時間：2023-01-23 10:20:52
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根據(jù)項目區(qū)水源的可供水量，在詳盡了解項目區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，計算項目區(qū)的作物需水量，進(jìn)行供需水量平衡分析。對于占補平衡項目來說，供需水量平衡分析在項目的可行性研究階段進(jìn)行，占補平衡項目中的農(nóng)田水利工程一般是采用10年設(shè)計，20年校核，由于項目區(qū)范圍不大，引水流量一般1m3/s以下，在水利工程中屬于小型水利工程，首先根據(jù)《灌溉與排水工程設(shè)計規(guī)范》(CB50288-99)結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H情況確實設(shè)計灌溉保證率，皋蘭縣一般取75%，然后根據(jù)灌溉定額或降水的頻率分析選出2個或3個符合設(shè)計灌溉保證率的年份，以其中灌水分配過程不利的一年作為典型年，以該年的灌溉制度作為設(shè)計灌溉制度。如項目區(qū)在灌區(qū)范圍內(nèi)且采用灌區(qū)已有的取水或輸水工程作為水源的，應(yīng)該以灌區(qū)的灌溉制度作為本次設(shè)計的設(shè)計灌溉制度。在計算過程中，作物的灌水定額可通過彭曼公式計算，也可通過用水量平衡法演算得出，對于常見作物，實際工作中也采用《甘肅省行業(yè)用水定額》直接取值或進(jìn)行驗算。如采用渠道灌溉，還應(yīng)確定輪灌制度。
灌溉工程規(guī)劃
1灌溉機井規(guī)劃
項目區(qū)灌溉機并布置應(yīng)翔實掌握該區(qū)域的地下水分布情況，根據(jù)項目區(qū)的地形、地層、地下水分布情況，結(jié)合項目區(qū)用水需求進(jìn)行灌概機井井群布置，一般采用梅花形或方格形布置。要根據(jù)項目區(qū)實際情況進(jìn)行布置，如筆者所在的皋蘭縣西岔鎮(zhèn)陽洼窯村項目區(qū)，由于項目區(qū)內(nèi)農(nóng)田較規(guī)整，且項目區(qū)全部為蔬菜區(qū)，其對水量的需求量不大，但是對水量需求時間長，所以可以發(fā)展為井灌區(qū)，且根據(jù)地形及項目區(qū)的灌溉田塊分布和已有道路系統(tǒng)實際情況，采用了方格形布置。布置井位時要確定井?dāng)?shù)，首先應(yīng)確定單井出水量，單井出水量可參照近年的成井電測資料確定，也可按照抽水試驗確定，有條件的項目、建議按照抽水試驗確定。然后根據(jù)單井出水量和灌水定額計算得出單井的控制面積，按照井灌區(qū)的面積計算得出井?dāng)?shù)。這里提醒一點計算得出的井?dāng)?shù)往往并非整數(shù)，千萬不要搞成理論上的四舍五入，計算得出的井?dāng)?shù)應(yīng)進(jìn)行進(jìn)位取整。布置井位時還應(yīng)注意一定要計算井距和影響半徑，確保不會出現(xiàn)機井互相影響出水量的情況。
2田間輸水方式確定
解決了水源和灌溉制度的問題，接著要進(jìn)行灌溉輸水方式的選擇。灌溉輸水方式分為地面輸水和地下輸水兩種方式，由于在輸水過程中存在蒸發(fā)和滲漏，選用不同的輸水方式，水的利用系數(shù)也是大相徑庭。舉例而言采用渠道輸水。襯砌渠道的渠系水利用系數(shù)約在0.7左右，而采用管道輸水管道水利用系數(shù)可達(dá)0.9，由于土渠滲漏量過大，農(nóng)渠以上灌溉輸水渠道不會采用土渠。一般情況下，灌區(qū)面積較大水量較充足時均選用襯砌渠道作為輸水渠道進(jìn)行地面輸水，灌溉單元較小，水量一般的情況下可采用管道輸水，除泵站輸水管道可能采用鋼管和砼管外，田間輸水管道一般是采用UPVC管道。根據(jù)目前節(jié)約用水及高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田建設(shè)的需要，以后在占補平衡項目的農(nóng)田水利工程中，斗農(nóng)渠應(yīng)盡量采用管道輸水，發(fā)展高效節(jié)水灌溉，是目前農(nóng)田水利工程的大方向，占補平衡項目中的農(nóng)田水利工程亦應(yīng)如此。
3灌溉渠系規(guī)劃
灌溉渠系規(guī)劃時首先選擇襯砌渠道，按照斷面類型不同，灌溉渠道可分為U形、矩形和梯形。U形渠道輸水能力強、節(jié)水防滲效果好，但由于施工要求高、斷面不宜過大，適用于斗渠和農(nóng)渠；矩形和梯形渠道對斷面和施工要求不高。適用于干渠和支渠，但矩形渠道占地面積小卻對材質(zhì)要求較高，梯形渠道恰恰相反，對材質(zhì)要求較低但占地面積大，因此一般干、支渠渠道應(yīng)按照當(dāng)?shù)靥攸c選擇矩形或梯形渠道，斗渠、農(nóng)渠一般選用U形渠道或者進(jìn)行管道輸水。渠型選定后，根據(jù)灌溉面積和灌水定額確定渠道流量，進(jìn)行渠道橫、縱斷面設(shè)計，應(yīng)從最末級渠道開始計算，逐級倒算，逆推干渠的橫向設(shè)計流量和縱向設(shè)計高程。渠道橫、縱斷面設(shè)計不能孤立單獨考慮，兩者之間是相互聯(lián)系的，計算時應(yīng)當(dāng)根據(jù)最末級渠道灌溉面積和灌水定額計算渠道流量。需要注意的是渠道橫、縱斷面設(shè)計一定是從最末級渠道逐級向上逆推得到的。渠道的流速，應(yīng)滿足不沖不淤流速要求。以加大流量驗算不沖流速，并以最小流速驗算不淤流速。占補平衡項目通常采用已有的水源工程和渠首工程作為水源，與一般農(nóng)田水利工程相比在整體布局上稍顯復(fù)雜，輸配水渠道的設(shè)計要根據(jù)整理后的田塊大小、高程、耕作條件及現(xiàn)有水利工程等進(jìn)行配置，并合理確定灌溉方向。在進(jìn)行輸配水渠道的規(guī)劃設(shè)計時，要充分考慮已有的農(nóng)田水利設(shè)施、渠系建筑物和道路設(shè)施等，盡可能避免與現(xiàn)有渠道、道路等基礎(chǔ)設(shè)施交叉，并在各級渠道上根據(jù)需要修建諸如分水閘、節(jié)制閘，量水堰等，渡槽、跌水、陡坡、渠系建筑物，要進(jìn)行必要的水力計算和結(jié)構(gòu)計算，結(jié)構(gòu)斷面較小時可適當(dāng)簡化。渠道不宜越級布設(shè)，布置時還應(yīng)注意行政界線如鄉(xiāng)界和村界的限制，避免工程投人使用后由此引發(fā)的爭水事件。
4管道系統(tǒng)規(guī)劃
基于管道輸水蒸發(fā)、滲漏較小，管道水利用系數(shù)較大、不占用耕地的優(yōu)點，一些灌溉控制面積不大的項目選用了管道輸水，材質(zhì)一般為UPVC管材。選用地埋管道輸水時，首先要進(jìn)行壓力計算和管徑的計算，以使設(shè)計方案經(jīng)濟上合理，技術(shù)上可行。壓力計算主要是管內(nèi)水壓力和側(cè)向的土壓力計算，通過壓力計算得到管道的抗壓強度選用不同壁厚的UPVC管道。管徑計算要根據(jù)灌溉需水量計算管道在一定流速下的合理管徑，從而更好的選擇合適的UPVC管道。管道的布置一般遵循支管垂直于主管的原則，并根據(jù)灌溉田塊合理確定管道間距和出水樁間距，丘陵地區(qū)管道間距以50m為宜，管道密度以平均90m/hm2為宜，可根據(jù)地形選擇雙向灌溉或單項灌溉，出水樁一般每50米設(shè)置一個。管道布置也應(yīng)注意合理的避讓已有的渠道、道路和行政界限。
排水工程規(guī)劃
2規(guī)劃環(huán)評技術(shù)在水利水電開發(fā)中的應(yīng)用
根據(jù)水利水電開發(fā)與規(guī)劃環(huán)評技術(shù)的關(guān)系，分析規(guī)劃環(huán)評技術(shù)的實際應(yīng)用，體現(xiàn)技術(shù)性的環(huán)境保護，由此確保環(huán)境保護下水利水電的順利開發(fā)。具體分析如下：
2.1環(huán)境評價環(huán)境評價技術(shù)能夠提高規(guī)劃環(huán)評的應(yīng)用效率，滿足水利水電開發(fā)的基礎(chǔ)應(yīng)用。環(huán)境評價技術(shù)可以根據(jù)水利水電項目的基本情況，劃分評價的范圍，在此基礎(chǔ)上確定評價對象，深入研究水利水電項目中的多個差別，由此確保環(huán)境評價技術(shù)更加適用于水利水電項目的開發(fā)。水利水電開發(fā)中的環(huán)境評價技術(shù)，主要包括數(shù)學(xué)模型和情景分析等，利用系統(tǒng)的評價方式，得出水利水電開發(fā)的環(huán)境依據(jù)，避免水利水電開發(fā)偏離環(huán)境保護的要求。
2.2區(qū)域分析不同區(qū)域的水利水電項目，對環(huán)境存在不同的影響。水利水電項目屬于國家基礎(chǔ)建設(shè)，呈現(xiàn)區(qū)域性建設(shè)，增加了規(guī)劃環(huán)評技術(shù)的應(yīng)用壓力。為優(yōu)化水利水電的開發(fā)，需在環(huán)境評價技術(shù)中引進(jìn)區(qū)域分析，根據(jù)規(guī)劃環(huán)評的以往經(jīng)驗，完善區(qū)域性的環(huán)評分析。區(qū)域分析決定了水利水電項目中的環(huán)境規(guī)劃，同時明確環(huán)境在區(qū)域中的表現(xiàn)特征，能夠降低水利水電項目中環(huán)境規(guī)劃的難度，有利于提高環(huán)境的穩(wěn)定度。環(huán)境評價技術(shù)中的區(qū)域分析，歸屬于一類基礎(chǔ)性的措施，可以為水利水電開發(fā)的規(guī)劃環(huán)評提供技術(shù)性的保障。
2.3政策評價政策評價是規(guī)劃環(huán)評技術(shù)的核心，輔助環(huán)境評價技術(shù)進(jìn)行決策。政策評價具有一定的實用性，其可以發(fā)現(xiàn)環(huán)境評價技術(shù)中的差異點，全面反饋水利水電開發(fā)中環(huán)境因素之間的關(guān)系，同時滲透到政策評價中。政策評價在水利水電開發(fā)規(guī)劃環(huán)評中，可以分為三個階段，如：(1)政策分析，利用價值觀念分析水利水電中的環(huán)境現(xiàn)狀，實行多維度劃分，進(jìn)而實現(xiàn)多個層次的政策解析；(2)政策預(yù)測，利用定性的分析，得出政策中的環(huán)評信息，通過判斷環(huán)境評價技術(shù)前后的政策形態(tài)，估計環(huán)評的價值；(3)政策評估，利用實踐規(guī)劃出水利水電項目中的環(huán)評價值，評估環(huán)境評價技術(shù)在項目開發(fā)中是否具備效益和效率保障。
2.險預(yù)測規(guī)劃環(huán)評技術(shù)在水利水電開發(fā)中，可以經(jīng)過一系列的動態(tài)行為，找出開發(fā)過程中引發(fā)環(huán)境破壞的因素或潛在因素，并預(yù)測可能出現(xiàn)的風(fēng)險[2]。環(huán)境評價技術(shù)能夠根據(jù)水利水電開發(fā)中的環(huán)境風(fēng)險，估計此類風(fēng)險引發(fā)的損失，包括經(jīng)濟損失和生態(tài)損失，而且風(fēng)險預(yù)測具有一定的決策優(yōu)勢，預(yù)先評估風(fēng)險損失，有利于控制開發(fā)中的環(huán)境破壞，充分控制開發(fā)行為，保護生態(tài)環(huán)境。
（2）科技引導(dǎo)?？茖W(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，發(fā)揮現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)優(yōu)勢，引進(jìn)和推廣適合當(dāng)?shù)赝寥罋夂虻姆N植、養(yǎng)殖新品種。變革種植模式，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，充分開發(fā)土地資源的潛力，提高土地的種植效益。對移民進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，引導(dǎo)移民科學(xué)種養(yǎng)、科學(xué)管理，打好現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)，提高移民的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)知識和生產(chǎn)水平。
（3）發(fā)展二、三產(chǎn)業(yè)。舉辦各種培訓(xùn)班，進(jìn)行各類技能培訓(xùn)，提高移民的勞動技能，提升移民的科學(xué)文化素質(zhì)，讓移民掌握和開發(fā)多渠道生產(chǎn)門路和本領(lǐng)，增加創(chuàng)收途徑。移民安置后的基礎(chǔ)設(shè)施配套完善程度也是評價移民生產(chǎn)生活水平的一個重要方面，庫區(qū)所在的農(nóng)村通常都是基礎(chǔ)設(shè)施薄弱的地方，交通不暢，上學(xué)看病不方便，個別地方用水用電都成問題。通過合理的安置規(guī)劃解決移民的基礎(chǔ)設(shè)施條件，建設(shè)與外界連通的公路，接入電信線路等，讓移民群眾出行方便，購物上學(xué)就醫(yī)快捷，提高移民生產(chǎn)生活水平。為妥善安置水庫移民的生產(chǎn)和生活，國家和各級地方政府在其職權(quán)范圍內(nèi)，在減免房屋建設(shè)、宅基地使用、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)恢復(fù)期的稅費，以及在土地劃撥、糧食供應(yīng)、電價優(yōu)惠、優(yōu)先就業(yè)等方面給移民以優(yōu)惠。
2社會經(jīng)濟發(fā)展水利水電工程建設(shè)
給當(dāng)?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展注入了活力，也帶來了諸多不穩(wěn)定因素，合理解決工程建設(shè)征地移民補償安置中存在的問題，使移民搬得出，穩(wěn)得住，能致富，是考驗移民安置工作的客觀要求。移民群眾在移民工作中付出了許多，對水利水電開發(fā)促進(jìn)地方經(jīng)濟發(fā)展和脫貧致富寄予厚望。地方政府是移民安置“工作主體、責(zé)任主體、實施主體”，移民工作的成效與各級地方政府的全力支持、積極投入和有效組織密不可分。地方各級政府在妥善安置移民，解決搬遷、維穩(wěn)問題，解決庫區(qū)移民群眾發(fā)展致富和經(jīng)濟社會發(fā)展等方面，面臨諸多壓力。雖然水利水電開發(fā)對庫區(qū)和安置區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展的具有促進(jìn)作用，但有時并不十分明顯，由于期望與現(xiàn)實之間的差距，影響了移民群眾的積極性，容易直接導(dǎo)致移民安置進(jìn)展不順、效果不理想的被動局面。促進(jìn)地方經(jīng)濟社會發(fā)展和移民群眾脫貧致富應(yīng)明確作為水利水電開發(fā)重要任務(wù)之一，需要進(jìn)一步落實相關(guān)政策及細(xì)化配套措施，強調(diào)政府職責(zé)，明確企業(yè)的社會責(zé)任，合理地分工協(xié)作，才能充分調(diào)動各級政府及移民群眾積極性，發(fā)揮水利水電開發(fā)對社會經(jīng)濟發(fā)展的促進(jìn)作用。
2002年，水利部和國家發(fā)展與改革委員會頒發(fā)了<關(guān)于開展全國水資源綜合規(guī)劃編制工作的通知>，隨后又陸續(xù)了指導(dǎo)水資源綜合規(guī)劃的若干技術(shù)文件。這些文件對于指導(dǎo)水資源綜合規(guī)劃的順利開展具有重要意義。由于新時期國家治水思路和理念的改變，文件中出現(xiàn)了部分新名詞術(shù)語，部分原有名詞術(shù)語(或計算方法)也賦予了新的內(nèi)涵。在水資源綜合規(guī)劃的技術(shù)文件中，有一部分名詞術(shù)語比較模糊。本文根據(jù)國內(nèi)專家、學(xué)者的最新研究成果和水資源綜合規(guī)劃技術(shù)文件的規(guī)定，對他們的內(nèi)涵進(jìn)行分析，對現(xiàn)行的確定方法提出個人看法，對需要深入研究的問題提出建議。
一、水資源
到目前為止，什么是水資源還沒有一個公認(rèn)的非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奈淖置枋觥?lt;大不列顛百科全書>中水資源定義為：自然界一切形態(tài)(液態(tài)固態(tài)和氣態(tài))的水都算水資源。直到1963年英國國會通過的<水資源法>中，改寫為“具有足夠數(shù)量的可用資源”。即自然界中水的特定部分。1988年聯(lián)合國教科文組織(IINEScO)和世界氣象組織(WMO)定義水資源是“作為資源的水應(yīng)當(dāng)是可供利用或可能被利用。具有足夠數(shù)量和可用質(zhì)量，并且可適合對某地為水資源需求而能長期供應(yīng)的水源”。
在我國，對水資源的理解也不盡相同。1991年<水科學(xué)進(jìn)展>編輯部組織了一次筆談，就水資源的定義和內(nèi)涵進(jìn)行了討論。最后認(rèn)為：水資源是水體中的特有部分，即由大氣降水補給，具有一定數(shù)量和可供人類生產(chǎn)、生活直接利用，且年復(fù)一年的循環(huán)再生的淡水。
從上述文字表述可以看出水資源具有如下特征：水資源包含在水體之中，并且是水體的一部分；而水體中的其他部分，在特定的條件下還可以轉(zhuǎn)化為水資源；水資源如果保護不好也可能轉(zhuǎn)化為無法利用的水體，而危及社會的安全。根據(jù)自然資源的定義及綜合以上各家的觀點，水資源是能夠被人類開發(fā)利用并給人類帶來福利、舒適或價值的各種形態(tài)的天然水體。
因此，不是所有降水都是水資源，只有其中能夠被人類開發(fā)利用的部分才稱之為水資源。對于特定區(qū)域而言，降水總量是可以獲得的，但是這些天然降水中到底有多少是人類可以利用的——即該地區(qū)到底有多少水資源值得深入探討和研究。
二、水資源可利用量
關(guān)于水資源可利用量有很多種定義和解釋，下面介紹幾種：
<全國水資源綜合規(guī)劃技術(shù)細(xì)則>中規(guī)定水資源可利用量l2是指在可以預(yù)見的時期內(nèi)，在統(tǒng)籌考慮生活、生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境用水的基礎(chǔ)上，通過經(jīng)濟合理、技術(shù)可行的措施在當(dāng)?shù)厮Y源中可資一次性利用的最大水量。雷志棟等認(rèn)為，水資源可利用量是指經(jīng)濟合理，技術(shù)可行和生態(tài)環(huán)境允許的前提下。通過各種措施所能控制引用的不重復(fù)的一次性水量。胡振鵬等認(rèn)為，水資源可利用量是指針對不同設(shè)計水平年，在一定的來水頻率下，考慮對水量、水質(zhì)的需求，天然儲水體和水利工程設(shè)施可以為人類生活、社會經(jīng)濟活動提供的水量。翁文斌等認(rèn)為]，水資源可利用量是指在流域水循環(huán)過程中的水文條件不發(fā)生明顯改變的前提下，從流域地表或地下允許開發(fā)的一次性水資源量。夏自強等認(rèn)為，水資源可利用量是從可持續(xù)發(fā)展的原則出發(fā)，在扣除維持生態(tài)環(huán)境用水和水資源總量中部分不能或難以控制的水資源量后，人類可以利用的最大水量。
分析上述定義，理論上比較清晰完善，但實際分析計算時很難操作。水資源可利用量確定要考慮的條件有生態(tài)與環(huán)境需水量、技術(shù)上論證可行、經(jīng)濟上分析可行。從這3個方面來分析，內(nèi)涵和外延都很大，很難具體操作。
同時，水資源可利用量的影響因素有經(jīng)濟社會發(fā)展水平、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步情況、水污染狀況、生態(tài)與環(huán)境狀況、天然來水狀況、以及技術(shù)經(jīng)濟因素等。由于這些因素是動態(tài)的，隨時間變化的，導(dǎo)致水資源可利用量也是動態(tài)的；同時這些因素如何影響水資源的可利用量，尤其是水與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)系，受認(rèn)識水平限制，現(xiàn)階段較難量化。
三、水資源和水環(huán)境承載力
承載力是一個起源于古希臘時代的古老概念，在生態(tài)學(xué)中一般被定義為“某一生境所能支持的某一物種的最大數(shù)量”，它包含著極限思想，并有2個層次的含義：第一是所承受的力來自于某一生境以外的某一物種；第二是某一生境自身不遭受破壞，因為生境一旦破壞，再重新修復(fù)是不可能的。
關(guān)于水資源承載力和水環(huán)境承載力研究成果較多，目前普遍接受的定義如下：
水資源承載能力是指在一定的時期和技術(shù)水平下，當(dāng)水管理和社會經(jīng)濟達(dá)到優(yōu)化時，區(qū)域水生態(tài)系統(tǒng)自身所能承載的最大可持續(xù)人均綜合效用水平或最大可持續(xù)發(fā)展水平。水環(huán)境承載力是指某一區(qū)域、某一時期、某種狀態(tài)下的水環(huán)境條件對該區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和生活需求的支持閾值。
從上述概念出發(fā)，水資源承載能力、水環(huán)境承載能力的承載體可以是人口總量，生物總量，也可以是經(jīng)濟總量。這個概念有4個層次的內(nèi)涵。一是生態(tài)內(nèi)涵，它表現(xiàn)為這些承載力具有極限含義，它所承載的綜合效用具有生態(tài)上的極限，對其開發(fā)利用應(yīng)以不超過這個極限為前提。二是技術(shù)內(nèi)涵，這些承載力并非一個純粹客觀的概念，而是與人類作用有關(guān)，具有主觀性的一面。它與特定的技術(shù)水平有關(guān)，隨著不同時期總體技術(shù)與生產(chǎn)力水平的提高，這些承載力具有跳躍性，表現(xiàn)為時間上的技術(shù)動態(tài)性。三是社會經(jīng)濟內(nèi)涵，通過社會經(jīng)濟系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，社會經(jīng)濟容量或規(guī)模會有所不同，從而提高水資源和水環(huán)境的承載力。四是時空內(nèi)涵，表現(xiàn)為水資源承載的綜合效用及其約束因素具有區(qū)域性；不同的時空尺度，相同水資源和環(huán)境條件的承載力是不同的。
水資源綜合規(guī)劃技術(shù)細(xì)則中提到了水資源承載力和水環(huán)境承載力這2個專業(yè)術(shù)語，但是關(guān)于這2個參數(shù)如何確定沒有提出相應(yīng)的方法，因此該參數(shù)的確定方法值得研究探討。
四、生活和生產(chǎn)需水的預(yù)測方法
目前用于需水預(yù)測方法較多，如定額法、趨勢法、彈性系數(shù)法、人均綜合用水量法等。分析這些方法，各有特點。
定額法需要確定每一行業(yè)不同水平年的用水定額、發(fā)展規(guī)模、以及水的利用系數(shù)。要在需水預(yù)測之前先要預(yù)測這些參數(shù)，由于這些變量較多，其影響因素更多，這些參數(shù)的預(yù)測比需水的預(yù)測更復(fù)雜，從而導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果誤差較大。我國以前若干個五年計劃的需水預(yù)測成果已經(jīng)證明了這一點。趨勢法、彈性系數(shù)法需要較多的歷史資料，受歷史資料的可收集性限制，這些方法應(yīng)用起來有一定難度。另外發(fā)達(dá)國家用水的經(jīng)驗表明：用水量與人口、發(fā)展規(guī)模之間的關(guān)系不是單一的遞增或遞減關(guān)系，不同國家或地區(qū)之間有所差別，不同發(fā)展階段有所差別，不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)有所差別。因此利用這些方法進(jìn)行需水預(yù)測也有一定困難。
人均綜合用水量法主要應(yīng)用于城市需水量的預(yù)測。由于城市的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，要想弄清楚每一個行業(yè)的用水定額及其發(fā)展規(guī)模難度較大，因此為簡化計算，采用人均綜合用水量法來進(jìn)行需水預(yù)測。但是這一方法也有其局限性，因為人口不是區(qū)域消耗水資源的唯一指標(biāo)，尤其是現(xiàn)在隨著現(xiàn)代化程度的提高，經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源的需求越來越多，而對人力資源的需求越來越少。因此到底用哪一種方法進(jìn)行需水預(yù)測能夠得出一個可以接受、誤差較小的成果是一個值得研究和探索的問題。
五、生態(tài)環(huán)境需水量
生態(tài)環(huán)境需水是指為維持生態(tài)和環(huán)境功能和進(jìn)行生態(tài)環(huán)境建設(shè)所需要的最小需水量。實際上，生態(tài)需水與環(huán)境需水兩者之間存在著交叉和重合的部分，生態(tài)需水主要側(cè)重在生物維持其自身發(fā)展及保護生物多樣性方面，環(huán)境需水則主要體現(xiàn)在環(huán)境改善方面。
楊愛民、鄭紅星、王浩、劉昌明等認(rèn)為“：生態(tài)需水應(yīng)該包括環(huán)境需水，所以也稱為生態(tài)環(huán)境需水。生態(tài)需水是指在一定的生態(tài)保護、恢復(fù)或建設(shè)目標(biāo)下，在特定的時空范圍內(nèi)，其生態(tài)系統(tǒng)維持良好的穩(wěn)定狀態(tài)時所需要的水量(包括：地表水、地下水和土壤水)。鑒于現(xiàn)在對生態(tài)環(huán)境認(rèn)識的不斷深入，前述界定中的“在一定的生態(tài)保護、恢復(fù)或建設(shè)目標(biāo)下”的“建設(shè)”二字應(yīng)該去掉。生態(tài)環(huán)境需水量是目前國內(nèi)外研究的重點，基本理論和方法也較多，其中大多建立在多學(xué)科交叉研究的基礎(chǔ)上，現(xiàn)階段可操作方法主要是基于水文學(xué)基礎(chǔ)的幾個方法，如最枯10月法、Tennant法等。最枯10月法：我國在《制定地方水污染排放標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)原則和方法》(GB3839--83)中規(guī)定：一般河流采用近10a最枯月平均流量或90％保證率最枯月平均流量作為設(shè)計水文條件。該方法原來用于計算污染物允許排放量，而現(xiàn)階段把它作為生態(tài)環(huán)境需水量。實際操作上該方法有其局限性，主要表現(xiàn)為部分季節(jié)性河流、現(xiàn)階段斷流河道的生態(tài)與環(huán)境需水量為零，其允許污染物排放量為零(設(shè)計水文條件為零)。
Tennant法似：是以預(yù)先確定的年平均流量的百分?jǐn)?shù)作為生態(tài)環(huán)境需水量。Tennant提出，以年平均流量的10％作為水生生物生長低限，以年平均流量的30％作為水生生物生長的滿意流量。Montana以年平均流量的10％作為最小生態(tài)需水量，最佳范圍為年平均流量的60％一100％。該方法適合于大江大河等較大流域，而沒有考慮河流流量的年內(nèi)變化和年際變化，因而有其局限性。此外還有日均流量法、Texas法、N6PRP法、Basiclfow法、月年保證率法、最小月年徑流法、ABF法、FDCA法、40％準(zhǔn)則等。這些方法計算方便，基本上是經(jīng)驗值，各有其實用性。
因此，分析總結(jié)前人的成果，提出適應(yīng)不同對象的水文、生態(tài)、環(huán)境等條件的生態(tài)環(huán)境需水量估算方法具有重要意義。
六、水資源短缺
水資源短缺是一個貌似簡單但又存在許多異議的概念。目前國際上通用的判別標(biāo)準(zhǔn)是以人均水資源量進(jìn)行缺水程度劃分。但是這個劃分標(biāo)準(zhǔn)下面隱藏著許多問題。首先人口不是區(qū)域消耗水資源的唯一指標(biāo)，尤其是現(xiàn)在隨著現(xiàn)代化程度的提高，經(jīng)濟社會發(fā)展對水資源的需求越來越多，而對人力資源的需求越來越少。其次生態(tài)需水與人口沒有直接關(guān)系，用人口作為評價標(biāo)準(zhǔn)也不合適。因此，對于水資源短缺的辨識采用單一的標(biāo)準(zhǔn)或指標(biāo)是很難概括的。
實際上，水資源短缺是一個相對的概念，具體對于一定區(qū)域來說，它所描述的是一定經(jīng)濟技術(shù)條件下，區(qū)域可供水資源量和水質(zhì)的時空分布不能滿足現(xiàn)實標(biāo)準(zhǔn)下的區(qū)域人口、社會經(jīng)濟、生態(tài)與環(huán)境等系統(tǒng)對水資源需求時的狀態(tài)。因此對缺水的界定應(yīng)當(dāng)拓展到水資源系統(tǒng)承載的主客體兩個方面同時考察。
在水資源系統(tǒng)承載主體方面，人類社會已經(jīng)從最早的逐水而居，發(fā)展到現(xiàn)在的資源水利、可持續(xù)水利等理性思索，水資源系統(tǒng)的外延不斷被拓展，內(nèi)涵不斷被豐富。同時人們對水資源開發(fā)利用的范圍應(yīng)由最初單一的地表水系統(tǒng)拓展到地下水、大氣水、海水、劣質(zhì)水(包括污水、微咸水和咸水)等多個系統(tǒng)，水資源系統(tǒng)承載主體多元化特征日益突出。
水資源系統(tǒng)承載的客體是隨著社會的發(fā)展而更替改變，在無人類活動干擾作用下，天然水資源系統(tǒng)在其循環(huán)過程中滋養(yǎng)了豐富多樣的天然生態(tài)系統(tǒng)。自從人類社會行為作用于水資源系統(tǒng)伊始，水資源系統(tǒng)承載客體的純自然屬性便開始發(fā)生改變，水循環(huán)系統(tǒng)的社會驅(qū)動力持續(xù)加大，農(nóng)業(yè)和工業(yè)經(jīng)濟系統(tǒng)的需水量和取水量不斷上升，水資源系統(tǒng)承載的客體逐漸演繹成生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和社會經(jīng)濟系統(tǒng)。其社會經(jīng)濟功能得到充分體現(xiàn)。由于水資源系統(tǒng)承載客的多元化，水資源利用過程中就存在著競爭與分配的問題從水資源系統(tǒng)承載的主體和客體的關(guān)系來分析，不簡單地將水資源供需平衡的認(rèn)為不缺水、不平衡的認(rèn)為水。且不說水資源系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)的關(guān)系目前尚未清楚，就是科學(xué)合理地確定一定社會經(jīng)濟系統(tǒng)需水量及其節(jié)水潛力也存在一定的難度，更有社會經(jīng)濟系統(tǒng)的產(chǎn)結(jié)構(gòu)問題。
因此，對于特定的區(qū)域和范圍，如何科學(xué)合理地界定其水資源是否短缺值得研究和探討。
七、水資源合理配置
配置是指配備、安排。資源配置是指生產(chǎn)性資產(chǎn)在不同用途之間的分配；資源分配之所以成為問題，一方面是由于社會的資源供應(yīng)有限，而人類欲望通常又無限，另方面是由于既定資源具有多種不同可供選擇的用途。
水資源合理配置是指在流域或特定的區(qū)域范圍內(nèi)遵循高效、公平和可持續(xù)性原則，通過各種工程與非工程措施，考慮市場經(jīng)濟規(guī)律和資源配置準(zhǔn)則，通過合理抑制需求、有效增加供水、積極保護生態(tài)環(huán)境等手段和措施對多種可利用的水源在區(qū)域間和各用水部門間進(jìn)行的調(diào)配。
通過以上概念界定可以看出，水資源配置問題提出的前提是水資源有限性而導(dǎo)致的供需不平衡矛盾以及不同用途之間的分配矛盾，關(guān)注的重點是多種水源在區(qū)域間和各用水部門間的分配。實際上，水資源區(qū)別于其他自然資源的重要特征之一是它的時程上分布的不均勻性，因此水資源合理配置不僅體現(xiàn)在空間上，同時也體現(xiàn)在時間上；不僅體現(xiàn)在某一水源上，同時也以現(xiàn)在多種水資源的聯(lián)合配置上。
因此，研究和探討水資源合理配置的技術(shù)和方法，對于緩解水資源供需矛盾、科學(xué)高效地利用水資源具有重要意義。
八、水資源配置的一般原則
前面已經(jīng)敘及水資源配置問題提出的前提是水資源的相對短缺，即資源有限而需求持續(xù)增加導(dǎo)致的供需失衡。當(dāng)水資源有限，不能滿足所有用戶的用水需求時就存在著分配水量的優(yōu)先順序問題。
1水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響
在社會生產(chǎn)過程中水利工程對經(jīng)濟與社會有著巨大的作用，同時也要看到水利工程對河流生態(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人為的改變了河流的多樣性、連續(xù)性和流動性，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。
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(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)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進(jìn)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(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)水利工程是一項綜合性工程，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)計中進(jìn)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提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
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)某種程度的退化。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)該對于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估，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(jìn)行分類和評估。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(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計和生物棲息地的設(shè)計。
3.3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。
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(xiàn)各占一半。
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。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(jìn)外來物種時要持慎重態(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。
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(jìn)行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點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)。再者，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(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(jìn)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(jìn)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。河流生態(tài)修復(fù)是靠時間做工作的。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(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。
3.5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(jìn)化需要數(shù)百萬年時間。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)水利工程規(guī)劃設(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)。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。
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(jìn)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。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(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。
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。
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我國國土面積非常遼闊，但是，卻是一個水資源非常匱乏的國家，因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常會受到一定的限制，為了能夠保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，穩(wěn)定糧食的生產(chǎn)能力，對灌溉水的利用效率要進(jìn)行提高。并且，對灌溉的方法以及技術(shù)水平也要進(jìn)行改善，將原有的技術(shù)以及條件進(jìn)行改善，只有這樣才能更好的提高糧食的生產(chǎn)能力，也必須加強農(nóng)田水利等農(nóng)業(yè)設(shè)施的建設(shè)。
1.2農(nóng)田水利建設(shè)關(guān)系農(nóng)村經(jīng)濟持續(xù)健康發(fā)展
一直以來，我國就是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，農(nóng)田水利設(shè)施的建設(shè)對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展有直接的影響，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對生產(chǎn)成本進(jìn)行降低是經(jīng)濟效益得到提高的保障。
2小型農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計中存在的問題
2.1工程規(guī)劃缺乏系統(tǒng)性以及全面性
我國小型農(nóng)田水利工程在規(guī)劃過程中缺乏系統(tǒng)性以及全面性，很多工程在立項以后對可行性研究沒有進(jìn)行重視，經(jīng)常在立項以后出現(xiàn)很多的問題，導(dǎo)致工程施工質(zhì)量受到影響。還有些小型農(nóng)田水利工程在建設(shè)過程中出現(xiàn)了急于求成的現(xiàn)象，沒有按照相關(guān)的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工，導(dǎo)致工程的實施出現(xiàn)了很大的問題，對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的未來發(fā)展有很大的危害。
2.2項目長期目標(biāo)不明確，立項不規(guī)范
很多小型農(nóng)田水利工程在項目確立時沒有對長期目標(biāo)進(jìn)行明確，在立項方面也出現(xiàn)了不規(guī)范的情況，對工程施工的具體情況了解不周全，導(dǎo)致很多工程在質(zhì)量方面出現(xiàn)了很大的問題，在使用不久以后就會出現(xiàn)問題，不能達(dá)到設(shè)計的使用周期。一些工程在進(jìn)行設(shè)計時對長遠(yuǎn)發(fā)展前景沒有進(jìn)行充分的分析，項目方案在比較和分析時，項目方案適應(yīng)的整體條件和個別條件沒有進(jìn)行嚴(yán)格的區(qū)分，導(dǎo)致施工中小型農(nóng)田水利工程的使用性能出現(xiàn)了不斷降低的現(xiàn)象。
2.3工程項目缺乏技術(shù)經(jīng)濟分析
小型農(nóng)田水利工程在投資方面比較少，但是，還是存在著在投資方面費用嚴(yán)重不足的情況，在這種情況下進(jìn)行強行的開工，會導(dǎo)致項目缺乏必要的經(jīng)濟性。一些設(shè)計方案也出現(xiàn)了不符合實際情況的現(xiàn)象，對一些以往的方案進(jìn)行了生搬硬套，使得方案的造價不能進(jìn)行節(jié)省，同時，預(yù)算也經(jīng)常會出現(xiàn)失控的現(xiàn)象。
2.4工程建設(shè)前期規(guī)劃不夠深入
工程建設(shè)前期存在著規(guī)劃不夠深入的情況，相關(guān)的部門在配合意識方面比較缺失，工程建設(shè)方面經(jīng)常存在著盲目性、隨意性比較大的情況，導(dǎo)致工程技術(shù)、合理開發(fā)以及社會經(jīng)濟效益等方面出現(xiàn)了不能兼顧的現(xiàn)象，工程建設(shè)過程中出現(xiàn)了很多重復(fù)性建設(shè)以及糾紛，對日后的應(yīng)用產(chǎn)生了較大的影響。
2.5工程老化以及退化現(xiàn)象嚴(yán)重
很多的小型農(nóng)田水利工程的建設(shè)時間比較早，很多的工程是邊規(guī)劃、邊設(shè)計、邊施工的“三邊”工程，這些工程在實際使用過程中存在著很多的先天不足情況，同時在后期的維護方面也存在著一定的問題，導(dǎo)致工程的效益得不到最大限度的發(fā)揮。
3小型農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計的原則
3.1實事求是
很多的小型水利工程在設(shè)計之初對項目施工地點的實際情況以及經(jīng)濟發(fā)展水平要進(jìn)行充分的考慮，要做到實事求是，對當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)以及地形條件進(jìn)行綜合分析，制定合理的規(guī)劃方案。
3.2申報和建設(shè)要講求實際
小型農(nóng)田水利工程在制定規(guī)劃建設(shè)方案時，不能只是對工程的形象問題進(jìn)行關(guān)注，對人民群眾的實際要求要進(jìn)行重視，堅持經(jīng)濟適用、質(zhì)量耐用以及環(huán)保的原則，對當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的發(fā)展情況進(jìn)行分析，不能讓群眾承擔(dān)過重的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)。
3.3認(rèn)真做好農(nóng)民群眾的動員工作
小型農(nóng)田水利工程的建設(shè)要保證受益人是農(nóng)民，而且，農(nóng)民也是小型農(nóng)田水利建設(shè)的主要力量，因此，在進(jìn)行建設(shè)前，要和農(nóng)民進(jìn)行很好的溝通，對群眾的積極性進(jìn)行調(diào)動，保證工程的順利施工。
3.4堅持籌資籌勞的多樣性
國家以及地方財政收入情況取決于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展情況，因此，在制定規(guī)劃建設(shè)目標(biāo)時一定要保證務(wù)實，在資金籌備方面可以有多種方式，利用相關(guān)的財政補貼政策能夠?qū)ㄔO(shè)資金不足的現(xiàn)象進(jìn)行緩解，同時，也能發(fā)動群眾進(jìn)行投資，但是必須堅持自愿、公開的原則，不能因為小型農(nóng)田水利工程的建設(shè)對農(nóng)民的生活產(chǎn)生不必要的負(fù)擔(dān)。
4科學(xué)實施小型農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計的措施
4.1實行統(tǒng)一規(guī)劃，統(tǒng)籌安排
按照科學(xué)發(fā)展規(guī)劃要求，對農(nóng)田水利工程建設(shè)規(guī)劃要實現(xiàn)統(tǒng)一，對農(nóng)村的各類涉水資金，制定整體以及長遠(yuǎn)的目標(biāo)，同時，對水利工程的灌溉、儲水以及排水等效果要進(jìn)行發(fā)揮，在水利設(shè)施使用過程中也要對改、擴建項目進(jìn)行重視，做到因地制宜，對水利工程體系中的各項作用都要進(jìn)行發(fā)揮，保證其能夠為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
4.2規(guī)劃設(shè)計要結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H
要根據(jù)當(dāng)?shù)厮O(shè)施現(xiàn)狀，加快灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造，不斷完善農(nóng)田灌排體系。加快小型農(nóng)田水利工程建設(shè)，大力加強田間工程、末級渠系及涵閘泵站建設(shè)，因地制宜興建“五小水利”工程，集中連片、整體推進(jìn)縣域農(nóng)田水利建設(shè)，進(jìn)一步擴大旱澇保收高標(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田面積。同時，進(jìn)一步增加大中型灌區(qū)續(xù)建配套與節(jié)水改造投入，做到完成一批、驗收一批、銷號一批。積極推進(jìn)大中型灌溉排澇泵站更新改造，在有條件的地方新建一批灌區(qū)，加強重點澇區(qū)治理，不斷提高農(nóng)田灌排骨干工程的配套率和完好率。
4.3突出節(jié)水灌溉技術(shù)的運用和推廣
規(guī)劃設(shè)計要充分考慮水資源承載能力，實行總量控制、定額管理。通過協(xié)調(diào)各行業(yè)的用水需求，促進(jìn)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，實行改造與改革、骨干與田間、灌溉與排水相結(jié)合，制定適宜的改造方案。同時積極采用新技術(shù)、新材料、新工藝，依靠科技進(jìn)步和制度創(chuàng)新促進(jìn)節(jié)水和水資源高效利用，建立節(jié)水型用水模式和節(jié)水型經(jīng)濟發(fā)展與運行體系，突出節(jié)水灌溉技術(shù)的運用和推廣，提高農(nóng)業(yè)用水效率和效益。
隊合作水平差，灌溉面積不足建國初期，我國大部分水利工程建設(shè)基本是工程設(shè)計和施工同時進(jìn)行，走走停停，走一步看一步，缺乏調(diào)查研究，施工團隊合作程度不高，導(dǎo)致水利工程渠道混亂，水利灌溉設(shè)施灌溉面不足或不均，灌溉效率低，水庫的庫存水量減少了一半多，水利工程的灌溉效能嚴(yán)重削弱。許多小型農(nóng)田水利工程設(shè)計的供水河流或供水渠道，在開始投入使用時比較合適，但隨著人口規(guī)模的增加和農(nóng)田面積的加大，農(nóng)田的水需求量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過水利工程的供水量，水利工程的灌溉面積只有本地農(nóng)田面積的百分之六七十，農(nóng)業(yè)的產(chǎn)量和質(zhì)量受到嚴(yán)重?fù)p失。
1.2工程基礎(chǔ)設(shè)備建設(shè)不足，蓄水能力差
由于缺乏對水利工程基礎(chǔ)設(shè)施的合理設(shè)計，以及施工機械技術(shù)力量不足、工程檢測能力低，導(dǎo)致水利工程的攔截蓄水功能不足，農(nóng)田灌溉工程的利用率降低。
1.3水利工程管理維護不足
主要存在兩方面問題：一是農(nóng)田水利工程施工監(jiān)管嚴(yán)重缺乏，施工中投機取巧、敷衍了事、偷工減料等產(chǎn)生的工程質(zhì)量、安全事故、設(shè)備故障問題常有發(fā)生。農(nóng)田水利工程的運行嚴(yán)重受阻。二是在水利工程建成后，設(shè)備維護保養(yǎng)工作不足。目前農(nóng)村的水利工程超年限使用、缺乏維護致使設(shè)施破損的現(xiàn)象存在，成為影響農(nóng)村水利工程灌溉效能的重要因素。
2后期農(nóng)田水利工程建設(shè)注意點和解決之道
2.1農(nóng)田水利工程建設(shè)需要注意的問題
農(nóng)田水利工程前期準(zhǔn)備工作應(yīng)該注意的問題：工程設(shè)計思想、政府的政策制度和管理思路、財力投入、工程建設(shè)質(zhì)量的監(jiān)管、工程規(guī)劃設(shè)計要點目標(biāo)、工程建成后期的維護管理等工作。首先，應(yīng)該確立好水利工程的中心思想和目標(biāo)任務(wù)。規(guī)劃前明確建設(shè)基調(diào)，重點注意規(guī)劃經(jīng)過。工程的規(guī)劃設(shè)計要突出當(dāng)?shù)卣墓こ讨笇?dǎo)。按照國家水利工程的相關(guān)規(guī)化設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、堅持政府正確的指導(dǎo)思路，結(jié)合當(dāng)?shù)剞r(nóng)田環(huán)境地理地質(zhì)狀況，而且當(dāng)出現(xiàn)地方政府從參與融資的水利工程規(guī)劃設(shè)計問題時，就要高標(biāo)準(zhǔn)地設(shè)計好水利工程的思路目標(biāo)。水利工程的規(guī)劃設(shè)計還必須要贏得政府的審批和同意，最終才能順順利利展開施工和運行。其次，小型農(nóng)田水利工程的設(shè)計要實事求是，避免各種資源的浪費。做好人力物力財力方面的估算規(guī)劃，保障水利工程正常實施。最后，小型農(nóng)田水利工程規(guī)劃要把握全局，爭取當(dāng)?shù)厣鐣l(fā)展。水利工程建設(shè)前期，要考慮人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟發(fā)展等方面，保障水利工程建設(shè)與當(dāng)?shù)剞r(nóng)村人口、環(huán)境和社會經(jīng)濟的發(fā)展能夠一致，水利灌溉的范圍和灌溉效率能與時俱進(jìn)。簡言之，農(nóng)業(yè)水利工程的建設(shè)在考慮當(dāng)時當(dāng)?shù)氐那闆r、水利工程的效益、民眾的建議時更要關(guān)注其長遠(yuǎn)發(fā)展。下面來具體說說一些解決方法。
2.2解決農(nóng)田水利工程建設(shè)中存在問題的對策
2.2.1水利工程建設(shè)前期做好環(huán)境地理調(diào)查研究
首先，因為當(dāng)?shù)氐牡乩砦恢?、人口分布、?jīng)濟結(jié)構(gòu)、水文條件、資源情況等能夠直接或間接的影響水利工程建設(shè)，所以做好調(diào)查研究，這是進(jìn)行水利工程設(shè)計的第一步，否則，就會出現(xiàn)建成的水利工程與當(dāng)?shù)剞r(nóng)田水利實際需求不一致的情況，阻礙當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)的發(fā)展。其次，施工單位就要制作有關(guān)施工規(guī)劃圖紙，經(jīng)監(jiān)理查驗、法人批復(fù)后開展正常施工。規(guī)劃圖紙要完全考慮當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)區(qū)域規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)發(fā)展和農(nóng)業(yè)的全面發(fā)展，根據(jù)當(dāng)?shù)氐乩憝h(huán)境的特殊性，農(nóng)田作物的分布特征，合理規(guī)劃設(shè)計。最終要能夠增加農(nóng)田灌溉面積，保證少灌和灌溉不均的現(xiàn)象減到最低，使小型農(nóng)田水利工程規(guī)劃達(dá)到合理性標(biāo)準(zhǔn)。最后，農(nóng)田水利工程的地點、規(guī)模選擇要目標(biāo)明確，切記眉毛胡子一把抓，盲目投資。因地制宜，按照當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)實況和政府財務(wù)水平，科學(xué)規(guī)劃，實事求是，在開展實際調(diào)查后，要開展工程設(shè)計與編制工程預(yù)算，拿出具有最佳實際效果的合理的水利工程方案，使整個水利設(shè)計工程與當(dāng)?shù)丨h(huán)境和經(jīng)濟社會發(fā)展和諧一致，完美統(tǒng)一。防止出現(xiàn)工程量大，資金供給不足，施工延期或者停工、罷工等現(xiàn)象問題，浪費人力物力財力。
2.2.2基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)用先進(jìn)工藝材料設(shè)備
由于小型農(nóng)田水利工程的構(gòu)成基本上是配件、原材料等。所以，整個水利工程的質(zhì)量高低的決定性因素就是這些設(shè)備材料等基礎(chǔ)設(shè)施。工程施工時，科學(xué)先進(jìn)的工程技藝，高性能、高質(zhì)量的工程建筑材料的應(yīng)用，根本上使工程的質(zhì)量得以保證。同時，施工的機械設(shè)備的采用，也要是高科技的設(shè)備產(chǎn)品，使水利工程建設(shè)達(dá)到低成本投入、短工期操作、高質(zhì)量完后成的建設(shè)任務(wù)。
2.2.3農(nóng)田水利工程管理維護工作力度加強
一方面，小型農(nóng)田水利工程的高效建設(shè)，工程監(jiān)管單位的監(jiān)理和維護管理工作必須到位，才能保障工程有序?qū)嵤?。水利工程設(shè)計管理部門要監(jiān)督、督促工程監(jiān)理單位責(zé)任人加強工程的監(jiān)管，以動態(tài)流動的方式，使監(jiān)管工作滲透到水利工程建設(shè)的每個步驟環(huán)節(jié)，使監(jiān)管更加全面、更加到位，實現(xiàn)全程監(jiān)控。另一方面，小型農(nóng)田水利工程建成后，施工單位和部門應(yīng)該及時做好管理工作移交。將監(jiān)管任務(wù)移交給水利工程用戶協(xié)會單位、水利工程實施管理單位開展管理。工程運行中，還要按照有關(guān)水利工程的基礎(chǔ)設(shè)施功能特點，做好定期不定期的工程巡檢工作，及時找出工程運行中出現(xiàn)的各種不利因素，為水利工程可靠、平穩(wěn)、安全運行以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展排除隱患。
2農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計準(zhǔn)則
由于受到河流徑流量以及農(nóng)作物類別持續(xù)變化等因素的影響,農(nóng)田水利灌溉亦伴隨季節(jié)的改變而改變,存在著不確定因素,平均每年的水量和耗水量均具有一定的不同。所以,農(nóng)田水利灌溉工程切不可完全根據(jù)傳統(tǒng)經(jīng)驗而工作,而是應(yīng)該擁有科學(xué)、合理的設(shè)計規(guī)劃準(zhǔn)則,最終保證規(guī)劃設(shè)計工作具有科學(xué)性、合理性。通常情況下,農(nóng)田水利灌溉規(guī)劃設(shè)計都是水利設(shè)施、區(qū)域水源情況,以及農(nóng)業(yè)發(fā)展條件等因素為基礎(chǔ),并在全面考量之后方可確定。一旦在初期出現(xiàn)涉及標(biāo)準(zhǔn)偏高的情況,那么保障農(nóng)田水利的程度就要高一些,并且設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)將會直接關(guān)系到工程的規(guī)模狀況。從當(dāng)前形勢來看,農(nóng)業(yè)水利部門,多從灌溉設(shè)計保證率以及抗抗旱天數(shù)2各方面來制定準(zhǔn)則。
2.1灌溉設(shè)計保證率
這一問題主要指的是在長時間使用條件下,水利灌溉工程用水應(yīng)該充分達(dá)到年數(shù)和總年數(shù)的比值,這一比值也就是農(nóng)田水利灌溉設(shè)計保證率。通常情況下,農(nóng)田水利灌溉工程要按照區(qū)域內(nèi)部的作物種植情況以及實際水文條件進(jìn)行擬定。
2.2抗旱天數(shù)
這主要是指以小水庫、塘壩等灌溉設(shè)施供水情況為基礎(chǔ),在降水偏少好雨水連綿等狀況下,能夠符合農(nóng)作物耗水所需天數(shù)為準(zhǔn)則。比如,在灌溉設(shè)施當(dāng)中,水源能夠保證80d連續(xù)無雨的用水量,此水泥他規(guī)劃設(shè)計的標(biāo)準(zhǔn)即為80d,上述抗旱天數(shù)的確定主要是利用規(guī)定時間內(nèi)區(qū)域農(nóng)作物需水時間為準(zhǔn)則。此外,在農(nóng)田水利灌溉規(guī)劃設(shè)計過程中,還應(yīng)充分按照區(qū)域的實際情況作出全面、具體的分析和研究。
3農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計
3.1針對規(guī)劃設(shè)計的建設(shè)規(guī)模進(jìn)行預(yù)測研究
當(dāng)規(guī)劃設(shè)計工作開始之前,先應(yīng)該針對農(nóng)田水利建設(shè)規(guī)模實施預(yù)測研究,這一工作我們通常可以從以下幾方面進(jìn)行:首先,區(qū)域經(jīng)濟和社會發(fā)展對水泥灌溉面積的要求,全面考量農(nóng)田水利在區(qū)域內(nèi)部農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具置,以實現(xiàn)農(nóng)民的創(chuàng)收和保障糧食安全為基礎(chǔ),并在發(fā)展規(guī)劃區(qū)域農(nóng)業(yè)的前提下,研究區(qū)域農(nóng)業(yè)經(jīng)濟對水利建設(shè)的實際需求,在此基礎(chǔ)上確定出農(nóng)田水利工程規(guī)劃設(shè)計的具體規(guī)模大小。其次,研究可供灌溉使用水資源對灌溉規(guī)模的潛力,并以水源視角來論證農(nóng)田水利灌溉規(guī)模的發(fā)展?jié)撃?然后再以區(qū)域為單位來負(fù)荷水資源的實際承載力。按照水源規(guī)劃確定的總耗水量利用狀況以及控制準(zhǔn)則等,深入分析、研究農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對于水源的具體需求量,從而保證農(nóng)田水利灌溉工程水資源供求實現(xiàn)平衡的根本目標(biāo)。再次,針對地區(qū)土地資源對農(nóng)田水利灌溉的規(guī)模潛能進(jìn)行分析、研究,重點是按照區(qū)域土地資源對灌溉面積的素質(zhì)和潛能實施研究。最后,針對農(nóng)田水利灌溉規(guī)模的發(fā)展進(jìn)行規(guī)模的預(yù)測,利用分析、研究農(nóng)田水利省水改進(jìn)以及水源供求關(guān)系,確定出農(nóng)田水利灌溉規(guī)模以及實際灌溉面積。
3.2關(guān)于農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計的重要內(nèi)容
(1)設(shè)計取水方法。取水方法是農(nóng)田水利灌溉規(guī)劃設(shè)計過程中的關(guān)鍵構(gòu)成要素,其設(shè)計方向應(yīng)當(dāng)按照不同區(qū)域灌溉水源進(jìn)行確定。通常情況下,灌溉水源具體分成2類,其中一種是提水取水,而另一種則是自流取水,農(nóng)田水利灌溉工程規(guī)劃設(shè)計取水方法一般是對以上兩種水源來完成設(shè)計。自留取水主要是以河流水為主的灌溉方法,同時它也包括兩種方式,首先是有壩取水,此種取水方式通常是在地下水位處于很低的情況,其水量雖然充沛,然而卻不能自行流入到農(nóng)田當(dāng)中,為保證正常灌溉,一般都在河道上來修筑節(jié)制閘或者堤壩,在此基礎(chǔ)上才能將水源引入到農(nóng)田當(dāng)中;其次是無壩取水,此種取水方式的設(shè)計還可分成建閘以及不建閘,為避免由于沒建閘而無法控制洪期的水量以及農(nóng)田被淹、渠道被沖走等問題,最好在設(shè)計過程中實施建閘設(shè)計,從而確保水流的穩(wěn)定性,降低水流對引水口的侵蝕。
(2)灌溉工程規(guī)劃設(shè)計的基本原則。①安全性原則。安全性是所有工程中都應(yīng)遵守的要求,在農(nóng)田水利灌溉工程中,需要盡量防止出現(xiàn)深挖方、高填方和險段位置的施工。還應(yīng)避免在沿河位置設(shè)置此工程,以防山洪將其沖垮、沖毀。②綜合利用原則。灌溉工程需要集中落差,同時結(jié)合水利加工,開展多種經(jīng)營,全面且合理的利用水資源以及水資源。與此同時,相關(guān)工作人員還應(yīng)重點考慮結(jié)合河水與井水的灌溉,構(gòu)建起地表水和地下水綜合利用的水利灌溉系統(tǒng)。最終,保證農(nóng)田水利灌溉工程得以正常投入使用。
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(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)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵是：對于新建工程，是指進(jìn)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(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)水利工程是一項綜合性工程，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)計中進(jìn)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提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則
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)某種程度的退化。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)該對于河流進(jìn)行生物調(diào)查、地貌歷史和現(xiàn)狀進(jìn)行勘查和評估，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(jìn)行分類和評估。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(jìn)行河流地貌學(xué)設(shè)計和生物棲息地的設(shè)計。
3.3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。
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(xiàn)各占一半。
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。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(jìn)外來物種時要持慎重態(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。
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(jìn)行綜合、整體研究。其次，必須重視水域生境的易變性、流動性和隨機性的特點，這些特點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)。再者，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(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(jìn)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(jìn)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。河流生態(tài)修復(fù)是靠時間做工作的。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(jìn)行長期的監(jiān)測和管理。
3.5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(jìn)化需要數(shù)百萬年時間。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)水利工程規(guī)劃設(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)。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。
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(jìn)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。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(jìn)行生態(tài)修復(fù)的河流比較。
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。
論文關(guān)鍵詞：生態(tài)水利工程設(shè)計原則
論文摘要：闡述水利工程與水域生態(tài)的關(guān)系，介紹了生態(tài)水利規(guī)劃的基本原則：工程安全性與經(jīng)濟性原則；提高河流形態(tài)的空間異質(zhì)性原則；生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計與自我恢復(fù)原則；景觀尺度與整體修復(fù)原則；反饋和調(diào)整設(shè)計原則。
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Abstract: Water conservancy workers need to establish environmental awareness, fully aware of environmental issues in water conservancy construction, help engineering Water Resources Water to achieve the unity of the economic, social and environmental benefits.Key words: hydraulic; environmental issues; ecological
中圖分類號：F407.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2012）02-
目前我國豐富的水資源正以前所未有的速度被破壞和浪費，嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境。要認(rèn)識到水資源開發(fā)利用的最佳目標(biāo)應(yīng)是經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益三者的統(tǒng)一。人與自然的和諧相處，則是開發(fā)利用水資源的根本原則。
一、水利工程與生態(tài)平衡（一）興修水利工程會打破原有的生態(tài)平衡
人類在地球上修建的水利工程無外乎兩大類，即蓄水庫和跨流域調(diào)水工程。它們的實質(zhì)都是為解決水資源的時、空分布不平衡問題。在我國，對生態(tài)影響最大的莫過于蓄水庫。從表面看，它們都是為了解決水資源不足或充分利用水資源，但如果深入探究，卻發(fā)現(xiàn)其中對社會、環(huán)境的潛在影響是巨大和復(fù)雜的。簡言之，其影響包含直接的或間接的、短期的或長期的、誘發(fā)的或積累的、一次的或兩次的等等因素。所有這些影響，都會打破原有的生態(tài)平衡。然而，應(yīng)該看到，包括生態(tài)平衡在內(nèi)的自然平衡本來就是動態(tài)的，人類正是通過不斷地打破那種不利于人類健康發(fā)展的平衡，才能發(fā)展到今天。自然界的生態(tài)平衡既是動態(tài)的，同時又是隨時存在著。問題在于人類怎樣以一種最優(yōu)的方式去分辨出那些不利人類生存發(fā)展的生態(tài)平衡，打破之，并更加自覺地重建一種新的平衡，即人工生態(tài)平衡。
（二）修建水利工程要注意保護生態(tài)平衡
保護生態(tài)平衡應(yīng)是兩個內(nèi)容的總和：一是對那些良性的生態(tài)平衡應(yīng)盡最大努力限制人類對其的消極影響，使其按自己固有的規(guī)律發(fā)展；另一個是對那些惡性的生態(tài)平衡施以人類的改造活動，扼制其繼續(xù)發(fā)展的勢頭，使之良性發(fā)展。有了保護生態(tài)平衡的認(rèn)識，進(jìn)行合理的開發(fā)規(guī)劃，是使興建與環(huán)保協(xié)調(diào)發(fā)展的必要手段。然而要真正達(dá)到這一共識，人類還要走相當(dāng)長的一段路程。因為環(huán)保問題歷來不是一個簡單的問題，具有直接性和間接性、短期性和長期性、誘發(fā)性和積累性以及連帶性等特點。因此，在世界范圍內(nèi)大力進(jìn)行環(huán)境保護教育，使規(guī)劃工作納入法律軌道亦是十分必要的。（三）生態(tài)保護要作為水利工程規(guī)劃、設(shè)計和施工重要的組成部分。在興修水利工程的前后，只有對保護生態(tài)平衡的認(rèn)識甚至是重視是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，重要的是要落實到具體的行動中，即要將環(huán)保思想貫穿于工程的規(guī)劃設(shè)計及施工組織管理的每一環(huán)節(jié)。我們必須清醒地認(rèn)識到，水利工程的修建，對生態(tài)平衡的良性循環(huán)有著巨大的副作用，這就要求我們必須通過合理、科學(xué)的規(guī)劃設(shè)計和管理將其減小到最低限度。除了有一個良好的政治經(jīng)濟條件外，更重要的是要依靠科學(xué)技術(shù)的革命?？茖W(xué)技術(shù)是協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系的主要工具。由于生物圈的動態(tài)平衡是人類及其生命系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生的前提，現(xiàn)代自然科學(xué)的發(fā)展所深刻揭示的自然規(guī)律，則是人類認(rèn)識生物圈動態(tài)平衡機制的基礎(chǔ)，而現(xiàn)代技術(shù)又為調(diào)節(jié)生物圈動態(tài)平衡提供了必要的手段。這種調(diào)節(jié)，必須考慮人的活動對自然界發(fā)生作用的性質(zhì)和界限，必須把對自然界的保護和再生產(chǎn)納入社會有機體內(nèi)并作為其重要的組成部分。對于不良的生態(tài)平衡，興修水利工程本身就是對其進(jìn)行良性改造，使之朝著有利于人類的健康方向發(fā)展。關(guān)鍵是我們在工程的施工過程中，怎樣盡最大努力去減小人類對其的不良影響。這就給工程的建設(shè)者們提出了以下任務(wù)：1、規(guī)劃設(shè)計的前期，要切實搞好工程所在地的水文資料的收集及地質(zhì)條件的勘測。如蓄水庫，重點是水文資料和地質(zhì)構(gòu)造，充分考慮大壩的防洪能力、穩(wěn)定性以及避免地震的誘發(fā)。2、規(guī)劃中還應(yīng)設(shè)計一定的工程構(gòu)造，以滿足大壩流域內(nèi)水生物的生活習(xí)性，減少庫區(qū)淹沒范圍。如長江內(nèi)的珍奇動物“中華鱘”，有著在上游產(chǎn)卵的習(xí)性，三峽大壩的修建，正好隔斷了該魚類去上游繁衍的路途，如果不采取一定的措施，勢必會造成“中華鱘”這一珍奇動物的滅絕。三峽大壩的設(shè)計就充分考慮了對“中華鱘”。3、施工階段的任務(wù)：第一，在施工承包合同的簽訂時，承包商對施工現(xiàn)場污染物的擴散和施工人員的勞動保護所應(yīng)負(fù)的責(zé)任，應(yīng)寫進(jìn)合同書內(nèi)，要有環(huán)保措施，對各種污染物排放要限制在標(biāo)準(zhǔn)以內(nèi)。第二，施工前要在施工現(xiàn)場建立必要的環(huán)保監(jiān)測機構(gòu)，進(jìn)行水質(zhì)、大氣、噪聲的本底測定，便于和施工階段不同時期監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對比。第三，施工人員進(jìn)入工地后，還要建立衛(wèi)生防疫機構(gòu)，以避免施工期數(shù)萬工人集中在一起，引起流行病的傳播和擴散。這方面的教訓(xùn)，在我國時期的興修水利中是十分深刻的。4、施工后期的任務(wù)。特別要對施工階段破壞的植被規(guī)劃及時恢復(fù)，制訂工區(qū)的全面綠化規(guī)劃，以保護已經(jīng)形成的生態(tài)平衡。在工區(qū)范圍內(nèi)的生物圈內(nèi)，研究生物資源的利用、保護和生產(chǎn)的合理的方式，控制規(guī)劃人群自身的發(fā)展，保持生物種群的恰當(dāng)比例。
二、水利工程生態(tài)規(guī)劃設(shè)計的要求
水利工程，改造山河、興利除害、綜合開發(fā)、合理利用、積極保護、科學(xué)管理水資源，使之更好的服從人們的意志，更好地為人類造福，這不僅改變了自然界中天然水流的形態(tài)，也改變了周圍的自然環(huán)境和社會環(huán)境。在生態(tài)經(jīng)濟環(huán)境水利階段，人們普遍關(guān)注環(huán)境與生態(tài)問題，普遍重視資源開發(fā)與環(huán)境保護、生態(tài)保護的協(xié)調(diào)發(fā)展。在這樣的前提下，強調(diào)水利工程建筑物的環(huán)境功能和美學(xué)價值，己成為我們在水利工程設(shè)計方面的新趨勢。
以改善水域環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)為主要目標(biāo)的“城市環(huán)境水利工程”建設(shè)，成為水利現(xiàn)代化建設(shè)的重要內(nèi)容。按照現(xiàn)代城市的功能，對流經(jīng)市區(qū)的河流歸納起來有兩類要求：（一）對河中水流的要求是：水質(zhì)清潔、生物多樣性、生機盎然和優(yōu)美的水面規(guī)劃。（二）對濱河帶的要求是：能反映本地獨特歷史、文化、風(fēng)俗的濱河規(guī)劃；能提供一充滿鮮花、有人工景點、公園化的休閑、娛樂、體育活動空間；能營造一充滿文化、藝術(shù)、科學(xué)氣氛，具有現(xiàn)代氣息、人水關(guān)系協(xié)調(diào)、引人勝、便于人水親近的濱河帶。人們提出這些要求是社會進(jìn)步的體現(xiàn)，也是社會經(jīng)濟發(fā)展的必然。水利建設(shè)者應(yīng)當(dāng)適應(yīng)這種趨勢，滿足社會的要求。在水利工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工等方面進(jìn)行調(diào)整和完善，注入更多的人文、藝術(shù)、科學(xué)和現(xiàn)代氣息，注重工程的環(huán)境效益和美學(xué)效益。
三、水利工程景觀規(guī)劃策略（一）沿河綠地
濱水環(huán)境的總體構(gòu)思應(yīng)盡可能擴大沿河綠地，形成較為連續(xù)性綠化帶，用綠色來勾畫古城的輪廓，延續(xù)城市文脈。同時，以良好的綠色空間，優(yōu)化環(huán)境規(guī)劃質(zhì)量，體現(xiàn)現(xiàn)代化城市的新形象。（二）閘壩結(jié)合，擴展沿河水面。
引言
近二十多年來，我國經(jīng)濟和社會有了快速發(fā)展，電力負(fù)荷迅速增長，峰谷差不斷加大，用戶對供電的要求也越來越高。抽水蓄能電站作為我國電源結(jié)構(gòu)中一種新型電源，以其調(diào)峰填谷的獨特運行特性，在電力系統(tǒng)中發(fā)揮著調(diào)節(jié)負(fù)荷、促進(jìn)電力系統(tǒng)節(jié)能和維護電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的功能。抽水蓄能電站將成為水電建設(shè)的主流。因此，科學(xué)合理的規(guī)劃這一有效的、不可或缺的抽水蓄能電站勢在必行。
一、抽水蓄能電站選址規(guī)劃
抽水蓄能電站的運行原理是利用電力負(fù)荷低谷時的電能把水抽至上水庫，將水能轉(zhuǎn)化為電能，在電力負(fù)荷高峰時期再放水至下庫發(fā)電，將水能轉(zhuǎn)化為電能，它將電網(wǎng)負(fù)荷低谷時的多余電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價電能，從而起到電網(wǎng)調(diào)峰的作用。因此，建設(shè)抽水蓄能電站的關(guān)鍵是選好站址。
抽水蓄能電站的站址規(guī)劃是在負(fù)荷中心的周圍地區(qū)尋找可能開發(fā)的站址。其可選面不象常規(guī)水電站那樣只能沿著河流尋找合適的站址，它的可選面比較寬。一般要求上、下池之間的落差愈高愈好。選址時首先要開展普查工作，調(diào)查所給區(qū)域內(nèi)所有可開發(fā)的抽水蓄能電站站址的基本建設(shè)條件，弄清所在電網(wǎng)的負(fù)荷水平、負(fù)荷特性和電源結(jié)構(gòu)，調(diào)峰電源的缺口，以及對調(diào)頻、調(diào)相、事故備用等動態(tài)功能的需求。通過比較從中選出建設(shè)條件較好的站址，然后進(jìn)行規(guī)劃階段勘測設(shè)計工作，通過理論推正和實際考察來確定一期開發(fā)工程的實施。針對抽水蓄能電站的特點，大多選址是在已有水庫的地方尋找山頭建設(shè)上池，其中上池用于蓄水，以原有水庫作為下池。部分站址也可選擇已有水庫附近的谷地建設(shè)下池，以原有水庫作為上池。大多是汛期抽水，枯水期發(fā)電。因此，站址選對了可大量節(jié)約建設(shè)資金。例如廣州抽水蓄能電站(簡稱廣蓄電站)是一個純抽水蓄能電站，其位于廣東省從化縣呂田鎮(zhèn)，距廣州市90km。上水庫位于召大水上游的陳禾洞小溪上，下水庫位于九曲水上游的小杉盆地。廣蓄電站承擔(dān)廣東電網(wǎng)的調(diào)峰、填谷、調(diào)相、事故備用要求的任務(wù)和西電東送電量不均勻性的調(diào)節(jié)作用。該站址的自然條件較好，無論是上、下庫成庫條件還是落差，都比較理想，選擇的合理科學(xué)，其電站裝機可達(dá)到240萬kW。考慮到電力系統(tǒng)的需求，廣蓄電站分兩期建設(shè)。一、二期工程裝機120萬kW，年發(fā)電量分別為23.8、25.089億kW·h。廣蓄電站的上、下水庫容量，可供8臺機組滿負(fù)荷發(fā)電約6h，抽水約7h。經(jīng)多年運行，循環(huán)效率可達(dá)76%。
二、關(guān)鍵技術(shù)的引進(jìn)規(guī)劃
在抽水蓄能電站關(guān)鍵技術(shù)方面，對高懸水庫基礎(chǔ)的滲流場進(jìn)行分析，提出滲流控制標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的滲流控制措施。一般防滲漏規(guī)劃設(shè)計，可行方案有3種：①上游壩面噴混凝土；噴混凝土方案造價適中，施工便利，但要在實驗過后準(zhǔn)確把握其有效性。②壩體灌漿；灌漿方案造價最低，但耐久性、可靠性不如鋼筋混凝土面板。③上游壩面增設(shè)鋼筋混凝土面板防滲；鋼筋混凝土面板方案造價最高，但防滲及加固效果最好，耐久性強，壩體實際承受的揚壓力最小。
抽水蓄能電站的關(guān)鍵設(shè)備是水泵、水輪、電動發(fā)電機組。抽水蓄能電站的機組能起到作為一般水輪機發(fā)電的作用和作為水泵將下池的水抽到上池的作用。在電力系統(tǒng)的低谷負(fù)荷時，其作為水泵運行，完成上池蓄水；在高峰負(fù)荷時，其又作為發(fā)電機組運行，利用上池的蓄水發(fā)電，送到電網(wǎng)。在抽水蓄能電站機組運行技術(shù)方面，需要開展機組起動方式，工況轉(zhuǎn)換及變頻起動裝置(SFC)諧波分析和預(yù)防措施研究。這樣不僅能進(jìn)一步優(yōu)化水泵水輪機和發(fā)電電動機的主要技術(shù)參數(shù)（上、下庫正常蓄水位，死水位，調(diào)節(jié)庫容以及裝機容量等）和機組總體結(jié)構(gòu)而且提高了抽水蓄能電站的運行穩(wěn)定性。初期的機組是水泵與水輪機分開的組合式水泵水輪機組。后來才發(fā)展為可逆水泵水輪機，正轉(zhuǎn)是水輪機，反轉(zhuǎn)即是水泵。電動發(fā)電機也是一臺特殊的電機機組，受電時是電動機驅(qū)動水泵抽水，為上池放水；水泵變?yōu)樗啓C時，電動發(fā)電機也就成為發(fā)電機。除上述外，還應(yīng)進(jìn)一步開展抽水蓄能電站工程結(jié)構(gòu)問題研究；開展大PD值預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土高壓管道結(jié)構(gòu)及埋藏式鋼岔管道結(jié)構(gòu)受力分析研究，提高我國大PD值壓力管道的設(shè)計，降低工程造價。
三、抽水蓄能電站建設(shè)與環(huán)境規(guī)劃
眾所周知，具有調(diào)峰填谷功能的抽水蓄能電站對于電廠、電網(wǎng)的安全和經(jīng)濟運行有重要作用。為了與國內(nèi)大規(guī)模的核電建設(shè)及大容量的火電機組相配套，抽水蓄能電站的大規(guī)模建設(shè)已是必然。從總體來講，抽水蓄能電站建設(shè)對自然環(huán)境的影響比一般常規(guī)水電站要小。但由于抽水蓄能電站的位置大多緊靠負(fù)荷中心，建在用電集中的大城市附近，有時靠近甚至位于風(fēng)景名勝區(qū)（如：天池抽水蓄能電站），因此，選址建站是一定要注意對環(huán)境的保護。
首先，要考慮工程建筑物對周圍自然景觀及旅游的影響。針對這點，我們選址建站時要考慮上庫進(jìn)、出水口的布置以及下水庫和地下廠房的建設(shè)。如天池抽水蓄能電站的上庫進(jìn)/出水口布置在天池湖天然壩體東北角湖灣北側(cè)山體中。該建筑物在風(fēng)景名勝區(qū)的旅游中心，所以建筑物設(shè)計時，其造型、色彩等應(yīng)符合風(fēng)景區(qū)總體規(guī)劃要求，并與周圍整體自然景觀和環(huán)境相協(xié)調(diào)。其下水庫是在石門景點以下三工河峽谷中新建的一座攔河水庫。這樣的建設(shè)避免了對核心旅游區(qū)的影響，同時通過導(dǎo)流洞及旅游公路的局部改線，把下水庫施工場地與旅游交通分開。
其次，考慮工程對水環(huán)境的影響。為了減少施工期廢水、廢氣、廢渣對自然環(huán)境的破壞，應(yīng)對施工期間庫盆和道路的開挖、施工場地和生活區(qū)的布置、廢渣和建筑材料的堆放、運輸車輛的管理進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)劃設(shè)計研究，采取科學(xué)合理的防治措施，并認(rèn)真執(zhí)行。
最后，考慮工程對生態(tài)環(huán)境的影響。大多數(shù)抽水蓄能電站的建設(shè)僅在施工期對周圍的環(huán)境有一定的影響。建站工程對土壤、植被的影響主要有以下四方面：一是修建下水庫，二是修建施工道路，三是施工生產(chǎn)、生活區(qū)和工程臨時管理設(shè)施的占地，四是地下廠房、輸水系統(tǒng)、導(dǎo)流洞、交通洞、施工隧洞及下水庫擴容開挖的廢渣堆放場地對土壤、植被的破壞。針對四點，建議采取的對策：①施工道路及改線旅游公路兩側(cè)必須采取人工種樹、種草恢復(fù)植被；②對堆渣場要覆土綠化，減少對自然景觀的影響。壩后堆渣場綠化樹種可選用落葉松、樺木、薔薇等觀賞價值較高的樹種。③施工期間，嚴(yán)禁施工人員狩獵和進(jìn)入林地用火，并要經(jīng)常開展保護野生動物及護林防火的宣傳教育，提高施工人員保護自然資源的思想意識?？傊?，科學(xué)合理的規(guī)劃抽水蓄能電站不僅不會污染和破壞環(huán)境，反而會改善、美化環(huán)境，甚至可為當(dāng)?shù)丨h(huán)境生輝。
四、結(jié)論
中國的抽水蓄能電站建設(shè)正處于高峰期，抽水蓄能電站主要作用集中在削峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、事故備用等動態(tài)功能上。由于抽水蓄能電站既是電源點又是電力用戶，因此，抽水蓄能電站將成為我國電力系統(tǒng)有效的、不可或缺的調(diào)節(jié)工具。它對于確保電網(wǎng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定起到了至關(guān)重要的作用。因此，科學(xué)合理的規(guī)劃、建設(shè)抽水蓄能電站具有重大實際意義。
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