生态工程概念范文

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2生态经济的概念

它会受到社会经济规律的影响和制约,并会遵循一定的自然法则。通过这种人工的生态经济系统能使林业生态工程中的使用价值以及价值都能得以体现。在林业生态工程的实施过程中。会有一些生态功能的商品机制以及生态机制,这两者都是人类劳动所产生的,也是生产社会中的实用价值,生态机制产生的价值,这种载体为生态价值;而商品机制所产生的价值,这种载体为商品价值。人工林所产生的自然环境、资源价值和生态经济价值都是在林业生态工程价值当中的,其中自然环境和自然资源价值量都是由劳动时间来决定的,生态系统价值在组建的过程中就缺乏一定的平均机制,而且所有的人工林生态经济系统都有所不同,在定义其价值量的时候还是要依据林区的实际情况来定,主要还是根据劳动时间来定,并不是社会所需的平均劳动时间。人工林的生态经济系统价值以及使用价值是由林业生态工程来来体现的,这不光表现在自然环境和资源上,还会表现在自然的环境和价值中,也直接体现在生态经济系统上。其中,使用价值一般都表现在林产品和林木等一些产品上,这些都具有商品的使用价值,能起到改善土壤、调节气候、美化环境以及防风沙等实用的使用价值,是企业生态产品不能替代的。而林业生态工程在实施的时候,林产品的生态能力和产出价值都是要耗费人工劳动的,这样才能形成林业生态工程特有的生态经济效益。在这其中不光有经济效益产生,还会有一定的生态规律,这也能产生经济效益,但其要经过一定的生产过程。

3生态经济的原则

3.1整体性原则

在整个林业生态系统中,其设计对象和规划对象都是人工林业生态经济系统。我们首先应考虑的是其生态效益、社会效益以及经济效益之间的整体协调性,并促进其长期和短期效益的统一性原则。通常的情况下,生态效益都是产生经济效益的基础,如果这两者之间有矛盾,要从各个两面入手,并考虑林地的具体情况,再重新调配投入的程度,使资源利用率有所提升,并调整林种的种植结构,使营林水平有所提升。

3.2适应性原则

受到我国固有土地面积和气候因素的影响,我国作为农业大国,林业生态体制比较完善,生态经济发展也比较快。但是各地气候差异比较大,在林业生产实践的过程中,相继出现了多种不同类型的林业生态模式和类型,依据地理形貌划分主要有山区人工林、平原人工林等类型;依据林种划分主要有经济林、用材林、特种林以及防护林等类型;还有很多类型,这里不一一例举。林业生态工程在实施的过程中,首先要考虑的就是当地林区的情况,看适合什么样的林种,以选取相应的种植类型,要是在沿海地区修建防护林,地域属于亚热带或者暖温带气候,自然植被的分属就应该是落叶林区,而在东北地区就比较适合种植枫树、红松、以及桦树等种类,南方地区就比较适合种植马尾松、冷杉等种类的树种。林区的条件主要是选择种植树种的因素,不光要考虑到气候的情况,还要考虑到水分和肥力的情况,不能片面去选择树种种植类型。

3.3层次性原则

林业生态工程是一个多层次、多尺度的工程序列体系,从横向角度看,可包括农户林、林场、农田林、区域以及国家各个网络层次,有小到“庭院经营型”林业生态工程,大至诸如“三北”防护林体系工程;从纵向角度看,其层次结构是复杂的。因而应采取相应的规划、设计方案,产生各种层次水平的生态经济效益。

3.4动态性原则

基于生物与环境相互作用原理,利用环境建设工程来保证生物群落的建造;反之,利用生物对环境的影响促使系统生产力不断提高,从而林业生态工程能加速或缓和人工林生态系统的演替,使生态经济效益逐步得到再现。同时,由于社会经济条件的变化,应根据社会发展需要对实施林业生态工程的系统进行动态跟踪调整。

3.5最优性原则

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中图分类号：TU992.3

文献标识码：B

文章编号：1008-0422（2013）06-0117-03

1 序言

某市城市水系环境的破坏和水质的恶化与作为旅游城市的定位极不协调。2006年某市的决策者通过考察，决定引进德国汉诺威水协的治污理念对城市水系进行综合治理。随后德国汉诺威水协对某市的管网、水文、气候、地理、人口、人们生活习惯进行了详细的普查，并查阅了大量的历史资料，针对某市的情况制定了水敏性城市发展和可持续性水资源利用框架，设计了对结合管网模拟的机埠改造及配套的人工生态湿地的治污工程综合治理方案，且已陆续开始施工建设，部分工程已经接近尾声，笔者通过对某机埠改造和人工生态湿地配套建设，领略到德国汉诺威水协针对城市治污理念一些特点。

2 通过对现有管网进行普查和建立水力/水文数学模型模拟后，对现有机埠的运行方式的改变及对调蓄池的改造，实现了截污和对不明污水及初期雨水进行预处理

2.1 机埠现状及改造前后的运行情况：目前接近完工的机埠改造工程机埠总汇水面积为415hm2，城市硬化径流面积为290hm2，机埠有两个进水口，一个9712m2的调蓄池，非降雨期来水量平均约0.5m3/S，原机埠的总抽排能力为12.6m3/S，调蓄池的水排向一条长17.3km的城市水系，由于某市的雨、污排水管道存在错接、漏接现象，形成雨污合流现象，由于雨、污水未有效的分离，两个进入机埠污水口CoD浓度最高仅296mg/L和154mg/L，最低时还只有93mg儿和53mg/L，所以送往污水处理厂的污水COD浓度过低造成污水处理厂负荷过重，有时机埠在应急时污水未经任何处理就直接排入了城市水系，且随着城市的发展该水系已经逐渐成为某市城市中心的水系，近年来由于沿岸机埠排污形成了水体恶臭、水生植物消失、栖息动物绝迹的臭水沟，与某市旅游城市的定位极不协调，在短时间内解决雨、污排水管道错接、漏接短期难以实现，针对雨、污合流及水系污染的实际情况，汉诺威水协提出了终端治污的理念，即改造现有的排水机埠和调蓄沉淀池，对来水进行预处理，然后对预处理的水进行分流。首先将原敞开式调蓄池改造成为两个调蓄池，一个为封闭式，一个为敞开式。在非降雨情况下，不明污水在封闭式调蓄池内沉淀、隔离污染物，然后将COD浓度较高的污水直接送往污水处理厂，溢流后COD浓度较低的污水通过人工生态湿地进行生态处理后再排向城市水系，在降雨情况下，从沉淀池溢流的未水进入敞开式调蓄池，再通过排洪渠排入水系内，这种根据来水水质和水量进行区别对待的处理方式，最大限度的解决了雨、污水合流的问题，城市管网中的来水不再是只经过简单的沉淀就直接排入城市水系，同时因送往污水处理厂的污水浓度提高、水量减少而使污水处理效益更佳，且这种终端治污的方式也为很多老城区未雨污分离的城市提供了一个示范。

2.1.1 机埠改造前后平面布置对比（图1、图2）

2.1.2 排水机埠改造前后运行流程对比（图3、图4）

2.2 调蓄池和泵房改造后的运行原理

此次设计将原来全部敞开的调蓄池分封闭式和敞开式两个调蓄池，来水首先进入封闭式调蓄池，在非降雨期，来水的COD浓度平均约为140mg/L，在进水渠初步沉淀，通过闸门和水位标高的控制，新建的非降雨期泵房以300L/S送往污水处理厂进行处理，这时抽往污水处理厂的都是来水沉淀下来的污水，上层COD浓度较低的污水通过底板较高的闸门进入封闭式调蓄池沉淀池，封闭式调蓄池沉淀池分为A、B池，来水首先到达A池，在A池沉淀且达到一定水位后通过设置在A池上部三根设有渗水孔的渗透管溢流到B池，（渗透管起到隔离漂浮物及控制水位的作用）再次进行沉淀调蓄，（通过实践证明污水在沉淀池沉淀一小时污水的COD浓度可以减少20%），然后以每两天一次，每次3000m3的频率通过非降雨期泵房抽向人工生态湿地进行生态处理过滤，最后排入城市水系，当B池及人工生态湿地全部注满后，如水位继续上涨，沉淀后的污水通过设置在A、B池尾端的溢流堰溢流到敞开式调蓄池，然后通过降雨期泵房排向人工生态湿地及城市水系，溢流堰能够阻隔污水中的漂浮物及杂物。在小雨时，未水混杂着雨水，COD浓度较低，水位持续上升后开启进水渠通往B池的两个闸门，水流在A、B池沉淀后通过A、B池尾端的溢流堰溢流到敞开式调蓄池。如果在暴雨期，水位上涨过快，在进水渠还设置了一道45m长的溢流堰，污水通过溢流堰溢流至敞开式调蓄池，保证了封闭式调蓄池的安全，这时来水的COD浓度已经很低了，在敞开式调蓄池蓄满后可直接通过排洪渠排入城市水系。降雨结束后，为了清理A、B池廊道内沉淀下来的污泥及杂物，在清空A、B池后，通过设置在A、B池尾端溢流区的冲洗水收集池蓄满的水，开启冲洗门产生一股很强的水浪将封闭式调蓄池沉淀池廊道内淤积物及杂物冲往非降雨期泵房，经过自动格栅隔离较大的沉淀物和漂浮物后抽往污水处理厂进行处理。封闭式调蓄池内产生的臭气则由生态处理装置进行净化后再排出。图5、图6是调蓄池示意图。

3 通过配套人工生态湿地的建设，对预处理后的污水实现生态净化

此次把人工生态湿地建设在原有的河道上，分为六个分区，为垂直潜流式人工生态湿地，面积约为8300m2，改造后泵房把经过调蓄池沉淀、杂物隔离的不明污水及初期雨水通过管道输送到人工生态湿地的配水渠，配水渠采用溢流的方式把来水集中、均匀的一次性分配到每个分区（配水渠的作用是均匀的分配污水，且在进水口设置了消力装置，避免损伤人工生态湿地内的水生植物），在人工生态湿地的池床上层由一米厚过滤砂组成过滤层，过滤砂下面则是根据不同级配铺设卵石层，以防过滤砂渗入卵石层内的带孔过滤水收集管网，所选的过滤砂必须按照级配铺设，其含钙量、孔隙率、阳离子含量都有明确规定，达不到要求则需进行相应的调配，如含钙量达不到要求则需铺设石灰石等措施，在过滤砂上根据特定的间隔种植芦苇等水生植物，可有效吸附、拦截悬浮物。同时其发达的根系能使过滤砂内产生空隙，补给氧气，避免产生厌氧环境，使过滤砂发臭板结。将污水投放到人工建造的类似于沼泽的湿地上。当以富营养化为主的污水流过一定长宽比及底面有坡度的生态滤池时，经石英砂填料床过滤，污水可以在床体的过滤砂缝隙中曲折流动，或在床体表面流动，最后通过收集管网排向城市水系，污水的BOD5（生物5日需氧量）去除率为85%，SS（固体悬浮物）去除率为87%，T-P去除率为85%，氨氮去除率为54%，污水中的无机污染物（重金属）和有机物也很大限度的被湿地芦苇吸收，且水生植物根际的多种微生物活动，增加了湿地基质的透水性，与周围环境的原生动物、微生物等形成各种小环境，通过氧的传递，更加增强了净化废水的能力。生态湿地的显著特点之一是其对有机污染物有较强的降解能力，因此更适用于处理生活污水以及城市污水一类。生态滤池可分别处理废水中的不溶性有机物与可溶性物质。不溶性有机物通过湿地构造中的过滤砂层被沉淀、过滤、截留，进而被微生物利用，而可溶性有机物则可直接通过植物根系生物膜的吸附、吸收及生物代谢降解过程而被分解、去除。每天向生态湿地输送3000m3污水，可在24小时内处理完毕，全部排向城市水系，出水COD可以达到约30mg/L至40mg/L。人工生态湿地放空后通过水生植物根系重新补氧，然后再次注水使用。当城市水系水位连续三天高出人工生态湿地水位而无法排出时，配水渠还设置了紧急排空装置，通过开启闸门，人工生态湿地的水可以经过一根输送管回流到敞开式调蓄池，再通过水泵排出。人工生态湿地的结构示意图如图7。

4 通过对河床断面结构的改造及对已经破坏了的河道生态系统进行修复，达到进一步净化水质的作用

原有河道堤岸较陡，驳岸风光带建设在堤岸的外面，采用刚性护坡的方式进行护坡，对河床生态系统有较大的破坏，河道内淤泥较多，河道内的沉水植物已经消失。德国汉诺威水协通过这次改造把堤岸后移，这样一来，缓坡式柔性河岸同时也成为了驳岸风光带，解决了市民休闲的时候无法亲水的问题，同时也增大河床的调蓄容积，发挥防洪功效，河岸浸水区铺设椰棕植物垫及椰棕植物辊进行护坡，防止波浪冲刷堤岸，同时在河滩和植物垫上栽种水生植物，河道内进行清淤后栽种沉水植物，还在水上安装若干人工浮游岛，上面栽种浮水植物，通过这些水生植物根系的吸收，不同的水生植物对水体中各种污染物有吸收、富集效果，达到进一步净化水质的作用。河道堤岸改造前后断面对比示意图如图8、图9。

5 通过驳岸景观与净水系统的一体化的建设，做到了既留住了雨水又净化了初期雨水，同时也美化和改善了环境

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中图分类号：S718.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0220-01

根据林业生态工程的目的和概念、原理，本文提出了利用它来改善、保护区域生态环境的策略，帮助改善人类的生存环境，实现人与自然和谐相处。

一、林业生态工程概念

林业生态工程是结合多方面的学术知识展开的的人工植树造林活动。其特点就是有目的性、科学性、秩序性。他能够通过人为的科学技术利用，改造林木环境，制造一个能够保护生态环境，实现资源高效利用的仿生森林。

林业生态工程包含了对自然林业的动物、植物和人关系的各项研究，分析其中的生物关系，在人造林中投放自然生物，使其高度接近自然的林业环境，又能够在自然林业环境的基础上有效的改善环境质量，提高它的生态作用，消除或者降低自然林业中不利于生态环境保护的因素。

林业生态工程是介于人工造林和自然林业之间的一种人为仿生工程。通过对河流、土地、生物多样等自然因素的整顿和改造，实现生态的可持续的发展，提高土地资源、生态资源等多种有利资源的可持续循环利用，增加这些包括资源的利用效率，林业生态工程同时还涉及很多的知识面积，他需要复合型的工程人才，不断的壮大工程人才队伍，采集我国林业资源等多种生态资源的分布状况，分析他们的分布规律，找出急待改造和建设的生态林业地区，规划林业生态工程。根据不同的地质条件、土壤条件、气候条件等元素，人工制造邱林、山地、河流、平原，并选育树种，通过这一列的措施改善恶劣的生态条件。

二、林业生态工程的基本原理

林业生态工程是一项利国利民的工程项目，他不仅仅是为经济提供了好的环境，最重要的是它能改善人类生存环境，弥补我们曾经对大自然犯下的错误，延缓地球衰老。要让林业生态工程更好的为保护区域生态环境服务，就必须理解和掌握林业生态工程的几个基本原理。

（一）系统化原理

林业生态工程是人工制造一个大面积的自然生态系统。因此它工程的每一个部分都是紧密相连的，就好比自然的生态系统一样，林业生态工程中的植物、生物、人工设施等等都是有着密切关系的，少了其中哪一项都是不可行的，都不能称之为林业生态系统。另外，它的生态理论还具有一下两个特点：

1、结构有序。能称之为系统化的工程它的各个组成元素之间一定是有秩序的，同时界限分明。虽然说林业生态工程是一个高度仿生的人工造林工程，但是，他和自然界中的园林还是有区别的。跟自然界的园林比起来，林业生态系统内的树木、土壤、动物、水都是相对平衡的，而且这些元素之间有着很明显的界限，果林就是果林，灌木丛就是灌木从，他们之间不会交叉种植，有着明显的分界线，包括单元内的树木种植都是非常有秩序的，不想自然界中的树木是杂乱无章的，这些元素之间的生存受到人为控制，其发育和死亡非常平衡。

2、整体性。一个林业生态工程肯定是一个生态整体，各个元素之间有着恰当的比列和分工上的联系，也正是如此，它才叫做生态系统。林业生态工程各个元素之间的有着相互作用，一个功能元素的变化会引起另一个功能元素的辩护，就像是蚯蚓与土壤质量相互影响一样，蚯蚓松土，增加土壤的营养成分，土壤又是蚯蚓的饲料，他们互为一个整体，不可分割。

（二）综合性原理

在林业生态工程的环境中，每一个环境因子都是相互定量的，他们相互之间除了受自然因素影响之外，很大程度上还接受人类的改变。在开展林业生态工程时，工程师会采集各个因子的数据，将它们综合起来，分析他们之间的作用能量，综合考虑每个因子部落对整个林业生态工程的影响，设计出科学合理的因子排列。

（三）食物链原理

林业生态工程中的食物链受生物本身的影响和人为因素影响。例如植物和太阳的光合作用受太阳的影响，但是人类可以通过改变它的位置或者加盖遮荫设施改变它的光合作用，从而杀死或者减少植物上的微生物和细菌，植物再被食草动物吃掉，食草动物将其转化为粪便肥料，还给土地，也许还会被食肉动物吃掉，在此过程中人类可以根据生态平衡来保护动物不被其他动物吃掉。食物链原理的最大又是就是维持生态平衡，保持林业生态工程的持久性。

（四）概念修正原理

林业生态系统的目标和功能不会是一层不变的，在未来发展当中，生态环境的情况不同，需求不同，林业生态的目标和功能也要有所改变，可能是消减一部分功能、强化一部分功能，具体的改变方向要视生态环境的情况而定。因此，在漫长的环境保护道路上，林业生态工程的概念也会不断地修缮，对各个工程元素的功能和相互作用会更加的细化，甚至给他增加一些经济价值，例如种植桂皮等树木，林下种植草本中草药，养殖一些珍珠鸟、野鸡之类的动物，鸡吃食中草药，粪便当做草药生长肥料，建立一个生态循环经济系统，赋予其生态经济功能。

三、在林业生态工程技术上的区域生态环境保护

林业生态工程本身就是一个仿生态环境，所以，他对区域生态环境的保护作用是非常强大的。

（一）治理、防治水土流失

林业生态工程会改造一个植被覆盖率低的地区，改造土质疏松、坡度较大的地方，总之就是改造地质灾害大的地质条件。这就可以治理这些地区的水土流失问题，通过加固土层、增加植被覆盖等方式预防大的地质灾害发生，避免因为水土流失带来大的此生灾害，对生态环境造成二次破坏，加重环境问题。它可以有效的提高土地资源的利用率。

（二）维护生态平衡

林业生态系统的综合性原理和食物链原理肯定了它对维护生态平衡的重大作用。在林业生态工程中含有比较完整食物链，通过这些动物、植物之间的相互作用，可以帮助区域内实现生态平衡，把它的作用延展到更加广阔的范围，促进工程附近一带区域的生态平衡。

（三）降低生态环境保护未来的工作难度

在林业生态工程的修正概念原理中我们得知：林业工程的各项功能和概念会随着环境的需要而改变，那么，在未来的生态环境保护道路道路上，仍然能够得到林业生态系统的帮助，另外由于修正概念原理的前瞻性，工程的建立会指向未来的生态环境状况，预防未来的环境问题，降低生态环境保护未来的工作难度。

四、林业生态工程与区域生态环境保护未来发展趋势

党的十提出，“要着力推进绿色发展、循环发展、低碳发展”，这是绿色发展理念首次写入党代会报告。未来的林业生态工程会逐渐的向生态环境保护靠近，发展循环的林业生态工程，逐步的发挥出各个林业元素之间的作用，把他们的作用放到最大化。

对于林业生态工程来说，未来发展就是要渗透到土地治理、河流治理、林木治理等各个方面，充分的发挥它的系统化原理、综合性原理、食物链原理和概念修正原理的特性，并且延伸出跟多的原理内容，。未来世界，人类会更加关注环境的变化，大力开展林业生态工程，开发工程技术，致力于保护生态环境，会有更多的资本和人才投入到这一行业当中来，改善未来的生存环境。

结语

森林是调节自然环境、优化人类生存环境的重要生态系统，林业生态系统作为一种人造森林，是可以很好的为保护生态环境服务的。所以，在未来的道路道路上，我们要从科技、人才、资金三个方面做好林业生态工程工作。

参考文献

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实施生态节约型农村公路建设，确保农村公路建设在保证质量、安全的基础上，实现生态环境、资源节约和谐发展，是全面落实科学发展观、建设“生态文明”的必然体现，是创建节约型交通运输网络、促进农村公路建设事业和谐发展的重要抓手。

一、生态公路的概念

“生态公路”这一概念虽出现不久，但已受到多方关注。许多以生态公路为名的公路建设项目也已陆续上马。然而关于“生态公路”的概念，目前并没有一个比较公认的确切定义，围绕着这一概念存在很多争论。对这个概念的不同理解直接影响到公路建设的思想、理念和实践。

事实上，把握生态公路并不应在表面上死抠字眼儿，而主要应深刻理解它的思想精髓，要把握住它的神而不是形。生态公路主要是为我们指明了未来公路发展的方向，从这一点来看其基本思想和总体思路是相当明确的，具体的细节问题要由我们在实践中不断探索和充实。因此，叫什么名称倒是次要的，关键在于在公路建设中要充分体现生态的发展标准，坚持人与自然相和谐的思想，树立可持续发展的战略意识，使公路既能高效、快捷、安全、舒适地提供良好的行车环境又能与自然生态系统和谐相容。因此，与其说“生态公路”是一个类型概念，不如说他是一个评价性的概念，即它主要不是指某一种、某一类公路，而是指一种公路营建的思想和理念，是公路建设的方向和目标。

二、生态节约型农村公路建设的主要内涵

生态节约型农村公路建设不可能也没有必要在资金投入上下功夫，而应是在把握节约资源的基础上，尽量结合周边地形地貌，实现农村公路生态化，主要是要把握以下几个原则和目标：

（一）实施原则：安全第一、质量至上原则，设计先行、规划控制原则，建设与保护并进原则，线形与环境和谐原则，节约资源与变废为宝原则，交通文化与乡土文化共建原则。

（二）实施目标：通过实施生态节约型农村公路建设，使全市农村公路在“两个确保”的前提下，实现五个“最大限度”。即，在确保工程质量和安全的前提下，实现最大限度地保护、最大限度地恢复、最大限度地节约资源、最大限度地融入自然环境、最大限度地体现乡土风格。

三、实施方法

（一）安全第一、质量至上。要坚持按照“好字当头，质量为先”的原则，精心组织、严格管理。

1.落实工程质量责任。建设单位要具体落实工程质量负责制，细化质量工作目标，强化质量管理，建立责任明确、目标明晰的质量管理制度。监理单位要加强工程现场检查和巡查力度，对工程重点部位、重点环节、重点工序要加强旁站。施工单位要严格按照设计文本和合同规定组织施工，明确质量、安全责任人，制定质量、安全保证措施，加强施工现场质量、安全控制，配备必要的压实、拌和、计量和试验等设备，强化施工质量、安全自检，确保工程重点部位、重点环节、重点工序质量、安全管理不缺位、不断档、不留死角。

2.拓展“阳光工程”内涵。一是要积极探索和推广人大监督、党政监督、群众监督和新闻媒体监督等多种行之有效的监督相结合的方式，构筑有效的综合监督网络。二是要将公示内容从主体工程拓展到附属设施，不断提升主体工程和安全设施等附属工程质量。三是要鼓励检举、揭发工程实施过程中的质量问题，各级交通主管部门和交通质量监督部门对质量举报应及时调查处理。

3.落实安全保障设施。一是要按照“同步设计、同步审查、同步实施、同步验收”的原则，对临水、临崖等危险路段，积极实施安全保障设施；二是要加强对安全设施施工质量的监督监管，确保工程质量，切实为行车安全提供保障。

（二）设计先行、规划控制。

1.确立理念、用心设计。一是要把保护沿线自然环境、维护生态平衡、防止水土流失作为重要因素，在各专业设计中予以最大限度地考虑和体现。二是要重视路基防护及排水设计，在保证边坡自然稳定的前提下，尽可能采用植物防护或工程与植物防护相结合的设计方案；边沟等排水设施尺寸、位置、防护应结合农田水利灌溉，合理设计满足排水功能要求，尽可能采用小、暗、绿的型式。三是要积极采用新技术、新工艺、新材料，减少高填深挖，少占林地或耕地，减少对植被的破坏。

2.完善规划，合理布局。要根据社会主义新农村建设实际情况，及时调整和完善农村公路建设规划。一是要按照“安全、便捷、节约、实用”的原则，合理确定路网规模，避免一味贪大求全。二是要合理确定路网布局，使农村公路更加满足新农村建设需要，更加符合农村地区的发展要求。

（三）建设与保护并进。工程施工前期要采取综合措施，因地制宜、快速有效地遏制水土流失。施工过程中要尽可能减少对原地面的扰动，减少对地面草木的破坏，需要爆破作业的，应按规定进行控爆设计；雨季填筑路基应随挖、随运、随填、随压，临时用地在工程完成后要及时恢复原状；要完善施工中的临时排水系统，加强施工便道的管理，严禁在指定的取（弃）土场以外的地方乱挖乱弃。工程建设后期要在节约投资的前提下，以生物措施为主，通过复绿、还耕等措施，积极实施恢复性保护，防止水土流失，改善生态环境。

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中图分类号：TV 文献标识码： A

一、前言

生态化理念在我国越来越受到重视，在水利设计环节中生态坏理念的应用广泛，本文就该部分内容进行了探讨。

二、水利工程设计环节的分析

水利工程应用过程中，特别容易出现不合理的工程设计，从而影响日常生产活动， 当代社会如果不能满足工程设计和发展可持续发展的要求，很难避免一些不良影响，如过度使用地下水、树木的过度砍伐、污水排放，这都是需要引起我们注意的问题，人与自然的和谐共处，从而使生态问题得到改善。生态水利工程的应用，可以解决环境问题在日常工作的过程中产生的环境污染问题，并实现社会经济效益和环境效益的协调，以解决在水利工程建设的过程中出现的各种问题。人与自然之间的生态和谐理念的概念主要是人与自然的和谐，从而实现社会的综合效益。人与自然的协调问题涉及范围广，不仅体现在一个应用程序层面上，更需要引起我们的注意的是自然环境的有效转换。在应用的过程中，必须进行进一步的完善水利工程设计环节中生态化理念。提出一些实际有效的生态补偿措施，这也是我们经常提到一个新的生态概念。这个新概念打破了征服自然的发展观，提倡人与自然之间的和谐共处，水利发展的过程中重视水利工程的需要和适应的自然承载能力。目前在我们的大多数城市滨水区建设的过程中，河流是一个呼吸通道，城市河流网络构成城市的生命线。现代城市生态因子相对密集，景观特征更突出，居民最感兴趣的娱乐场所是城市河两岸。

三、人们对生态化理念的重视

我们所说的生态平衡是指系统中的许多因素可以共存，和谐的生态系统指的是一种和谐、自然的和谐状态。除了自然事物之间的和平共处，人们也要与自然和谐相处，我们才能真正实现社会和谐。人与自然之间的和谐，体现在方方面面，不仅体现在自然的认识过程中，在改造自然的过程中也应该时刻加以重视。同时，人与自然之间的和谐的也是当前社会提倡以人为本和社会和谐的重要前提。在七十年代，水利设计环节中国内外学者和人们就开始注意河水利建设的生态问题，并提出了一些切实有效的措施对生态进行补偿，这也是我们经常提到一个新的生态概念。这个新概念打破了征服自然的发展观，提倡人与自然之间的和谐，水利发展的过程中同时重视水利工程的需要和适应的自然承载能力。

目前我过大多数城市滨水区建设中，河流是一个城市呼吸的通道，城市河流网络构成城市的生命线，使现代城市增加了很多生态因子，还增添了许多景观功能。城市娱乐项目中人们最感兴趣的地方就是河的两边。不仅城市河流是防洪、水上运输和存储等的基本功能的通道，同时也可以满足人们景观欣赏、娱乐和其他需要。城市河流形成是由自然因素和人为因素两个部分构成。在城市河流中各种动植物和微生物的特点各异，各种生物的组成一个完整的生态体系彼此依赖。面对各种生态问题，为了进一步改善流域水环境问题，水利部门通过相应的良好的生态补偿措施，在盆地的一部分加强管理，例如塔里木河生态等问题。在很多污染严重的河流进行合理调度，在某种程度上，取得了良好的效果，水利工程设计环节中注重生态化理念的实施的好处更加明显，同时也使盆地目前我国逐步恶化生态环境系统中有了相应的改进。随着水利生态工程技术的发展，近年来，很多技术在水利工程建设也得到了很好的实践，并得到相应的结果。

四、目前水利工程建设中的生态问题

目前随着我国水资源短缺及极端天气频繁出现，水利工程在社会经济建设和发展中起着举足轻重的作用。但与此同时，我们也必须重视水利工程建设带来的生态环境问题。生态理念应用于水利设计中即是指在水利设计过程中重视自然环境和社会环境的生态保护和生态发展观念，这就要求水利工程在满足基本功能性要求的前提下，尽量减少对自然生态环境的破坏，同时更要发挥出保护、恢复自然生态的作用，实现传统水利向生态水利的转变。

水利工程建设构建了防洪治涝体系、实现引清调度、调节水量、提供清洁能源和调节气候环境，推动了国民经济生产的同时保障了人民财产安全。但同时水利工程建设对我们的生态系统也带来了一定的负面影响，破坏河道形态的自然性，改变了河流系统的生物多样性等。针对目前我国水利工程建设中出现的生态问题，生态化的水利工程随之应运而生。随着生态水利技术的日新月异，生态化水利工程不仅仅造福人类的社会发展，而且在确保高质量，低消耗的高科技手段的前提下，实现与自然和谐的生态平衡状态。

水利设计一直在水利工程建设中起着重要的指导作用，对水利设施与水利工程切实的发挥出防洪抗灾、蓄水灌溉、航运发电等重要作用起着直接的影响。重视水利设计与生态理念的融合是实现水利设施以及水利工程与自然生态和谐发展的必要途径。尤其是当前我国的水资源开发和利用面临着水资源短缺和水质污染双重困境，在水利设计中重视生态理念的应用，能够使水利工程的规划、设计更加具有科学性、合理性、生态性，从而减少对周围生态环境的破坏，缓解水资源短缺与水污染在经济发展方面所起到的制约作用。同时在水利设计中重视生态理念的应用是贯彻和落实科学发展观的必然要求，是实现水利设计科学性发展的必然要求，所以水利设计中重视生态理念的应用是水利设计发展的必然趋势。

五、生态理念在水利工程中的应用

1、河道改造工程

在河道的建设的设计中，生态化理念的应用对人们的生活环境及生态环境产生了很深的影响。在我国生态化河道的建设的相关技术的应用改善了很多生态问题，也使人们的生存环境得到了很大的改善。

2、堤岸工程建设

目前评估体系是针对单一的经济的技术，为了改变这这样的情况，我们需要对健全的环境效益方面的评价指标予以重视，所以环境效益以及经济效益在堤防工程的设计中都必须进行考虑。工程设计人员应该对周围环境进行充分的了解，认识到如果想保持河流的自净能力，必须使完整的生物组织系统得到保障。但是水体在生态环境系统的作用常常受到忽视。工程设计人员在对水利工程进行设计的之前要与当时的实际情况相结合，当地流域的原生态生物组织群落必须经过全面的调查和分析，保留珍贵的数据信息，为解决生态问题提供数据支持。河道点的建设管理和统一规划设计是水利设计环节中的目标，工程设计人员需要依据景观生态学原理进行设计。堤岸建设的设计需要保持堤线和堤型的多样化，这样才能更好的保持生物物种的多样化，如果河流形态过于单一对生物多样化非常不利。在水利设计环节中要对自然水面和陆地原有的交错形态进行保持，大型的自然滞洪区要重点保留。

六、结束语

加强对水利设计环节中生态理念的研究与重视，可是使水利设计和生态系统都得到完善，是我国可持续发展基本战略的体现，也是非常具有现实意义的研究。

参考文献：

[1] .浅析水利设计环节中生态化理念环节的应用[J].工程技术.2013（3）：166-168.

[2] 李永乐.浅谈水利设计环节中生态化理念环节的应用[J].科技创新与应用.2012（3）：16-18.

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随着我国社会经济的快速发展，居民生活水平也得到了非常大的改善，在满足居民物质生活需求的同时，带来了严重的能源危机和严重的环境污染问题，使得人们越来愈认识到绿色环保工作的重要性。生态策略建筑设计，主要强调在建筑设计过程中融入生态概念，以自然因素保持室内环境的舒适性，降低人们对电器设备的依赖，有效解决建筑能源消耗问题。

1 建筑设计生态概念分析

将建筑设计融入生态概念，就是我们所说的生态建筑，生态建筑，旨在利用自然因素来改善室内环境，比如提高室内采光度、保持室内空气流通、保持室内温度平衡等等，良好的生态设计，能够很好的解决这些问题，提高建筑的舒适度，满足用户的相关需求，从而促进我国建筑行业的发展，促进我国可持续发展战略的有效实施。

生态建筑充分利用生态学知识，重在实现降低建筑能源消耗和新能源的应用两个目标，从而确保促进我国生态环境的可持续发展。降低建筑能源消耗就是做好建筑结构设计工作，优化室内空间，提高建筑保温性能、通风性能以及采光度，从而取暖电器的使用以及照明设备的应用，确保建筑能耗的有效降低。随着我国非可再生资源的逐渐减少，我国逐渐面临能源危机，新能源的最大化利用，是缓解能源危机的重要手段。因此，我生态建筑过程中，我们要充分利用建筑环境，加强太阳能、风能、地热能、生物能以及潮汐能的利用，为建筑提供必要的能源供给，减少对传统能源的使用，从而有效改善建筑能源构架，缓解我国能源匮乏问题，促进我国社会环境的可持续发展。

2 建筑设计中的问题分析

（一）观念问题

随着我国社会经济的快速发展，我国建筑工程施工项目也逐渐增多，施工企业开展工程项目施工过程中，往往只重视施工进度和施工效率，且由于可持续发展观念的模糊和可持续发展意识的淡薄，导致工程施工过程中大量的能源消耗以及材料的浪费，造成了严重的环境污染。同时，由于缺乏可持续发展观念，建筑工程项目往往只满足于基本的居住和工作条件，以及具备基本的使用功能，造成建筑能耗问题越来越严重，大量电器的使用造成供电危机，建筑工程设计观念的落后，以及成为我国建筑设计中最需要解决的问题。

（二）整体性问题

将建筑物本身以及周围生态环境看做一个整体，整体建筑设计理念，能够实现建筑工程项目的自我调节功能，从而有效改善区域环境内的空气质量以及温度效果，确保社会同环境的和谐发展，降低建筑工程对环境的污染及危害。但是，就目前我国工程施工设计来说，大多将建筑物当做独立的个体，以完成建筑物的施工建设最最终目标，而忽略了周围环境同建筑物之间的关联，最终导致建筑工程项目同周围生态环境产生较大矛盾，难以建立有效的区域生态系统，提高人与自然联系的困难度。

（三）目标问题

就我国目前建筑工程设计来说，重在提高建筑工程的使用效果，提高建筑工程的美观度，而不注重建筑工程的使用效果，不注重建筑工程的生态价值，从而使得建筑工程严重影响到周围生态环境，造成严重的环境污染问题。生态建筑重在实现人类生活以及人类社会同生态环境的良好统一，将生态环境融入人体生活当中，以生态环境改善人类生活质量，降低人类互动对环境的破坏，促进人类社会同生态环境的和谐发展。但是目前我国多数工程设计并没有重视这一原则，没有确立环境同社会和谐共处的目标，最终导致环境恶化问题，影响到人类的发展和生存。

3 建筑设计生态策略的促进方法

生态环境的逐渐恶化，使得人们越来越重视环境保护工作，建筑设计同样需要遵循生态绿色、人文环保的设计原则，降低建筑施工项目对环境的影响，促进生态环境同建筑工程的有机结合，避免建筑工程对环境的破坏，并且达到节约能源的目的，促进我国可持续发展战略的有效实施。以下，是笔者结合多年研究经验所提出的机电促进生态建筑设计的有效措施。

（一） 提高可持续发展意识，重视对环境的保护工作

首先，施工企业一定要提高可持续发展意识，将可持续发展作为建筑施工的主要原则，并且要加强生态建筑概念的理解，在建筑设计过程中重视生态学知识理论的应用。首先，在建筑施工设计中要重视环保技术的应用，以及建筑结构的生态设计，应用滤光玻璃，提高室内光线效果的同时，减少阳光辐射对室内温度的影响；同时，加强外墙保温技术的利用，减少外界温度对室内环境的影响，避免室内热量的扩散，使室内温度保持平衡，保证室内环境的舒适度，减少空调等电器设备的使用频率；在工程设计过程中，要加强工程施工项目的绿化设计，即保持足够的绿化植被，确保生态系统的完整性，起到维持生态环境稳定性的作用；同时，在施工过程中要重视建筑施工技术对环境的破坏，减少施工设备的能源消耗，减少施工材料的浪费问题。

（二） 环保材料的合理应用

在工程设计过程中，要重视环保材料的节约利用，以及可回收材料的使用，减少工程施工过程中环境的污染，减少工程施工项目的可持续发展。传统工程施工材料多为有机化合物，污染性大，分解效率低，工程施工材料废弃于周围环境中，容易造成严重的环境污染问题，导致生态系统的破坏。因此，施工企业要加强环保材料的应用，避免环境污染问题，且有效降低施工材料对用户身体健康的危害。

（三） 加强新能源的应用

加强新能源的有效利用，能够有效降低建筑能耗，缓解能源短缺现状，促进我国经济社会的可持续发展。太阳能是最为理想的清洁能源，随着我国科学技术的不断发展，太阳能电池、太阳能热水器等设备得到广泛的应用。因此，我们在建筑设计过程中，要加强相关设备的引入，减少建筑能耗，缓解电力企业的供电压力。同时，我们应该结合建筑项目实际情况，充分利用其他可再生能源，如风能、潮汐能、地热能等清洁能源，都能够有效减少建筑对电力能源的使用，有效缓解我国能源紧张局面。

4 总结

建筑生态设计，是我国建筑工程设计的主要发展方向，随着我国自然资源的逐渐短缺，以及自然环境的不断恶化，建筑工程建设必须要重视生态设计策略，充分运用生态学知识，使建筑项目融入生态环境当中，减少建筑项目对环境的破坏，以生态环境调节建筑环境，从而到达减少建筑能源消耗的目的，促进我国建筑行业的健康发展，促进我国可持续发展战略的损失实施。

参考文献

[1]陈凤，于蕾，王静静.对建筑自然通风设计的探讨[J].山西建筑，2009，（01）

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在人与自然和谐相处，人口、资源和环境协调发展战略思指导下，水利部提出了“加强封育保护，充分发挥生态自我修能力，加快水土流失防治步伐”的水土流失防治新思路。全水土保持生态修复试点启动后，各地因地制宜，采取措施，加配套，积极开展封山禁牧、轮封轮牧，努力探索和总结生态修的技术和经验。生态修复已为水土保持工作者所熟知，但其学涵义及有关问题尚待明确和研究。现对生态修复的若干关概念、理论及有关问题作一讨论，以期达到抛砖引玉之目的。

1　生态修复相关的重要概念和理论

1.1　环境与生态

广义上讲，环境是人以外的一切事物的总和，如现代人居环境即为广义的环境概念;狭义上讲，环境是影响有机体生长、发展和生存的外界物理条件的总和。生态系统简称生态，是有生命的主体(包括人类)与无生命的客体的总和。研究有机生命体与无机环境关系的科学称为生态学，研究生命体以外的无机环境的科学称为环境学。生态修复的研究与实践离不开环境学和生态学，而后者尤为重要。

1.2　生态环境与环境生态

生态包括环境，“生态环境”的说法是不科学和难以理解的，可以牵强地理解为与生命体最密切相关的环境。我国所谓的生态环境实际就是生态，准确地讲“生态环境建设”应为“生态建设”[1]。生态修复是对生态系统的修复，故不能称为生态环境修复。

环境虽然是无机的，但完全从无机角度理解环境是不完整的。特别是自然环境，本身是生物体或生物群体周围的整体状况，只有应用生态学原理研究、认识和理解环境，才能更有效地解决环境问题，这就是环境生态学。环境生态作为概念不易理解，但环境生态学无疑是科学的，他对生态修复理论和技术的形成起到了直接的推动作用。

1.3　干扰与生态演替

自然界发生的大大小小的事件，如火灾、水灾、泥石流、虫害、大风、人类活动等，改变着生态系统的结构与功能，这些事件称之为干扰。干扰可分自然干扰和人为干扰。干扰促使某一相对稳定的生态系统发生变化，旧的环境和物种破坏了，新的环境和物种又会产生，并在一定时间内维持其相对稳定。在没有严重干扰的情况下，自然生态系统会定向地、有秩序地由一个阶段发展到另一个阶段，这称为生态内因演替。演替的结果，最终会出现一个相当稳定的生态系统状态，这称为顶极稳定状态。每一演替阶段有其特定生物群落特征，顶极稳定状态的群落称为顶极群落。干扰常使生态系统受损并改变，称为外因演替。生态系统正常演替总是从低级向高级发展，而干扰使演替进程发生变化，严重时，如人类大规模活动，则使生态系统向相反方向演替，这称为逆序演替。生态修复就是使扰生态系统的逆序演替转向正常演替[2]。

1.4　生态稳态与生态阈值

生态系统不是绝对平衡的，而是永恒地发生着演替，旧的平衡打破了，新的平衡就会产生，当演替到顶极状态时，在很长时间内将处于相对稳定状态，即稳态。生态系统动态平衡中的稳定状态，称为生态稳态。稳态生态有相当强的自我调控能力，在干扰作用下虽不断地振荡和变化，但只是量变;当干扰严重并超过其调控能力时，系统将发生质变、崩溃，而走向逆序演替，甚至不可逆演替。稳态生态抵抗干扰的自我调节能力的限度称为生态阈值[2]。只有研究生态稳态和生态阈值，才能确定修复生态系统的类型、区域、难易程度、时间周期，并确定合理的修复指标。

1.5　人与自然共生理论

人与自然共生和和谐相处，是人类对“自然改造论”深刻反思后产生的新认识。人是自然生态系统的组成部分，不是其对立面，脱离生态规律的自然改造，损害了自然生态系统，必然损害人自身。人与生物、生物与生物之间存在着互利互惠的共生现象。任何形式的自然改造必须建立在人与自然共生的基础之上。F.Vester基于共生现象的研究，总结了人类系统与生物系统之间生物控制的8条规律。据此研究，生态学家提出了以最小能量输入和最小物质消耗以保证生态系统自我调节和恢复能力的生态设计原则。这也是生态修复规划设计的指导思想。

2　国外的环境生态修复与生态恢复

修复的本意是对错误和缺陷进行纠正的作用或过程，修复最早从污染环境治理角度被定义为:借助外界作用力使某个受损的特定对象部分或全部恢复到原初状态的过程。环境生态修复起源于环境修复，生态恢复又受环境生态修复的影响。

2.1　环境修复与环境生物修复

环境修复是对被污染的环境采取措施使污染物浓度降低到未污染前的状态。早期的环境修复主要采用工程技术手段，以后采用物理和化学手段。1972年美国尝试采用微生物生命代谢活动降解管线泄漏造成的汽油污染，1989年对Exxon Val-dez油轮泄油造成污染的阿拉斯加海海面进行修复(阿拉斯加研究计划)，从而出现了环境微生物修复技术，后来出现了环境植物修复技术，最终形成了环境生物修复技术。环境生物修复被定义为利用生物生命代谢活动降解被污染环境的污染物，并使之无毒化和无害化。

2.2　环境生态修复

20世纪60年代，美国生态学家H.T.Odum提出生态工程概念，受此启发，欧洲一些国家尝试应用研究，并形成所谓“生态工程工艺技术”，实际属于清洁生产的范畴。随着生态学与环境生态学的发展，90年代美、德等国家提出通过生态系统自组织和自调节能力来修复污染环境的概念，并通过选择特殊植物和微生物，人工辅助建造生态系统来降解污染物，这一技术被称为环境生态修复技术。由于生态系统的复杂性，该技术至今还不成熟，国外的环境生态修复也只是对轻度污染陆地的环境修复，最典型的事例就是通过湿地自调节能力防治污染。这与我国的生态自我修复有很大差别。

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中图分类号：U442.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）09-0196-01

一、前言

从现阶段桥梁发展现状来看，21世纪将迎来世界桥梁更大规模的建设。桥梁具备产品的一般属性，可以将产生于工业产品设计的概念设计移植于桥梁工程。现在，对桥梁概念设计研究早已引起了世界各国的关注，尤其在欧美等发达国家，桥梁概念早已成为实践的对象，而在我国处于初步阶段，对其研究具有显著理论意义和实践价值。

二、桥梁概念设计的特点

桥梁概念设计牵涉多个学科，多个领域，由建筑师、环境工作者、景观工程师、地质工作者、环保工作者等相关专业人员组成团队合作的结果。

（一）创新性。创新性即桥梁结构体系和造型设计的独创性和原创性，创新是桥梁设计的灵魂，是桥梁发展的动力。设计人员不仅应具有创新的意识，还要有创新的能力，要勇于突破定势思维，打破传统观念和经验的束缚，充分发挥主观能动性和想象力。设计人员应具有扎实的力学知识，在寻求创新的同时，还应实现结构的合理。除了创造力之外，设计者还应具备创造精神和创造人格。设计者应该对人们不断变化的观念有敏锐的洞察力，并能较准确预测桥梁概念设计发展趋势。

（二）协调性。桥梁建设是一个多学科、多领域专业人士合作的复杂过程，桥梁与自然或人工环境、人文环境等得协调一致。因此，设计中需要考虑的因素很多，不仅需要考虑桥梁建设、使用过程中的各种影响因素，还需要考虑桥梁达到使用年限后的问题，各种因素应该在概念设计阶段就提出来，并协调好各因素间的关系，不能等问题出现后再想解决的办法。

（三）适应性。桥梁与环境相互关系大致可以分为如下情况：桥梁与环境相互融合，桥梁成为环境不可分割的一部分；桥梁凌驾于环境之上，这种情况适合地势平坦、单调的环境，或桥梁起路标和象征作用的情况；将桥梁隐藏于环境之中，这种情况适合周围环境非常优美时，而桥梁的介入会破坏优美的自然环境。值得一提的是，当桥位附近有已建桥梁时，新桥概念设计必须考虑到已建桥梁，新桥与已建桥梁是相互补充、互为印证的关系，不能形成彼此独立的局面。当既有桥梁使用价值和概念设计价值较高时，新桥概念设计应从属于旧桥，无论在结构形式、色彩及建设规模上都不应该有明显差异。

三、概念设计在桥梁工程中的应用

由于受到经济发展、交通运输、建筑材料、施工技术和结构设计理论综合影响，桥梁概念设计的发展在不同历史阶段呈现出不同的特点，概念设计思想也应该与时俱进。

（一）古代桥梁。古代桥梁大致指19世纪中叶以前所修建的桥梁，建桥材料以天然的或加工过的木材、石材为主，即竹索、藤索、铁索、铸铁，乃至锻铁。这些桥梁的设计和施工完全依靠建造者的经验，没有力学知识的指导。在桥式方面，有梁、拱和索桥三大类。当时技术落后，工具简陋，不会修建深水基础，施工周期也长。因此，这一时期的桥梁不存在概念设计的问题。

（二）近代桥梁。随着冶炼业的发展，18世纪中期开始采用铸铁建造桥梁。由于铸铁性脆，受拉强度低而受压强度高，故铸铁主要是用以修建拱桥。在19世纪，钢铁等高强材料的大规模使用，导致产生了新的设计方法和设计原则。在混凝土技术的应用方面，19世纪60年代法国园艺家蒙耶发明了用金属条加固混凝土制成钢筋混凝土的方法，后来法国工程师尤金・弗兰西涅（1879年一1962年）发明了预应力混凝土技术。随着铁路和汽车的相继出现，陆地交通运输对桥梁有了更高的要求。桥梁的跨度变大、桥面更宽、承载能力也更大，需要根据不同的实际情况选择建桥材料和跨越体系，于是有了桥梁选型的最初实践，从工程技术角度为桥梁概念设计的产生和发展奠定了基础。

（三）现代桥梁。近年来，桥梁概念设计在标志性桥梁方案比选和人行桥的造型设计中得到了充分发挥。随着桥梁作为建筑的美学价值越来越为人们所重视，概念设计更加广泛，作为桥梁前期设计的重要阶段逐渐得到业内的普遍认可和应用。在国外，瑞士的圣尼伯格桥、德国斯图加特市的内森巴赫山谷高架桥、丹麦的大贝耳特桥、澳大利亚墨尔本的韦伯桥、美国波士顿的邦克山桥、西班牙塞维利亚的Barqueta桥、日本熊本县的牛深桥等，均经历了桥梁概念设计阶段。在国内，桥型方案竞赛已成为许多桥梁招标过程中的重要环节。如天津的大沽桥、昆明草海大桥等。

四、桥梁概念设计的展望

创新是桥梁设计的灵魂，是推动桥梁事业蓬勃发展的原动力。好的桥梁概念设计构思必须以结构合理为前提。

（一）耐久性设计理念。基于结构耐久性设计的新概念设计理念认为桥梁耐久性的保证是需要桥梁设计、施工、运营和维护各个阶段共同努力的结果。桥梁的使用期成本一般远远高于其初始建设成本，因此初始建设费用虽然较高，但使用期费用较低的设计方案应当被重视。长期以来，我国桥梁设计中对于耐久性仅作构造上的考虑，而没有进行专门的耐久性设计，这样做既与国际结构工程界日益重视耐久性、安全性、适用性的趋势相违背，又不符合结构动态和综合经济性的要求，并且导致了当前结构使用性能差、使用寿命短和工程事故频发的不良后果。我国正处于桥梁建设的高峰期，桥梁耐久性问题必须得到足够的重视，在生命期内的结构必须具有可检性、可换性、可修性、可控性、可强性和可持续性。

（二）桥梁生态设计理念。桥梁生态设计利用生态设计的思想，在桥梁规划和设计阶段，综合考虑与桥梁有关的生态环境问题，设计出既满足人类需求又与环境和谐共存的桥梁。桥梁生态设计的本质就是运用生态思维，将桥梁的设计纳入“人-桥-生态环境”系统，进行优化设计并最终得到与环境成为有机结合体且具备可持续发展特性的桥梁。

（三）多目标优化在桥梁概念设计中应用。变厚度法其基本思想是以基结构中单元厚度为设计变量，以结果中的厚度分布确定最优结构形式，是尺寸优化方法的直接推广。优点是方法简单，一般用于处理平面弹性体、受弯薄板、壳体结构的拓扑优化问题，但不能用于三维连续体结构拓扑优化。均匀化法基本思想是在拓扑结构的材料中引入微结构，其形式和尺寸参数决定了宏观材料在此点处的弹性性质和密度，利用Bensous-an等人发展的一套基于摄动理论周期性结构分析方法，来建立材料微结构尺寸与材料宏观弹性性质之间的关系，具有较严格的数学基础。变密度法基本思想是人为地引入一种假想的密度可变的材料，材料物理参数与材料密度间的关系也是人为假定的。该方法在多工况应力约束下平面体结构、二维连续体结构、结构碰撞、汽车车架设计等问题上得到成功应用。优化时以材料密度为设计变量，这样结构形式优化问题被转换为材料最优分布问题。

五、几点建议

文章总结了桥梁设计概念，并且引入耐久性设计、生态设计、全寿命设计、多目标优化等桥梁概念设计理念，提出以下几点建议：

（一）在可持续发展战略思想指导下，吸收桥梁生态设计和全寿命设计等全新的桥梁设计理念，并以此为概念设计的指导思想在全行业范围内将桥梁概念设计制度化，规范化，全面推进概念设计的应用和发展。

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中图分类号：TV213.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）15-0226-01

有关生态水利的研究，学者们研究的重点一般集中在五个方面，即水对生物影响、水坝建设、沿河地带建设、河道治理以及水污染问题。我国生态水利研究专家董哲仁先生提出的生态水工学，为后人进行生态水利研究提供了理论支持。生态水利研究关系到人与自然的和谐共处，因而具有非常重大的意义。

1 生态水利及相关概念

生态水利包含四个方面的内容，即生态水利、资源水利、环境水利及工程水利。所谓生态水利，从广义上讲，是指在可持续理论、生态经济学以及系统科学等理论的指导下，进行水资源的合理开发及利用，同时注重科学管理及生态环境的保护，其核心是通过对水资源开发同生态环境的关系、水利工程建设同生态系统演变的关系的研究，实现人与自然和谐相处的目的。所谓资源水利，是指通过对大气水、地下水及地表水等水资源本身的研究，实现水资源的科学管理及优化配置，其核心是以水利工程同资源为优势，以资源的优化配置为基础，建立节约型的经济社会发展体系。所谓环境水利，是指以水环境科学为理论指导，研究水同环境的关系，其核心是通过水资源开发工程的建设，实现治理污水、保护环境的目的、所谓工程水利，是指通过研究水利同工程的关系，借助工程手段来进行水害的排除及水利的兴建，其核心是以人为本，建立以资源功能为主的水利系统。

在生态水利四方面的内容中，工程水利同资源水利相伴相生，前者是后者的基础，而后者则是前者的引申与发展。环境水利是传统水利的发展，而生态水利则是水利发展的最终阶段。因此，水利的发展思路应当是工程水利转向资源水利、传统水利转向环境水利、生态水利。只有正确处理这四者之间的关系，才能够真正实现水资源的可持续利用。

2 生态水利的理论内涵

由于生态水利具有十分丰富的理论内涵，本文主要从生态水利中的水热、水沙、水盐以及水量平衡进行简要讨论。

（1）水热平衡。由能量守恒原理可知，地表的能量收入与能量支出相等。可得能量守恒方程：

（1）

式中：H表示地表损失的能量；G表示地表获得的能量；L、E分别表示汽化潜热及蒸发水的质量；表示化学能转化能。水力平衡是进行水利开发的理论依据。水热平衡的指标为辐射干燥指数，即，式中，P表示降水量。但在实际水利工程中，考虑到地貌、土壤等的差异而地表径流量有所差异，因此一般使用更具控制意义的指标：

式中：，R-s.表示地表径流量；，P-，R-s..表示区域湿润度，可用，W-h.表示；因此上式可简化为：

式中，。从上式可以看出，表示地区干旱，需要引水灌溉；表示地区湿涝，需要除涝；表示该地区干湿适宜，区域生态达到最佳。

（2）水沙平衡。所谓水沙平衡，是指河道中的泥沙达到冲淤平衡。输沙水量的计算式为：

式中：；表示多年的平均输沙量；最大含沙量的平均值。

（3）水盐平衡。区域水盐平衡用水量可表示为：

式中：；表示在划冲洗层内冲洗以前的土壤含水量与田间持水量之差；过多盐分所需要的水量；表示冲洗期内蒸发损失量；表示冲洗期内可利用的降雨量。

（4）水量平衡。所谓水量平衡，在任意水体任何时间段内，其收入、支出水量之间的差值必须同该水体该时间段内的蓄水量相等。水量平衡关系式为：

支出及蓄水变化量。

3 影响生态水利发展的因素

Bossel可持续发展影响因素提出的影响生态水利发展的因素共有八项，详述如下：

（1）极限需水量。指在特定的时空尺度、生态环境保护目标以及经济技术发展水平下，能够满足社会经济及环境发展所需水量的最小值。总需水量为农业、工业、城市生活及生态环境需水量的总和。

（2）水资源储量的有限性。水资源时刻处于开采与补给、消耗与恢复的动态循环过程中，这一循环过程虽然无限进行，但是水资源的存储量确实有限的。若某一时期水资源的开采量大于补给量时，则会引发一系列环境问题。

（3）水资源承载力。指在未来某一时间内，除提供社会发展及物质生活用水外，某一区域所能提供的直接或者间接水资源能够供养的人口数目。其代表着历史的某一发展阶段中水资源能够承受的最大承载力。

（4）水环境容量。在保证水体自净化能力的前提下，通过对水资源的合理开发利用而使得水环境承载力有所提升。

（5）社会制度及经济发展。前者影响水资源的可持续性，后者决定了水资源的消耗及其对环境造成的影响。

（6）伦理价值观。可对水资源的公平分配产生影响。

（7）水资源工程管理体制。作为保障水资源可持续性的设施，其直接影响着水资源系统的供水。

（8）科学技术。合理运用科技技术能够有效提高水资源利用率，减少环境污染，增强水资源可持续性。

上述8项因素均影响着水资源的可持续利用，因此，在水资源的开发利用中，应当着力保证社会、经济及环境的协调发展。

4 结语

我国发展生态水利的核心是可持续发展及人与自然和谐相处。当前提出的了全新的生态水利这一概念，尽管能够促进水利开发的升级，但是由于实现经济、社会、资源及环境的协调发展非常困难，实际操作中又缺乏度量标准的指导与约束，因而其概念性太强而操作性偏低。

参考文献

[1] 张龙.生态水利在现代河道治理中的应用[D].合肥工业大学，2007.

[2] 孙凤博.浅议水利工程中的生态因素以及生态水利工程[J].科技创新与应用，2013，13：161.

[3] 吴逸远.论生态水利规划对水文环境的积极影响[J].科技风，2015（01）154.

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中图分类号： TV 文献标识码： A 文章编号：

改革开放以来，特别是近些年来我国水资源利用形势日益严峻，但人们对水资源的需求程度却在不断高涨。在这样的背景下我国水利工程获得了迅猛复发展，水利工程建设对于缓解水资源紧张形势，对于保证人们的生产生活具有重要意义。

随着生态文明建设的不断深入，人们逐渐认识到了保护环境的重要性，在长期的生产实践中逐渐意识到了协调好经济建设与保护环境，两者的关系的重要性。传统的水利工程建设只是单纯地追求经济效益，却没有关注到社会效益，环境效益。在可持续发展理念深入人心的今天，在水利工程中实现经济效益与社会效益的双丰收，实现生态水利工程建设是时展的要求，也是施工企业实现长远发展的必然选择。

生态水利工程概述

生态水利工程主要是研究如何在水利工程建设中实现经济效益与环境效益双丰收，协调两者关系的学科。与传统的水利工程技术相比而言，它不再是单纯地追求经济效益，而是要实现人与自然的和谐相处。生态水利工程是一门新兴学科，它是在生态文明建设的推动下发展起来的一门专门规范水利工程的学科。生态水利工程是一门多学科，跨领域，综合性强的学科。传统的水利工程技术虽然也是多学科的交叉，但是其中并无生态环境方面的学科，与此相反，生态水利工程却是结合了部分生态学的理论基础和环境工程学的学科。

生态水利工程的主要任务是协调水利工程的经济效益与环境效益，用专业手法来对拟建水利工程造成的伤害进行预防，对已建水利工程项目的造成的损坏的处理和恢复。具体而言，就是要做到：为拟建的项目提供减轻环境影响的设计方法；对已建项目恢复生态环境提供专业技术；对水体进行专业化测评，为污染水体的防止提供专业方法。通过提供以上技术，水利施工过程中可以有效地恢复有原来水利工程建设造成的环境污染，对水体的自我净化，区域气候的调节，事故的预防具有重要意义。

我们对生态水利工程的探讨可以从实际应用与技术应用，这两个角度来进行考察。笔者认为从实际应用角度来观察生态水利工程就可以发现这一技术是对传统旧式生态水利工程的改造。在水利工程建设中生态水利工程要求尽量减少使用混凝土等人工产品，要减少水利工程对自然河道的渠道化。在建设过程中要最终实现周边整个生态环境不发生变化，不破坏水体本身的状态。从技术角度来考察生态水利工程就可以发现该工程实现了环境治理工艺与水利施工技术的有效结合，在施工过程中结合施工现场的实际特点，同时借鉴国内外先进经验，最终创建了一套具有自身特色的理论体系。高经济效益与低环境成本是生态水利工程的最为显著的一个特点。

生态水利工程的关键点

生态水利工程是我国未来水利工程建设的必然选择，做好生态水利工程建设对于我国水利事业的发展，保护环境具有重要意义。笔者结合多年的施工经验，认为要想实现生态水利工程必须要把握以下几个关键点：一是生态水利工程的目标是多元化的；二是在水利工程建设的时候要时刻注重环境保护；三是要科学设计生态水利工程的设计，规划与施工等工作；四是要充分认识到水利系统与生态系统两者之间的关系。

生态水利工程目标多元化，主要指的是在修建水利工程的时候不能单纯地考虑经济效益，还必须要考虑到生态系统的维护，在建设中要遵循生态学的规律，遵循水利工程的建设规律。时刻注重保护环境，无论是在水利工程建设还是后期运行过程中，工作人员必须要坚持可持续发展的理念。在建设过程中要满足人与自然和谐相处的要求，要实现水利系统的良性循环。科学做好生态水利工程的设计，规划与施工。生态水利工程中对环境污染最为严重的就是水利工程建设，在生态水利工程中实现科学设计与规划是减少环境污染的重要措施。充分认识水利系统与生态系统之间的关系。水利系统是生态系统的一部分，两者之间是相互影响的，完善优化水利系统是保证生态系统正常运行的关键。

生态水利工程的基本原则

在详细论述了生态树立工程的概念以及需要注意的关键点之后，我们就来向详细论述生态水利工程需要坚持的基本原则。笔者认为在生态水利工程建设过程中必须要坚持以下五个原则：一是要追求经济性与安全性；二是水利系统的环境多样性；三是周边流域的生态系统不被整体破坏；四是要建立及时有效的反馈机制；五是河流系统要具备自我修复功能。

（一）追求经济性与安全性。生态水利工程中最为重要的就是安全。在水利工程中保证安全施工，保证水利工程的质量是做好生态水利工程的关键。在设计过程中，设计人员要对水对建筑物的侵蚀作用，泥沙的搬运和堆积等作用要有清醒地认识。只有在保证水利工程的安全性的前提下，才能谈得上实现水利工程的其他功能。经济性是生态水利工程的又一个重要特征，生态水利工程与传统水利工程的一个显著区别就是生态水利工程要比传统的水利工程更加节省成本。在生态水利工程建设中必须要对经济合理性进行全面科学的分析，要坚持投入最小，经济效益与生态效益最大的原则。

（二）水利系统环境的多样性。生物学家经过对地区生物系统进行科学的考察，发现生态系统环境的多样性是生物物种多样性的重要原因，说白了就是自然环境日益多样化，那么生物物种就会越来越多，生态系统抵抗外力的能力也将得以增强。如果生态系统环境单一，那么生物物种也将会减少，食物链结构也将日趋简单。生态系统的单一化会对生态系统抵抗外力的能力造成影响。外界对生态系统的影响也将越来越大。同理水利系统也是这样的特点。在水利工程建设中实现水利系统环境的多样性有助于增强水利系统的抵抗外力的能力，最终达到保护经济效益的目的。

（三）周边流域生态系统不被整体破坏。生态水利工程周边的生态系统具有整体性，在传统的水利工程建设中，往往把水体分成功能不同的区域，没有用整体的观点对生态系统进行观察，在建设过程中严重破坏了周边流域生态系统的整体性。在今后的发展中水利人员要充分考虑查到生态系统各要素之间相互连接的关系，在建设过程中要尽量避免对水体原始状态的破坏，要维持好生态系统的整体性。

（四）建立及时有效的反馈机制。生态水利工程的最终目标是要建设一个健康的可持续的河流生态系统，要想实现这个目标就必须要建立及时有效的反馈机制。生态水利工程建设过程中，水利人员要建立生态系统评估与水利设施运行的反馈机制，生态水利工程的一个显著特点就是实现了对生态系统的实时监控，并及时反馈。

（五）注重自我修复功能的完善。生态系统的另一个显著特点就是自我修复功能。水利人员在建设过程中要严格按照生态系统的规律来对水系统进行优化，要与自然界的有机结合。我们追求人与自然的和谐相处，就要客观评价人力。在建设过程中切不可把人力绝对化。

随着生态文明建设的发展，实现水利工程的创新成了人们的必然选择。生态水利工程越来越成为人们关注的焦点，同时也成了水利工程企业追求的主要目标。本文详细介绍了生态水利工程的概念以及要坚持的原则。

参考文献：

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采用绿色工艺、实行清洁生产是制药工业的发展趋势和必然选择。为增强学生的感性认识,授课中可以适时引入几个经典案例配合理论方面的讲解,以期达到事半功倍的效果。美国女生物学家RachelCarson1962年出版了题为SilentSpring的专著。她告诫人们,DDT等农药的使用导致鸟类数量急剧下降,使万物复苏的春天居然听不到鸟鸣,成为“寂静的春天”。该书揭示了环境问题的严重性,吹响了环境保护的号角。为了从化学和化工的源头防止污染,以原子经济反应为核心的绿色化学应运而生。本案例可以让学生体会传统制药业忽视污染控制、破坏生态环境,竟成了催生绿色化学、绿色过程工程的重要因素;绿色化学是化学发展的必由之路,绿色过程工程是过程工业发展的必由之路,从而产生学习绿色过程工程原理与技术的自觉性。1984年12月3日凌晨,作为农药生产原料的光气溢出到印度博帕尔市(Bhopal)的人口密集地区,导致32万人中毒、2500人直接死亡的严重后果,业界由此得到一个减免使用剧毒原料的警示信号。调查显示在事故发生时,冷却系统、温度指示器、燃烧塔都不能起作用,这表明事故还与设计错误、疏于管理等有关。此案例让学生体会到要提高工业过程的绿色度,一方面要采用无毒、无公害的合成或天然原料,从源头上尽量减少甚至杜绝污染和危害;另一方面,必须从工艺和设备两方面着手,大力研究和开发从整个工程链中消减污染的绿色工程技术,并强化生产系统的优化管理,提升员工素质。20世纪50年代,沙利度胺曾作为镇静剂用于缓解孕妇妊娠反应。1961年发现服用外消旋的沙利度胺(反应停)的孕妇产下了四肢呈海豹状的畸形儿,累计致畸案例多达17000例,成为20世纪医药界最大的药害事件。后来的研究表明,沙利度胺的致畸性是由(S)-异构体引起的。此案例能让学生体会产品的绿色化是绿色过程工程的重要指标,绿色化工产品应对人类和环境无毒无害;若对映体具有不同的药理活性,开发单一旋光异构体药物符合绿色过程工程原理。

二、用绿色过程工程原理引导学生改变传统的工程观念,培养学生的“当代工程观”

工程观念的强弱和趋向直接决定着研究和工程技术人员的实践能力,教学中应加强学生的工程观教育,培养学生的责任意识和工程思维。工程观是人们关于工程活动的基本理念,是认识和进行工程活动的指南。在当代学科交叉渗透的趋势下形成的当代工程观是对传统工程观的扬弃和超越。[4]传统工程观以科学理性和技术理性为主导,而对人文理性和生态优化较为忽视。当代工程观把工程理解为生态循环系统中的生态社会现象,视生态环境为工程活动的内生因素,工程活动不但受生态环境的制约,而且应按照生态规律重塑生态活动的方式。[4]这与绿色过程工程的内涵一致,强化绿色过程工程教学,有利于贯彻当代工程观教育,有助于培养对可持续发展具有强烈责任意识并具有良好创新素质的未来建设者和管理者。化学制药工艺学是研究、优选符合大规模药物生产的工艺路线和工艺条件,从而以最安全、最经济、最切实可行的方式完成药物制备的一门学科。生产工艺研究按研究阶段可分为实验室工艺研究、中试放大研究和工业生产工艺研究。该课程与生产实际紧密相关,适宜强化工程观念教学。朱宏吉、元英进等指出,[5]制药工艺学可指导学生完成制药工程课程设计最基本、最核心的内容,即工艺计算和工艺流程的组织,使学生将符合GMP要求的制药车间工程设计基本原则、制药设备选型与设备结构的设计结合起来。笔者认为,通过本课程的学习,学生还应该学会按当代工程观的要求,根据经济合理、技术可行、环境友好的原则,选择、优化药物及中间体的制备工艺。实践表明,强化绿色过程工程教育,对学生在制药工程课程设计、毕业设计、毕业论文中选择、设计绿色工艺具有非常突出的指导作用。据众多学习过本课程的毕业生的反馈信息,不论他们是否从事制药业,都能自觉运用绿色过程工程的观念开展工程项目的开发、评价和实施,学生毕业后体会到了学习绿色过程工程原理的更大收获。

三、强化绿色过程工程教育的教学设计

经过多年的摸索,绪论部分教学中引入生命周期评价(LCA)、[6]原子经济性(AE)、[7,8]环境因子(EFactor)、[8-10]环境商(EQ)四个概念是必要的和可行的。[8-10]生命周期评价(LCA)是一种评价产品、工艺或活动,从原材料采集,到产品生产、运输、销售、使用、回用、维护和最终处置整个生命周期阶段环境负荷的过程,是从“摇篮”到“坟墓”的过程。它首先辨识整个生命周期阶段中能量、物质的消耗以及环境释放,然后评价这些消耗和释放对环境的影响,最后辨识和评价减少这些影响的机会。生命周期评价是实施绿色过程工程的重要工具。掌握生命周期评价的概念有助于学生从产品整个生命周期综合思考新产品设计、新工艺开发和旧工艺改造,生命周期评价的概念为在授课过程中灌输、剖析绿色过程工程原理提供了线索。传统化学采用收率作为评价某化学反应过程或某一产品合成工艺优劣的标准,这种做法已沿用了上百年。只注重收率往往会忽略合成中使用或产生的不必要的化学品,收率指标难以反映废物产生数量的多少,不足以完全反映原料的综合利用效率。欲充分利用资源和消减废弃物排放,只有使反应物分子中的原子尽可能多的进入目标产物中。B.M.Trost于1991年提出了原子经济性(AE)概念,[7]为评价化工过程提供了强有力的工具。原子经济反应处于绿色过程的核心地位。R.A.Sheldon提出了E因子和环境商(EQ)两个概念分别用于快速评价反应过程中废物产生的数量和废物对环境产生的潜在影响。[9]R.A.Sheldon给出了传统制药业的E因子范围常在25~100kg/kg,[8]远高于炼油和大宗商品生产行业,这说明制药业实施绿色过程工程技术任重道远且正当其时,强化绿色过程工程教育是制药业人才培养的内在要求。绪论部分在介绍绿色过程工程内涵的基础上,着重辨析上述四个概念,生命周期评价为绿色过程工程教学提供了线索,其余概念则可直接服务于每一部分教学。依据制药工艺学主要讲授内容,总体教学设计如图1所示,绿色过程工程教育是一个线索分明、重点突出的有机的整体。期望学生能够学会科学的研究方法。例如,热力学以经验概况的热力学第一、第二定律为基础,经过严密的逻辑推理,建立了几个热力学函数,通过“状态函数法”,即在相同的始终态间,能动地设计可计算的过程,解决了化学反应的方向和限度问题。理想气体、理想溶液是实际气体、实际溶液的理想化模型,实际气体通过逸度、实际溶液通过活度进行相应校正,可以简单地解决热力学、动力学问题。

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纵观人类城市的发展史，城市多选址于滨水区。这是因为河流能为工农业生产提供便利并解决人们生活上对水的需求;而且滨水风光能让人们在精神生活上得到满足。然而，由于水患危害，又使人类不断地与洪水奋争。在这期间城市护岸的主要功能是控制河流、防御洪水的一个重要的方法。城市护岸景观也随城市护岸功能的发展而发生着变化，主要有如下三个典型时期:

第一18世纪60年代以前(与自然相和谐的护岸景观)

当人类诞生后，直到伏羲时代，人们“逐水草而居”，“择丘陵而处”，对洪水一直采取“躲避”的态度。到了神农时代，经济有所发展，为了避免洪水的侵害，人们开始采取主动的姿态，创造出了“潺”与“埋”的防洪方法。‘.潺”是“以柴木奎水”，“埋，，是奎土填筑。我们的祖先很早就开始利用植物、木和土石等天然材料进行护岸的建造。在我国，早在周代已有沟渠堤岸植树的制度。战国时，《管子》主张“大者为之堤，小者为之防，树以荆棘，以固其地，杂之以柏杨，以备决水”。国外也有类似的记载，早在公元前28世纪，欧洲凯尔特人和伊里利来人采用柳枝编织篱笆的技术来进行防护。秦汉以后，一直到宋元，由于人们对水的性质认识不断深人，护岸的材料使用也更加丰富。这时出现了使用树枝、林秸、石头等捆扎而成材料作为护岸的材料。这种手法在我们现代叫做“柴枕法”。到了明清，据记载的护岸有抛石、柳树护岸、山石护岸与条石护岸。尤其出众的是明代刘天和总结堤岸植柳经验，归纳为“植柳六法响。在材料应用上，由于块石取材方便与自然易融合，一直应用在护岸建造当中。

这一时期人类与自然和谐相处，城市护岸形式以自然形态为主，遵循自然河岸形式来进行的。材料也多采用自然的山石、植物等材料，因此护岸景观是以自然景观为主体，体现了天然弯曲的河道和丰富的植物群落，护岸表现为城市景观系统当中的一部分，具有良性的生态循环体系。

第二18世纪60年代—20世纪初期(人工化的护岸景观)

工业革命以后，工业化的急速发展和经济的迅速膨胀，使人们对自然的认识发生了重大的改变。人定胜天的思想成为这一时期人类处理城市生态问题的普遍观点，人类和自然之间的天平发生倾斜。这一时期人类对于城市护岸也采用了强制性的措施，利用高大硬质的防护堤遏制河水的侵扰，应用紧束河腰、裁直河道等措施来争取更多的城市用地化。造成城市的护岸景观环境遭到强烈的干扰，使其生态失衡、景色单调、亲水困难，同时蓄积了更大的洪水灾害和生态灾难。

第三20世纪早期至今(城市护岸的生态景观)