(yīng)用前景

污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)具有耗資少，處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，引起許多國家的重視，我國也成立了專門的機(jī)構(gòu)，旨在研究和推動(dòng)污染土壤的修復(fù)工作。通過研究人員的努力，污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)已走出實(shí)驗(yàn)室，并在許多受有毒有害有機(jī)污染物污染的土壤修復(fù)計(jì)劃中得到應(yīng)用，一些工程技術(shù)如原位處理、生物通風(fēng)、挖掘堆置處理、反應(yīng)器處理等已經(jīng)比較成熟，隨著土壤污染問題的日益嚴(yán)峻，隨著國家對(duì)環(huán)保的日趨重視，隨著國民環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，污染土壤微生物修復(fù)技術(shù)必將展現(xiàn)更廣的應(yīng)用前景。

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篇4

    生態(tài)水利設(shè)計(jì)中需堅(jiān)持的原則

    1.安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

    生態(tài)水利好設(shè)計(jì)中的安全性與經(jīng)濟(jì)性原則指的是工程要符合水利工程學(xué)的基本原理和生態(tài)學(xué)的基本原理,工程設(shè)施要具有安全性、穩(wěn)定性和持久性。生態(tài)水利工程中的工程設(shè)施要符合水文學(xué)和工程力學(xué)的原理,要尊重泥沙的移動(dòng)、淤積和河流的侵蝕、沖刷規(guī)律,保證河流河流修復(fù)工程安全穩(wěn)定。當(dāng)然,除了考慮工程的安全性,還應(yīng)該堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)合理性原則,確保節(jié)約成本,利益最大化原則。

    2.保持河流的空間異質(zhì)性原則

    為了保護(hù)河流中的生物資源,在河流的空間形態(tài)和開發(fā)和改變中要堅(jiān)強(qiáng)空間異質(zhì)性原則。研究表明,生物群落的多樣性與非生物環(huán)境空間異質(zhì)息相關(guān),當(dāng)空間異質(zhì)越高的時(shí)候,物種的多樣性就越豐富。在生態(tài)水利設(shè)計(jì)過程中,要正確處理非生物環(huán)境與生物多樣性的關(guān)系,保持河流的空間異質(zhì)性特征。

    3.生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)原則

    生態(tài)系統(tǒng)具有自我修復(fù)功能,在開發(fā)和設(shè)計(jì)水利工程的時(shí)候,要充分考慮物種的自我適應(yīng)能力和環(huán)境的變化程度,防止生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能失效。依靠生態(tài)系統(tǒng)的自我修復(fù)功能,可以讓自然界自主選擇合適的物種,進(jìn)而合理地設(shè)計(jì),為生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展提供基礎(chǔ)。例如,在水利工程中可以引入鄉(xiāng)土物種,在選用外來物種時(shí),要做好考察和分析。

    4.流域尺度整體性原則

    在實(shí)施生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)流域尺度的時(shí)候,要堅(jiān)持整體性原則,分析整個(gè)河流生態(tài)結(jié)構(gòu)及功能,分析各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系和作用,進(jìn)而提出系統(tǒng)的修復(fù)河流形態(tài)的方法,避免僅僅考慮某一個(gè)支流或者河段水文系統(tǒng)的修復(fù)。水域的生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)相互影響相互聯(lián)系的綜合體,生物系統(tǒng)、水文系統(tǒng)和工程設(shè)施系統(tǒng)之間都可以互相影響和作用,因此需要對(duì)整體性原則加以重視。

    5.反饋調(diào)整原則

    在水利工程的設(shè)計(jì)過程中,要遵循反饋調(diào)整原則,針對(duì)實(shí)施好的水利工程要做好調(diào)查、監(jiān)測、評(píng)估和分析,并做好適時(shí)且適度的調(diào)整工作。從設(shè)計(jì)到實(shí)施是比較重要的階段,但之后的監(jiān)測和調(diào)整是堅(jiān)持生態(tài)水利的重要部分,更加不可忽視。通過對(duì)生物的生存狀況和生存環(huán)境監(jiān)測,通過對(duì)水文環(huán)境和狀況的監(jiān)測,建立起系統(tǒng)的評(píng)估體系,并做好相應(yīng)的調(diào)整,進(jìn)而促進(jìn)生態(tài)水利工程目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

    分析生態(tài)水利設(shè)計(jì)技術(shù)路線

    1.科學(xué)分析水文過程

    水利工程既要為自然生態(tài)環(huán)境服務(wù),又要為人們的生產(chǎn)生活服務(wù),因而具有服務(wù)廣泛性的特點(diǎn)。鑒于這個(gè)特點(diǎn),生態(tài)水利工程在設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)該要科學(xué)地分析水文過程,對(duì)于生態(tài)目標(biāo)對(duì)水資源的配置要求和需要規(guī)律做好分析和計(jì)算,從而更有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如,在設(shè)計(jì)一項(xiàng)水利工程的時(shí)候,可以從水利工程對(duì)于濕地、林業(yè)、草原、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)、江河湖泊等的影響,又要分析水利工程對(duì)于工業(yè)、居民生活、消防、綠化等人文需求的影響,只有在綜合分析之后,才能實(shí)現(xiàn)生態(tài)水利工程自然與社會(huì)的雙贏。

    2.劃出主要生態(tài)敏感目標(biāo)

    一項(xiàng)水利工程對(duì)周圍的自然環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生影響,但因?yàn)榄h(huán)境的自我修復(fù)功能和影響的大小,有些影響可以忽視,而有些影響早已在環(huán)境承受和消化范圍之外,不加以重視可能會(huì)帶來嚴(yán)重的后果。對(duì)此,在進(jìn)行生態(tài)水利設(shè)計(jì)的時(shí)候,要對(duì)影響水利建設(shè)直接或者間接影響的關(guān)鍵性生態(tài)目標(biāo)進(jìn)行明確,通過人工修復(fù)或者不進(jìn)行破壞等設(shè)計(jì)方式有效地避免水利工程對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響。

    3.生態(tài)水利設(shè)計(jì)與環(huán)境工程設(shè)計(jì)協(xié)調(diào)一致

篇5

關(guān)鍵詞：生態(tài)；水利工程；設(shè)計(jì)原則

中圖分類號(hào)：TV文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

1．水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的影響

在社會(huì)生產(chǎn)過程中水利工程對(duì)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)有著巨大的作用，同時(shí)也要看到水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成了不同程度的影響。人類整治河道修筑堤壩等活動(dòng)人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動(dòng)性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變。這些改變對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。未來的水利工程在權(quán)衡社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(qiáng)調(diào)水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)的健康和可持續(xù)性。

2．生態(tài)水利工程

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(jì)主要對(duì)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(xiǎn)等問題。學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)吸收生態(tài)學(xué)理論及方法，促進(jìn)水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)的交叉融合，用以改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃及設(shè)計(jì)理論，形成水利工程學(xué)新的學(xué)科分支——生態(tài)水利工程學(xué)。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個(gè)新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，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)水利工程的內(nèi)涵是：對(duì)于新建工程，是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)（如治河、防洪工程），兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對(duì)于已建工程，則是對(duì)于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)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。

3．生態(tài)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)原則

3.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程是一項(xiàng)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(yùn)等需求，也要兼顧生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性。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(jì)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(jìn)行河流縱、橫斷面設(shè)計(jì)時(shí)，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(dòng)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。

3.2提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則

一個(gè)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(huì)下降，生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會(huì)發(fā)生變化，造成生態(tài)系統(tǒng)某種程度的退化。由于人類活動(dòng)，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(jìn)魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點(diǎn)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(duì)于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評(píng)估，建立河流地貌數(shù)據(jù)庫和生物資源數(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(shí)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(gè)生物因子的基本需求，評(píng)估各種生物因子的相互關(guān)系和制約條件，對(duì)于“關(guān)鍵種”或標(biāo)志性生物的環(huán)境因子進(jìn)行分類和評(píng)估。在眾多的環(huán)境因子中，識(shí)別那些對(duì)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(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計(jì)和生物棲息地的設(shè)計(jì)。

4．生態(tài)防洪護(hù)坡創(chuàng)新中應(yīng)重視的幾個(gè)問題

(一)從政策上支持。長期的防洪護(hù)坡工程建設(shè)，人們已習(xí)慣于建設(shè)傳統(tǒng)護(hù)坡。對(duì)于新技術(shù)和創(chuàng)新成果的推廣，必然會(huì)遇到這樣那樣的阻力。因此，必須要有一定的政策支持，才能確保新一代護(hù)坡技術(shù)的廣泛使用。

(二)既重視具體設(shè)計(jì)，又重視宏觀視野。護(hù)坡設(shè)計(jì)看似簡單，但要做出符合中國經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和時(shí)代要求的優(yōu)秀方案，必須要將工程師、藝術(shù)家、經(jīng)濟(jì)師和環(huán)境保護(hù)部門的思維溶于一體。在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)對(duì)我國發(fā)展中應(yīng)遵循的模式、能源消耗、礦產(chǎn)總量和污染排放處置等都要有一定的了解。

(三)重視科技創(chuàng)新。護(hù)坡是一種相對(duì)低技術(shù)含量的水利工程，如果大量引進(jìn)采用國外產(chǎn)品，經(jīng)濟(jì)上極不合算。我國是一個(gè)治水歷史悠久的國家，都江堰、靈渠、大運(yùn)河等一批古代杰出水利工程都證明中國人具有無比的智慧。因此，我們要重視科技創(chuàng)新，充分調(diào)動(dòng)水利科技工作者的積極性，開發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代護(hù)坡產(chǎn)品。

(四)材料的創(chuàng)新是關(guān)鍵。河道堤防護(hù)坡工程建設(shè)耗廢大量的塊石、混凝土預(yù)制塊或其他材料，其成本占工程總費(fèi)用的比例大。因此，一定要重視護(hù)坡原材料、半成品生產(chǎn)的技術(shù)創(chuàng)新，加快開采、加工、運(yùn)輸各環(huán)節(jié)配套升級(jí)，制定既開放競爭、又保證規(guī)模生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)政策，將護(hù)坡工程技術(shù)發(fā)展的切入點(diǎn)定在半成品生產(chǎn)創(chuàng)新上。

(五)建設(shè)資源節(jié)約型護(hù)坡。受資源約束的矛盾日益突出，一些主要材料、能源、水、土地紛紛告缺，資源的利用和保護(hù)成為人民關(guān)注的焦點(diǎn)。1、重視可行性研究，減少硬化河道護(hù)坡。盡量避免河道混凝土護(hù)坡建后再拆，不如盡量少建或非工程措施解決，有些河段完全可以這樣做。如：河岸凸凹不平，邊坡土質(zhì)抗沖刷能力強(qiáng)的河段；河岸灘較岸邊坡平緩、植被生長良好的河段；土堤迎水坡在特大洪水年份也未發(fā)生浪坎等險(xiǎn)情的河段。當(dāng)然，硬化混凝土護(hù)坡對(duì)防洪來說是有利的，只有在工程措施和非工程措施上綜合權(quán)衡利弊。對(duì)河道護(hù)坡工程進(jìn)行科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目尚行匝芯浚菍?shí)現(xiàn)資源節(jié)約的前提。2、開闊工程技術(shù)設(shè)計(jì)思路。采用何種形式的護(hù)坡來實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約，僅從傳統(tǒng)思想上進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新這種可能性不大。必須開拓新的思路。首先，盡量減少可再生資源的使用量，其次考慮護(hù)坡的造價(jià)與使用年限。(1)盡量減少混凝土用量，優(yōu)化采用天然石材，天然石材從經(jīng)濟(jì)及性能上看都具有優(yōu)勢。(2)提高預(yù)制混凝土構(gòu)件的強(qiáng)度。強(qiáng)度提高了，可以阻止環(huán)境水的侵入，從而保證混凝土塊的抗侵蝕性，增加了使用年限，使護(hù)坡的分?jǐn)偝杀拘　?/p>

5．反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個(gè)過程，河流修復(fù)工程需要時(shí)間。從長時(shí)間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時(shí)間。進(jìn)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(shí)對(duì)外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時(shí)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(shí)間，期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。

生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)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(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項(xiàng)目執(zhí)行以后，就開始了一個(gè)自然生態(tài)演替的動(dòng)態(tài)過程。這個(gè)過程并不一定按照設(shè)計(jì)預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。

6．結(jié)束語

意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)都不是靜止的，在時(shí)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(jì)不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計(jì)方法，而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照“設(shè)計(jì)—執(zhí)行（包括管理）—監(jiān)測—評(píng)估—調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)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。評(píng)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(xiàng)目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。

參考文獻(xiàn)：

［1］董哲仁.水利工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的脅迫［J］.水利水電技術(shù)，2003，（7）：1~5.

篇6

[關(guān)鍵詞]污染土壤修復(fù)；多環(huán)芳烴；基準(zhǔn)值

中圖分類號(hào)：X53 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2015）23-0380-01

1 污染土壤生態(tài)修復(fù)基準(zhǔn)方法研究的背景與意義

近年來，污染土壤修復(fù)技術(shù)與工程發(fā)展很快。目前有些修復(fù)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入現(xiàn)場應(yīng)用階段并取得了較好的治理效果，但是污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)的制定和修復(fù)效果評(píng)價(jià)的研究卻相對(duì)滯后。因此，因地制宜制定科學(xué)合理的修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，兼顧考慮保護(hù)人體健康和生態(tài)資源的污染土壤修復(fù)基準(zhǔn)值，對(duì)污染土壤環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和修復(fù)治理具有十分重要的意義。

2 基準(zhǔn)計(jì)算方法依據(jù)

環(huán)境基準(zhǔn)可以分為3個(gè)等級(jí)，（1）篩選值表示能引起潛在生態(tài)功能失調(diào)時(shí)土壤污物的濃度水平；（2）清潔目標(biāo)表示修復(fù)過程中有待達(dá)成的目標(biāo)，有時(shí)相當(dāng)于篩選值，相應(yīng)的修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，一般是在修復(fù)所需的費(fèi)用和生態(tài)效益之間進(jìn)行平衡后所做出的決策；（3）應(yīng)急值表示應(yīng)立即采取控制措施的嚴(yán)重污染指示濃度。

3遼寧省多環(huán)芳烴污染農(nóng)田土壤生態(tài)修復(fù)基準(zhǔn)研究

（1）保護(hù)植物富集途徑

多環(huán)芳烴從土壤進(jìn)入植物體內(nèi)的途徑主要有四種：i）根部富集作用；ii）植物呼吸吸收；iii）植物表皮吸附；iv）地下莖、葉吸收。

（2）保護(hù)直接接觸途徑

按如下模型及取值計(jì)算苯并芘的生態(tài)修復(fù)基準(zhǔn)：

SRGHH=以初步的人類健康為基礎(chǔ)的土壤修復(fù)基準(zhǔn)（mg/kg）；

RSD=特定風(fēng)險(xiǎn)劑量（mg/kg）；0.000435ugkg-1d-1

BW=成人體重（kg）；70.7kg

AFG=腸道吸收因子（無量綱）；1

AFL=肺吸收因子（無量綱）；1

AFS=皮膚吸收因子（無量綱）；0.34

SIR=成人或幼兒土壤攝食率（kg/day）；2*10-2gd-1

IRS=吸入來自土壤的顆粒物（kg/day）；12ugd-1

SR=成人土壤皮膚接觸率（kg/day）；1.14*10-1gd-1

ET1=暴露期1；1ET2=暴露期2；1BSC=土壤背景濃度（mg/kg），0。

計(jì)算結(jié)果為農(nóng)田土壤多環(huán)芳烴苯并芘當(dāng)量修復(fù)基準(zhǔn)值：0.53mgkg-1，苯并芘。

從上表中可以看出初始苯并芘當(dāng)量濃度為0.72mgkg-1，超過0.53mgkg-1的基準(zhǔn)值，經(jīng)過微生物修復(fù)后苯并芘當(dāng)量濃度為0.45，達(dá)到修復(fù)基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了有效的污染農(nóng)田土壤修復(fù)。多環(huán)芳烴相對(duì)當(dāng)量濃度計(jì)算從技術(shù)及當(dāng)前認(rèn)識(shí)角度看是比較可行的污染土壤多環(huán)芳烴基準(zhǔn)。

（3）保護(hù)地下水作為飲用水途徑

用于計(jì)算保護(hù)地下水使用的土壤濃度，使用下列公式：

SRGGR=SWQGFLxDF

DF=DF1xDF2

其中：SRGGR=保護(hù)地下水途徑的土壤修復(fù)基準(zhǔn)（mg/kg）；本研究中分別計(jì)算粗粒徑（>75um）土壤和細(xì)粒徑（

SWQGFL=相應(yīng)的地表水水質(zhì)基準(zhǔn)（飲用水、水生生物、家畜或野生動(dòng)物用水或灌溉）（mg/L）；苯并芘基準(zhǔn)：0.01ugL-1

DF=整體稀釋因子（L/kg）；DF1=稀釋因子1（L/kg）；DF2=稀釋因子2（無量綱）；

計(jì)算出苯并芘的基準(zhǔn)粗粒徑土壤：0.37mg/kg；細(xì)粒徑土壤：0.27mg/kg。根據(jù)苯并芘基準(zhǔn)值可以衍算出其他多環(huán)芳烴基準(zhǔn)值，苯并蒽0.37mg/kg，屈2.1mg/kg，苯并p6.8mg/kg，茚并芘2.7mg/kg，迭苯并蒽0.23mg/kg，綜合考慮多環(huán)芳烴的混合體系，應(yīng)滿足如下條件：多環(huán)芳烴加和指數(shù)=苯并蒽濃度/0.37+屈濃度/2.1+苯并芘濃度/0.37+苯并p/6.8+茚并芘/2.7+迭苯并蒽/0.23

從上述條件可以看出如果以地下水作為飲用水，多環(huán)芳烴進(jìn)入人體的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)明顯增加，必須進(jìn)行嚴(yán)格控制。其中比較敏感的多環(huán)芳烴包括苯并蒽、苯并芘和迭苯并蒽，在保護(hù)地下水作為飲用水的條件下，其基準(zhǔn)濃度要至少低于0.37mg/kg。按表1的數(shù)據(jù)分析，及時(shí)進(jìn)行過微生物修復(fù)，也遠(yuǎn)未達(dá)到基準(zhǔn)值，從技術(shù)角度看要達(dá)到基準(zhǔn)值也是非常困難的。

4.建議基準(zhǔn)

綜合考慮根據(jù)當(dāng)前遼寧省農(nóng)田土壤多環(huán)芳烴污染狀況調(diào)查、多環(huán)芳烴污染土壤修復(fù)技術(shù)、現(xiàn)有數(shù)據(jù)及各種途徑下土壤多環(huán)芳烴基準(zhǔn)值，將遼寧省多環(huán)芳烴污染農(nóng)田土壤修復(fù)基準(zhǔn)值定為0.53mg苯并芘當(dāng)量/kg土壤。

參考文獻(xiàn)

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篇7

關(guān)鍵詞：生態(tài)水利工程；規(guī)劃設(shè)計(jì)；原則

中圖分類號(hào)：TV 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

一、建設(shè)生態(tài)水利工程的必要性

水利工程指具有防洪、排澇、河道整治、發(fā)電、灌溉、供水、航運(yùn)、生態(tài)環(huán)境等單一功能或多種功能的興利除害的工程，這就是傳統(tǒng)的水利工程。傳統(tǒng)的水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)主要對(duì)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(xiǎn)等問題。生態(tài)水利，就是按照生態(tài)學(xué)原理，遵循生態(tài)平衡規(guī)律的法則和要求建立起來的滿足良性循環(huán)和可持續(xù)利用的水利體系，生態(tài)水利工程不僅需要滿足工程本身的生態(tài)設(shè)計(jì)要求，又要滿足整個(gè)流域水系的生態(tài)要求，或者說在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康與可持續(xù)性需求。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對(duì)于新建工程，是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)（如防洪、河道整治工程），兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對(duì)于已建工程，則是對(duì)于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)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)和環(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。建設(shè)人類美好的生存環(huán)境和社會(huì)持續(xù)發(fā)展，需要生態(tài)水利工程。

二、當(dāng)前生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)工作面臨的困難

1、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)缺乏基于不同區(qū)域的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)方法

生態(tài)水利工程對(duì)于工程的服務(wù)目標(biāo)具有明顯的地域性區(qū)別，因?yàn)閷?duì)于不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境來說它們都具有自己的特點(diǎn)，所以生態(tài)水利工程每個(gè)地區(qū)也應(yīng)該具有不同的特點(diǎn)，必須因地制宜的進(jìn)行設(shè)計(jì)和規(guī)劃。對(duì)于我國的生態(tài)水利工程建設(shè)來說也有了一些大體的方法和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，但是對(duì)于不同地區(qū)的工程來說就沒有具體的設(shè)計(jì)指標(biāo)和參考模式。因此，對(duì)于我國現(xiàn)階段的生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)和建設(shè)來說還具有很大的問題，最主要的就是缺乏針對(duì)于不同地區(qū)生態(tài)環(huán)境特點(diǎn)的把握以及因地制宜的不同設(shè)計(jì)方案。

2、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)工作的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的確定比較難

對(duì)于生態(tài)水利工程來說其建設(shè)的目標(biāo)和任務(wù)與原有單一的水利工程建設(shè)來說有所不同，它更加注意維護(hù)和保證生態(tài)環(huán)境的健康和發(fā)展，主要任務(wù)和目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)人類和生態(tài)系統(tǒng)的和諧相處。所以基于這種特殊的任務(wù)，生態(tài)水利工程建設(shè)的第一步就是確定好設(shè)計(jì)的目標(biāo)和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于工程要達(dá)到的標(biāo)準(zhǔn)都要有一個(gè)具體的量化。目前我國的生態(tài)保護(hù)工作的目標(biāo)還都處于定向描述的階段，沒有明確的目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，也沒有具體量化的一些要求，所以這也就給工程的預(yù)期目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)以及工程的建設(shè)質(zhì)量都帶來了一定的困難。

3、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)缺少生態(tài)水文測驗(yàn)資料

對(duì)于工程的建設(shè)來說，一些前期必備的資料是必不可少的，生態(tài)水利工程建設(shè)依然如此。生態(tài)水文的測驗(yàn)資料是生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和重要參考內(nèi)容。如果不能從水文測驗(yàn)站的觀測資料去分析水文過程對(duì)生態(tài)過程的正負(fù)影響機(jī)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(jì)理論、方法與技術(shù)參數(shù)。當(dāng)前，我國水文測驗(yàn)工作相對(duì)落后，水文測驗(yàn)站還不能適應(yīng)當(dāng)前生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)對(duì)資料的需求。有關(guān)生態(tài)水文站方面的設(shè)計(jì)與布局在我國還未正式開展，國內(nèi)也少有報(bào)道，不過我國已經(jīng)提高了對(duì)這方面工作的重視程度，經(jīng)過一段時(shí)間的努力也會(huì)有一定的發(fā)展的。

4 生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)技術(shù)人才匱乏、高水平的設(shè)計(jì)不易

不管對(duì)于什么類型的工程來說，人才都是工程建設(shè)中必不可少的關(guān)鍵組成部分。實(shí)現(xiàn)生態(tài)水利工程是水利工程和生態(tài)學(xué)的有機(jī)結(jié)合，需要生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)人員不僅具備水利工程設(shè)計(jì)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，還要具備生態(tài)保護(hù)和生態(tài)恢復(fù)學(xué)的理論和知識(shí)。以往的人才培養(yǎng)目標(biāo)和方向，使兩者分屬于不同的學(xué)科與專業(yè)，具有兩方面綜合知識(shí)和設(shè)計(jì)能力技術(shù)人才匱乏，加之生態(tài)水利工程的實(shí)踐活動(dòng)的經(jīng)驗(yàn)缺乏，可以參考與借鑒的設(shè)計(jì)項(xiàng)目有限，難以保證生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量。

三、生態(tài)水利工程基本設(shè)計(jì)規(guī)劃原則

1、工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

生態(tài)水利工程是一種綜合性工程，既要滿足人類的需求，同時(shí)也要考慮可持續(xù)發(fā)展的要求。另外，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。

從生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)上分析，應(yīng)準(zhǔn)尋風(fēng)險(xiǎn)小效益大的基本原則，由于生態(tài)系統(tǒng)的演變方向是隨機(jī)的，生態(tài)水利工程規(guī)劃具有一定的風(fēng)險(xiǎn)，這需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評(píng)估。另外，應(yīng)該合理的利用生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力，力爭以最小的投入獲得最大收獲的規(guī)劃路線。

2、生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自我恢復(fù)原則

生態(tài)系統(tǒng)的自組織功能是其重要特征。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(shí)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(jī)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(yàn)，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(gè)能具有足夠數(shù)量并能進(jìn)行繁殖的種群。自組織功能原理與達(dá)爾文的進(jìn)化論有相似之處，只是研究的尺度不同而已。達(dá)爾文的進(jìn)化論研究是在地球生物圈所有種群的尺度上進(jìn)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。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、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(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明，人工與自然力的貢獻(xiàn)各占一半。

3、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(jìn)行，而不是在小尺度、短時(shí)期和零星局部的范圍內(nèi)進(jìn)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(gè)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(dòng)物或修復(fù)河岸植被。

同時(shí)，必須重視水域和生態(tài)環(huán)境的易變性、流動(dòng)性和隨機(jī)性的特點(diǎn)，表現(xiàn)為流量、水位和水量的水文周期變化和隨機(jī)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(dòng)。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(shí)間與空間中擴(kuò)展或收縮的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)的變化范圍從生境受到限制時(shí)期的高度臨界狀態(tài)到生境擴(kuò)張時(shí)期的冗余狀態(tài)。

再者，要考慮生境邊界的動(dòng)態(tài)擴(kuò)展問題。由于動(dòng)物遷徙和植物的隨機(jī)擴(kuò)散，生境邊界也隨之發(fā)生動(dòng)態(tài)變動(dòng)。

最后，河流生態(tài)修復(fù)的時(shí)間尺度也十分重要。河流系統(tǒng)的演進(jìn)是一個(gè)動(dòng)態(tài)過程。每一個(gè)河流生態(tài)系統(tǒng)都有它自己的歷史。需要對(duì)歷史資料進(jìn)行收集、整理，以掌握長時(shí)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)長期的工作。有研究指出，濕地重建或修復(fù)需要大約15 到20 年的時(shí)間。因此對(duì)于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長期準(zhǔn)備，同時(shí)進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。

4、反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則

生態(tài)系統(tǒng)的成長是一個(gè)過程，河流修復(fù)工程需要時(shí)間。從長時(shí)間尺度看，自然生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)化需要數(shù)百萬年時(shí)間。進(jìn)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(shí)對(duì)外界干擾的抵抗力有所增強(qiáng)。從較短的時(shí)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(shí)間，期望河流修復(fù)能夠短期奏效往往是不現(xiàn)實(shí)的。

生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)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(gè)健康、可持續(xù)的河流生態(tài)系統(tǒng)。在河流工程項(xiàng)目按照設(shè)計(jì)執(zhí)行以后，就開始了一個(gè)自然生態(tài)演替的動(dòng)態(tài)過程。這個(gè)過程并不一定按照設(shè)計(jì)預(yù)期的目標(biāo)發(fā)展，可能出現(xiàn)多種可能性。最理想狀態(tài)應(yīng)是沒有外界脅迫的自然生態(tài)演進(jìn)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(jìn)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(dòng)的脅迫下生態(tài)系統(tǒng)的進(jìn)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(duì)具體一項(xiàng)生態(tài)修復(fù)工程實(shí)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(dá)到的最優(yōu)值，表示生態(tài)演進(jìn)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(gè)包絡(luò)圖。一項(xiàng)生態(tài)修復(fù)工程實(shí)施后的實(shí)際狀態(tài)都落在這個(gè)包絡(luò)圖中間。

意識(shí)到生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)都不是靜止的，在時(shí)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(jì)不同于傳統(tǒng)工程的確定性設(shè)計(jì)方法，而是一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照“設(shè)計(jì)－執(zhí)行（包括管理）－監(jiān)測－評(píng)估－調(diào)整”這樣一種流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)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(xiàng)目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)行長期觀測。依靠完整的歷史資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，進(jìn)行階段性的評(píng)估。評(píng)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(xiàng)目初期狀況比較，一種是與自然條件類似但未進(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。評(píng)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(jìn)，不需要設(shè)計(jì)變更；（2）需要局部調(diào)整設(shè)計(jì)，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(jìn)行設(shè)計(jì)。

結(jié)束語

生態(tài)水利工程是一門將生態(tài)學(xué)和工程學(xué)很好的結(jié)合在一起的一門學(xué)科，也是將人與自然和諧相處的思想很好的運(yùn)用于實(shí)際的學(xué)科。因此在生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)過程中，提倡科學(xué)家、管理者和當(dāng)?shù)鼐用窦吧鐣?huì)各界的廣泛參與，通過對(duì)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(jì)的科學(xué)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]宮玉煥.對(duì)生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)基本原則的探討[J].黑龍江科技信息，2013（04）

篇8

關(guān)鍵詞：河流；生態(tài)；水利工程

中圖分類號(hào)：TV 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

正文：

目前水利工程對(duì)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步有著巨大的作用，但是水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成了一定的不利影響。人類整治河道修筑堤壩等活動(dòng)人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動(dòng)性，使水域的流速、水深、水溫、自水流邊界、水文規(guī)律等自然條件發(fā)生重大改變，這些改變對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成的影響是不容忽視的。

一、河流生態(tài)

定義：是指一定空間中的生物群落與其環(huán)境組成的系統(tǒng)，其中各成員借助能量交換和物質(zhì)循環(huán)形成一個(gè)有組織的功能復(fù)合體。在生態(tài)學(xué)中，具體的生物個(gè)體和群體生活地區(qū)內(nèi)的生態(tài)環(huán)境稱為“生境”。在生境各個(gè)要素中，水又具有特殊的不可替代的重要作用。淡水生態(tài)系統(tǒng)可以分為兩類，一類是動(dòng)水生態(tài)系統(tǒng)，即河流生態(tài)系統(tǒng)，另一類是靜水生態(tài)系統(tǒng)，主要指湖泊、水庫生態(tài)系統(tǒng)。兩者都應(yīng)包括周邊的淡水濕地。河流生態(tài)系統(tǒng)是指河流水體的生態(tài)系統(tǒng)，是陸地和海洋聯(lián)系的紐帶，在生物圈的物質(zhì)循環(huán)中起著主要的作用。

特點(diǎn) ：

①調(diào)控性。在長期的進(jìn)化過程中，形成了同種生物種群間、異種生物種群間在數(shù)量上的調(diào)控，保持著一種協(xié)調(diào)關(guān)系。水體自我修復(fù)能力，也是淡水生態(tài)系統(tǒng)自我調(diào)控能力的一種。在外界干擾條件下，通過自我修復(fù)，保持水體的潔凈。由于具有這種自我修復(fù)功能和自我凈化功能，才使淡水生態(tài)系統(tǒng)具有相對(duì)的穩(wěn)定性。

②整體性。生物群落一旦形成系統(tǒng)，其內(nèi)部各要素不能被分割而孤立存在；如果硬性分開，那么分解的要素就不具備整體性的特點(diǎn)和功能。在一個(gè)淡水域中，各類生物互為依存，互相制約，互相作用，形成了食物鏈結(jié)構(gòu)。

③統(tǒng)一性。這也是生態(tài)系統(tǒng)的基本特征，有什么樣的環(huán)境就造就什么樣的生物群落，二者是不可分割的。

二、水利工程

現(xiàn)在的水利工程基礎(chǔ)主要是工程力學(xué)和水文學(xué)。生態(tài)水利工程學(xué)作為水利工程學(xué)的一個(gè)新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，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)。

1.生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對(duì)于新建工程，是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)，兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對(duì)于已建工程，則是對(duì)于被嚴(yán)重干擾河流重點(diǎn)進(jìn)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)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)水利工程發(fā)展

人們對(duì)水的開發(fā)利用大致經(jīng)歷過五個(gè)階段：

①防洪建設(shè)階段。人類開始在水域周邊定居之后就必須進(jìn)行防洪建設(shè)，一般是堤防、城墻、城區(qū)排水系統(tǒng)等，并且隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平的提高，不斷提高防洪建設(shè)水平。

②供水建設(shè)階段。經(jīng)濟(jì)發(fā)展到一定程度之后，水的供需矛盾就日益突出，這時(shí)各種引水、配水等供水系統(tǒng)的建設(shè)成為水利建設(shè)的主要內(nèi)容，經(jīng)濟(jì)越發(fā)展，要求供水能力和保障率越高。

③水資源保護(hù)階段。伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水域的污染將造成重大社會(huì)問題。因而水資源保護(hù)、改善水域水質(zhì)等水環(huán)境建設(shè)將成為水利建設(shè)的主要內(nèi)容。

④景觀建設(shè)階段。隨著人類生活水平的不斷提高，旅游事業(yè)的發(fā)展，人們會(huì)對(duì)水域周邊的景觀提出較高的要求。因此，以水域空間管理，為人們提供良好的休息娛樂空間為主要內(nèi)容的水利建設(shè)將首先在城市周邊地區(qū)得到發(fā)展。

三、河流生態(tài)系統(tǒng)與水利工程

水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)有積極作用，通過調(diào)節(jié)水量豐枯，可以抵御洪澇災(zāi)害對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的沖擊，同時(shí)也改善了干旱與半干旱地區(qū)生態(tài)狀況以及調(diào)節(jié)生態(tài)用水。水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)也有不利影響，一些水利工程建設(shè)造成河流形態(tài)的均一化和不連續(xù)化，其后果是生物群落多樣性水平下降。具體表現(xiàn)在：

1.使生境多樣性發(fā)生了改變。

2.使生物群落的多樣性降低。

人們?nèi)菀卓吹剿こ淘诠┧⒐喔取l(fā)電等方面給人們帶來的直接、有形的利益，卻往往忽視水域生態(tài)系統(tǒng)為人類帶來的利益，更難于看到因水利工程改變河流形態(tài)的多樣性，對(duì)人類的利益造成的長遠(yuǎn)的隱形的損害。

四、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)

對(duì)于水利工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，我們應(yīng)該改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)技術(shù)。未來的水利工程既要具有直接功效的供水、防洪、發(fā)電、航運(yùn)工程，還要有利于生態(tài)系統(tǒng)健康與穩(wěn)定的生態(tài)工程。因此，我們可以采取合理設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)原則主要有以下幾點(diǎn)：

1.經(jīng)濟(jì)性原則。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。對(duì)于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析，應(yīng)遵循風(fēng)險(xiǎn)最小和效益最大原則。由于對(duì)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(xiǎn)。這就需要在規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)行方案比選，更要重視生態(tài)系統(tǒng)的長期定點(diǎn)監(jiān)測和評(píng)估。充分利用河流生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)規(guī)律，力爭以最小的投入獲得最大產(chǎn)出的合理技術(shù)路線。

2.空間異質(zhì)性原則。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(jìn)魚類、鳥類和其他生物物種，生態(tài)水利工程的重點(diǎn)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。

3.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(jī)理是物種的自然選擇。將自組織原理應(yīng)用于生態(tài)水利工程時(shí)，生態(tài)工程設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)水工設(shè)計(jì)有本質(zhì)的區(qū)別。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、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(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。每一項(xiàng)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(jià)值，尋求最佳的生態(tài)工程方案。

4.整體性原則。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(gè)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(dòng)物或修復(fù)河岸植被。水域生態(tài)系統(tǒng)受到脅迫時(shí)，需要對(duì)于各種脅迫因素之間的相互關(guān)系進(jìn)行綜合、整體研究。對(duì)于河流生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目要有長期準(zhǔn)備，同時(shí)進(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。

結(jié)語：生態(tài)水利工程是一個(gè)綜合性工程，在建設(shè)水利工程的時(shí)候，我們要依靠完整的歷史資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)，對(duì)水利工程的可行性進(jìn)行階段性的評(píng)估。使得水利工程滿足人們的需求，同時(shí)我們還要保證水利工程的建設(shè)能夠做到對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。當(dāng)代社會(huì)水利工程的作用越來越大，我們建設(shè)水利工程的時(shí)候，要遵守相應(yīng)的設(shè)計(jì)原則，要不斷發(fā)現(xiàn)問題，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，只有這樣建設(shè)的水利工程才可以既能滿足人們的需求，又能做到對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 談廣鳴,李奔.河流管理學(xué)［M］.北京:中國水利水電出版社,2008.

篇9

關(guān)鍵詞：液壓馬達(dá)電鍍激光熔覆二次利用

0 引言

某機(jī)械施工公司6年前購進(jìn)兩臺(tái)上海生產(chǎn)的同型號(hào)挖掘機(jī)，在使用過程中，先后出現(xiàn)了行走無力、跑偏、下坡制動(dòng)不靈的現(xiàn)象。經(jīng)過拆卸馬達(dá)總成詳細(xì)檢查發(fā)現(xiàn)，故障原因是定子（配油軸）與轉(zhuǎn)子（缸體）承孔嚴(yán)重拉傷而造成的。按常規(guī)需要更換馬達(dá)總成，每個(gè)總成1.3萬元。但該產(chǎn)品在本地沒有售后服務(wù)商，液壓馬達(dá)的生產(chǎn)企業(yè)遠(yuǎn)在貴州，通過聯(lián)系得知該型號(hào)液壓馬達(dá)緊缺。無奈之下找到當(dāng)?shù)匾患叶飞焦こ虣C(jī)械產(chǎn)品整機(jī)銷售、配件供應(yīng)、售后服務(wù)等為一體的專業(yè)商，最后研究決定對(duì)失效的液壓馬達(dá)配油軸和缸體進(jìn)行再制造加工修復(fù)。通過新的表面工程技術(shù)，使修復(fù)后的零件品質(zhì)達(dá)到甚至超過新的零件。此修復(fù)工藝對(duì)工程機(jī)械大型液壓馬達(dá)的修復(fù)有較高的參考意義。

1 液壓馬達(dá)的再制造修復(fù)原理

1.1 徑向柱塞式液壓馬達(dá)的定子（配油軸）與轉(zhuǎn)子（缸體）承孔屬于精密配合偶件，當(dāng)定子（配油軸）受到徑向不平衡的液壓力作用時(shí)，易與缸體（轉(zhuǎn)子）孔產(chǎn)生磨損，磨損后的間隙不能補(bǔ)償，泄漏大。再制造修復(fù)原理是恢復(fù)轉(zhuǎn)子與定子原有的配合間隙，在不影響缸體自身剛度的條件下，根據(jù)磨損情況對(duì)缸體進(jìn)行鏜削加工；對(duì)定子（配油軸）進(jìn)行電鍍硬鉻和磨削加工，以恢復(fù)機(jī)件原有的性能和配合間隙。

1.2 內(nèi)曲面定子與柱塞的修復(fù)。來自液壓泵的高壓油，經(jīng)過定子配油軸的進(jìn)油孔分配給缸體上（轉(zhuǎn)子）的徑向活塞，活塞的另一端與滾輪相連，滾輪依靠背壓緊貼在具有偏心行程的內(nèi)曲面定子上，活塞處于上止點(diǎn)位置。當(dāng)滾輪與定子內(nèi)曲面的高點(diǎn)接觸時(shí)，活塞處于下止點(diǎn)位置，被壓回的油液經(jīng)配油軸上的回油孔流回油箱。通過各個(gè)活塞在缸體（轉(zhuǎn)子）孔中的往復(fù)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)缸體（轉(zhuǎn)子）轉(zhuǎn)動(dòng)，并由主軸傳出。如果柱塞與轉(zhuǎn)子孔磨損嚴(yán)重會(huì)對(duì)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)帶來影響，而柱塞前部的滾輪部件與定子內(nèi)曲面的導(dǎo)軌如果出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，同樣會(huì)造成壓力脈動(dòng)和沖擊現(xiàn)象。內(nèi)曲面定子整體磨損嚴(yán)重需要更換定子部件，局部磨損采用激光熔覆耐磨合金的方法進(jìn)行修復(fù)；活塞與轉(zhuǎn)子上活塞孔磨損超限，對(duì)活塞孔進(jìn)行鏜削加工，同時(shí)更換加大尺寸的活塞，個(gè)別活塞與孔磨損超限，采取單獨(dú)加工的方法。

2 配油軸與缸體的修復(fù)工藝

2.1 技術(shù)要求：對(duì)于低速大扭矩液壓馬達(dá)，配油軸與缸體的配合間隙0.028-0.032mm,圓柱度和橢圓度不大于0.008mm，屬于精密偶件，對(duì)壓力油的清潔度要求很高，一般過濾精度不少于25um。

2.2 使用情況：而一些機(jī)械施工企業(yè)，往往不注意對(duì)挖掘機(jī)的日常維護(hù)保養(yǎng)，特別是一些擁有挖掘機(jī)的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和個(gè)體業(yè)戶，為了趕工期一年四季晝夜在工地上施工。據(jù)了解有的挖掘機(jī)從購進(jìn)連續(xù)3年沒有更換過壓力油，更談不上保養(yǎng)，直到挖掘機(jī)出現(xiàn)了行走無力和流坡的故障才認(rèn)識(shí)到嚴(yán)重性，但是經(jīng)過拆檢配油軸已經(jīng)對(duì)缸體造成嚴(yán)重的拉傷，究其原因都是疏于保養(yǎng)，導(dǎo)致壓力油嚴(yán)重污染造成的。一般拉傷的缸體孔，徑向拉傷深度都超過0.20-0.50mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于配合間隙，造成壓力泄漏，無法正常工作，必須進(jìn)行再制造加工修復(fù)。

2.3 修復(fù)工藝：采取的修復(fù)工藝是對(duì)磨損嚴(yán)重的缸體承孔進(jìn)行鏜削加工，對(duì)配油軸進(jìn)行電鍍加工。考慮到零件本身性能的要求，兼顧到單件加工和互換性的問題，借鑒汽車缸體與曲軸的修復(fù)方法，采用尺寸修理法，以0.25mm為第一級(jí)修理尺寸，逐級(jí)加大。目前采用了四級(jí)修理尺寸，按照每級(jí)修理尺寸對(duì)應(yīng)2-3年的馬達(dá)壽命，至少可以延長液壓馬達(dá)壽命5-10年。

2.3.1 缸體進(jìn)行鏜削加工。由于缸體材料采用強(qiáng)度高、減磨性好的球墨鑄鐵材料，加工后的缸體承孔不需要再進(jìn)行表面處理，還可以提高接觸應(yīng)力，為了控制加工精度最好在精度較高的座標(biāo)鏜床進(jìn)行加工。總的加工量應(yīng)控制在1mm以內(nèi)，過大的加工量勢必影響到缸體本身的強(qiáng)度和剛度，還將改變柱塞的有效行程影響到馬達(dá)的排量，從而影響整個(gè)液壓馬達(dá)的工作性能。

2.3.2 液壓馬達(dá)的配油軸屬于耐磨損零件，其表面硬度達(dá)到HRC60以上，由于零件尺寸較大一般直徑在100mm以上，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、單件加工精度高、成本高，特別是表面熱處理難度更大，一般的加工企業(yè)難以勝任，因此對(duì)配油軸采取電鍍加工的方法進(jìn)行修復(fù)。首先根據(jù)缸體的加工尺寸，選擇配油軸的加工方法，一般分兩種情況，然后再確定具體的加工工藝和成本。

一種情況是如果缸體鏜孔加工尺寸為0.25mm，可采取直接對(duì)配油軸進(jìn)行電鍍硬鉻的加工方法。為了獲得好的電鍍效果，在電鍍前還要對(duì)配油軸的表面進(jìn)行找正磨削加工，磨削加工量為0.01-0.05mm，再送電鍍中心進(jìn)行電鍍硬鉻加工處理。在電鍍中心還要對(duì)配油軸零件進(jìn)行噴沙、除油、清洗、活化等工藝處理，同時(shí)對(duì)進(jìn)、回油孔進(jìn)行封堵保護(hù)。這樣不僅可以防止氫脆的發(fā)生，還可以保證電沉積硬鉻時(shí)具有良好的結(jié)合力。

在電鍍開始的階段，采用停留較長時(shí)間的階梯小電流法，即5A停留15min，10A停留10min，15A停留5min。停留較長時(shí)間的階梯小電流送電，使陰極(即零件和掛具)在較長一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的新生態(tài)氫原子，且隨著電流的增大，新生態(tài)氫原子會(huì)相應(yīng)地增加。這些新生態(tài)氫原子具有極高的還原能力，使零件表面的鈍化膜不斷地得到還原，從而使零件表面得到活化，尤其是階梯小電流中的大電流能充分活化零件的復(fù)雜部位。

停留較長時(shí)間的階梯小電流送電，加上噴濕砂的鍍前處理，不僅有利于提高鍍層與基體的結(jié)合力，更有利于保證鍍層的完整，確保電鍍質(zhì)量，并且對(duì)零件基體的損傷很小。此后用1.5-2.0倍的正常電流密度沖擊鍍30-60s，可在較短時(shí)間內(nèi)生成致密且結(jié)合力良好的薄鉻層。對(duì)于形狀較復(fù)雜的配油軸零件這種沖擊鍍是必不可少的，它可有效地保證鍍層的完整性，在這之后恢復(fù)正常電流密度進(jìn)行電鍍硬鉻，直至達(dá)到要求的鍍層厚度。

電鍍周期一般為12小時(shí)，鍍層厚度達(dá)到0.30-0.35mm，電鍍硬度達(dá)到HRC62以上。鍍后根據(jù)配油軸與缸體承孔的配合間隙，對(duì)配油軸再進(jìn)行磨削加工，然后進(jìn)行配研和浸油處理，就可以裝車使用。

另一種情況是如果鏜孔加工尺寸在0.50mm以上，加上磨削余量，總的電鍍層將達(dá)到0.60-1.10mm,這么厚的鍍層一不實(shí)用，二不經(jīng)濟(jì)。按照電鍍一級(jí)修理尺寸0.25mm計(jì)算，每個(gè)配油軸的電鍍成本在500元左右，每增加一級(jí)修理尺寸成本翻一番，加上時(shí)間成本還遠(yuǎn)不止這些，最高可達(dá)到2000元左右。因此對(duì)于電鍍尺寸超過0.50mm以上的配油軸，采取先表面鍍鐵，經(jīng)磨削加工后，再鍍硬鉻的方法，后續(xù)工藝與第一級(jí)修理尺寸相同。這樣就將配油軸的電鍍加工成本控制在1000元左右，既經(jīng)濟(jì)又有效。

3 內(nèi)曲面定子與柱塞的修復(fù)

從馬達(dá)的工作原理得知，當(dāng)工作壓力一定時(shí)，馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩僅與馬達(dá)的排量有關(guān)，即無論內(nèi)曲面的形狀如何，只要保證各個(gè)柱塞的有效行程相同時(shí)，其平均轉(zhuǎn)矩都是相同的，也就是說與內(nèi)曲面的形狀和平均轉(zhuǎn)矩?zé)o關(guān)。但是對(duì)于不同的內(nèi)曲面形狀，柱塞卻有著不同的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，對(duì)馬達(dá)的轉(zhuǎn)矩和和轉(zhuǎn)速的脈動(dòng)帶來影響，還會(huì)對(duì)內(nèi)曲面造成沖擊。在對(duì)缸體和配油軸進(jìn)行修復(fù)后，可以保證各個(gè)柱塞的有效行程相等，但是柱塞前部的滾輪部件與定子內(nèi)曲面的導(dǎo)軌如果出現(xiàn)嚴(yán)重磨損，同樣會(huì)造成壓力脈動(dòng)和沖擊現(xiàn)象，因此必須對(duì)內(nèi)曲面進(jìn)行修復(fù)。如果內(nèi)曲面磨損嚴(yán)重需要更換定子部件；如果局部磨損可采取激光熔覆鎳基合金粉末的工藝進(jìn)行修復(fù)。柱塞與缸體上柱塞孔的配合間隙0.024-0.028mm，圓柱度和橢圓度不大于0.008mm，屬于精密偶件，對(duì)壓力油的清潔度要求很高，一般過濾精度不少于25um。柱塞與柱塞孔磨損超限，需要對(duì)柱塞孔進(jìn)行鏜削加工，同時(shí)更換相應(yīng)的加大活塞，個(gè)別柱塞與缸體上柱塞孔磨損嚴(yán)重需要單獨(dú)加工修復(fù)，具體方法同前。

4 結(jié)果與討論

首先對(duì)兩個(gè)同型號(hào)液壓馬達(dá)的缸體和配油軸進(jìn)行了再制造修復(fù)，取得良好的效果，平均每個(gè)液壓馬達(dá)的修復(fù)成本控制在3000元左右，修復(fù)后的液壓馬達(dá)正常使用3年以上，使用性能穩(wěn)定。又對(duì)回收的不同型號(hào)的20臺(tái)液壓馬達(dá)總成進(jìn)行了再制造修復(fù)，平均使用壽命為3年，使用性能良好。不僅有效解決了回收馬達(dá)的再利用問題，節(jié)約了大量資金，還創(chuàng)造了良好的信譽(yù)和經(jīng)濟(jì)效益。

從挖掘機(jī)的維修實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)挖掘機(jī)的故障集中出現(xiàn)在購買后的3-5年期間。究其原因除了超負(fù)荷的頻繁作業(yè)外，主要是疏于保養(yǎng)造成的。從故障分布看，70%的故障出現(xiàn)液壓系統(tǒng)，而液壓馬達(dá)的故障又占到液壓系統(tǒng)故障的30%。從售后服務(wù)實(shí)踐看，如果挖掘機(jī)的故障出現(xiàn)在施工現(xiàn)場，一般都是更換總成，低速行走液壓馬達(dá)更不例外，而更換回收的總成只能拆解清洗，將合格件作為再生件使用。能否對(duì)磨損的液壓馬達(dá)總成進(jìn)行再制造修復(fù)，是每個(gè)挖掘機(jī)維修服務(wù)企業(yè)十分關(guān)心的問題。通過對(duì)液壓馬達(dá)再制造修復(fù)過程的詳細(xì)介紹，以期對(duì)工程機(jī)械液壓馬達(dá)總成的修復(fù)工作提供參考。

5 結(jié)論

5.1 磨損失效的液壓馬達(dá)總成，完全可以通過電鍍硬鉻、激光熔覆等再制造修復(fù)技術(shù)，結(jié)合機(jī)械加工工藝，恢復(fù)機(jī)件的性能和配合間隙，滿足使用性能的要求。

5.2 一個(gè)液壓馬達(dá)總成的修復(fù)成本在2500-3500元，約占新總成的20%-30%；使用壽命與新總成相當(dāng)，甚至超過新總成，性能可靠。

參考文獻(xiàn)：

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篇10

[關(guān)鍵詞]生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)原則

生態(tài)水利工程學(xué)是研究水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí),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)水利工程的內(nèi)涵是:對(duì)于新建工程,是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo)。對(duì)于已建工程,則是對(duì)于被嚴(yán)重干擾河流進(jìn)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。

一、水利工程與生態(tài)水利工程的區(qū)別

水利工程可以理解為人類通過工程措施或行為實(shí)現(xiàn)水資源的再分配和利用。水利工程最初的作用是防洪、提供穩(wěn)定的水源、緩解或防止農(nóng)作物旱澇漬災(zāi)害、提供清潔能源(修建水電站)和水利旅游景點(diǎn)等,這主要體現(xiàn)了水利工程的資源性、經(jīng)濟(jì)性與社會(huì)性。而生態(tài)水利工程則更強(qiáng)調(diào)水利工程的主要服務(wù)目標(biāo)是生態(tài)。有學(xué)者認(rèn)為生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是:對(duì)于新建工程,是指進(jìn)行傳統(tǒng)水利建設(shè)的同時(shí)(如治河、防洪工程),兼顧河流生態(tài)修復(fù)的目標(biāo);對(duì)于已建工程,則是對(duì)被嚴(yán)重干擾的河流進(jìn)行生態(tài)修復(fù)。筆者認(rèn)為生態(tài)水利工程是現(xiàn)代水利的標(biāo)志,至少應(yīng)包括以下兩個(gè)方面的科學(xué)內(nèi)涵:①生態(tài)水利工程的開發(fā)應(yīng)有明確的生態(tài)服務(wù)目標(biāo)與功能。在設(shè)計(jì)階段,應(yīng)當(dāng)將生態(tài)系統(tǒng)健康過程的維持置于重要位置,并作為設(shè)計(jì)的制約因子,使水利工程能滿足適宜的生態(tài)水文過程要求。②生態(tài)水利工程應(yīng)強(qiáng)調(diào)工程選址、布局、施工過程的環(huán)境友好性與經(jīng)濟(jì)性。防止在工程實(shí)施過程中產(chǎn)生巨大的環(huán)境成本和經(jīng)濟(jì)成本,實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)保護(hù)的雙贏。

二、生態(tài)水利工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的基本原則

2.1工程安全性和經(jīng)濟(jì)性原則

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。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(dòng)態(tài)地研究河勢變化規(guī)律,保證河流修復(fù)工程的穩(wěn)定性。對(duì)于生態(tài)水利工程的經(jīng)濟(jì)合理性分析,應(yīng)遵循投入最小而經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益最大的原則。

2.2保持和恢復(fù)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)境空間異質(zhì)性存在正相關(guān)關(guān)系。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(gè)地區(qū)的生境空間異質(zhì)性越高,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(huì)下降,生物群落的性質(zhì)、密度和比例等都會(huì)發(fā)生變化,造成生態(tài)系統(tǒng)的某種程度的退化。

2.3生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、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(jī)理是物種的自然選擇,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(yàn),尋找到相應(yīng)的能源與合適的環(huán)境條件。在這種情況下,生境就可以支持一個(gè)具有足夠數(shù)量并能進(jìn)行繁衍的種群。依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、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),從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。成功的生態(tài)工程經(jīng)驗(yàn)表明,人工與自然力的貢獻(xiàn)各占1/2。在利用自設(shè)計(jì)理論時(shí),需要注意充分利用鄉(xiāng)土物種。引進(jìn)外來物種時(shí)要持慎重態(tài)度,防止生物入侵。

2.4流域尺度及整體性原則

河流生態(tài)修復(fù)規(guī)劃應(yīng)該在流域尺度和長期的時(shí)間尺度上進(jìn)行,而不是在河段或局部區(qū)域的空間尺度和短期的時(shí)間尺度上進(jìn)行。所謂“整體性”是指從生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能出發(fā),掌握生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)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(dòng)物或修復(fù)河岸植被。水域生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng),其子系統(tǒng)包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和工程設(shè)施系統(tǒng)。

2.5反饋調(diào)整式設(shè)計(jì)原則

生態(tài)系統(tǒng)和社會(huì)系統(tǒng)都不是靜止的,在時(shí)間與空間上常具有不確定性。除了自然系統(tǒng)的演替外,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(jì)呈一種反饋調(diào)整式的設(shè)計(jì)方法。是按照“設(shè)計(jì)一執(zhí)行(包括管理)一監(jiān)測一評(píng)估一調(diào)整”流程以反復(fù)循環(huán)的方式進(jìn)行的。在這個(gè)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,需要在項(xiàng)目初期建立完善的監(jiān)測系統(tǒng),進(jìn)行長期觀測。同時(shí)還需要建立一套河流健康的評(píng)估體系,用以評(píng)估河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能的狀況及發(fā)展趨勢

三、生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的理論與技術(shù)路線

3.1應(yīng)以生態(tài)水文學(xué)與工程水文學(xué)作為工程設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),進(jìn)行水文過程的分析與計(jì)算。

因?yàn)樯鷳B(tài)水利工程的服務(wù)對(duì)象比較廣,往往同時(shí)涉及濕地、林業(yè)、草原、農(nóng)業(yè)、畜牧業(yè)和江河湖泊等生態(tài)用水和工業(yè)、城鎮(zhèn)、消防、居民等經(jīng)濟(jì)生活用水,所以只有弄清生態(tài)目標(biāo)對(duì)水資源的時(shí)空要求規(guī)律,生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)才能建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上。如由黑龍江農(nóng)墾勘測設(shè)計(jì)研究院進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的“兩江一湖”(黑龍江、烏蘇里江和興凱湖)干流沿岸灌區(qū)工程,其中提水灌區(qū)的開發(fā)與設(shè)計(jì)就是從生態(tài)水文學(xué)與工程水文學(xué)相結(jié)合的角度,充分考慮了在非灌溉期或灌溉空隙時(shí)間為濕地補(bǔ)水和利用灌區(qū)尾水給退化濕地進(jìn)行補(bǔ)水的可行性,并對(duì)工程措施的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行了充分論證,屬于生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)踐。

3.2識(shí)別工程可能影響的關(guān)鍵生態(tài)敏感目標(biāo)。

生態(tài)水利工程的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)能準(zhǔn)確識(shí)別受工程直接或間接影響的生態(tài)目標(biāo),并在工程規(guī)劃階段予以充分考慮。但當(dāng)前許多水利工程的設(shè)計(jì)很少或沒有考慮流域生態(tài)敏感點(diǎn)。如三江國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)濕地的水資源主要來自降水、上游來水(如別拉洪河和濃江)以及烏蘇里江和黑龍江洪水期倒灌補(bǔ)充,所以上游來水的減少,會(huì)影響保護(hù)區(qū)濕地的水文過程。水文測驗(yàn)資料分析結(jié)果顯示:由于別拉洪河上游開挖了許多人工排水渠道(如新開挖的別拉洪大排干),使上游來水直接排人撓力河和烏蘇里江,沒有經(jīng)下游保護(hù)區(qū)進(jìn)入烏蘇里江。致使別拉洪流域流經(jīng)三江國家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的徑流總量比1978年以前減少了約70%;撓力河流域在上游修建的龍頭橋水庫在非汛期(1～5月,l0～l2月)不向下泄流,根據(jù)多年水文數(shù)據(jù)分析,非汛期8個(gè)月的平均流量為4.22m3/s,經(jīng)初步計(jì)算,與水庫修建前相比,每年約減少下泄水量8700萬m3,嚴(yán)重影響了下游的撓力河國家級(jí)濕地自然保護(hù)區(qū)。