生态水利工程的发展及其现状研究

生态水利工程的发展及其现状研究摘要：水利工程在保障社会安全、促进经济发展方面发挥巨大作用的同时，也造成了河流生态系统的退化和破坏。运用生态工程的理论和方法，设计和建设既满足人类社会开发利用水资源的需求，又兼顾水生态系统健康与可持续利用的水利工程，生态水利工程应运而生。回顾生态水利工程的发展历程，分析其基本理念、内涵和研究内容，探讨生态水利工程的热点问题和主要研究任务，以进一步完善蓬勃发展的生态水利工程。关键词：生态；水利；生态水利；工程；现状水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其天然分布状况，不完全符合人类的需求，随着生产发展和社会进步，人类开始主动地控制和调配自然界的地表水和地下水，为除害兴利而修建水利工程，以便控制水流，防治洪涝灾害，并进行水量调节，满足人民生活和生产对水资源的需要。1传统水利工程引发的环境问题近30年来，水利工程的生态影响问题受到广泛的关注，其主要原因是传统水利工程引发了一系列的生态和环境问题：（1）自然河流的连续性遭到破坏。河流上建设的大坝切断了河流廊道的横向联系，造成自然河流的非连续化。大坝将河流拦腰斩断，改变了河流的自然状态，阻断了鱼类的洄游路线，淹没了河流原始地貌，引水式电站还造成坝后脱水段，河流的生境被严重地破坏；堤防和防洪工程的建设将河流与其密切相关的漫滩、泡沼、湿地的横向和纵向联系切断，导致它们形态和功能的改变。自然河流纵向和纵向连续性的改变和破坏，导致河流生态环境的改变和恶化，引起河流生态系统的退化。水利工程的建设还迫使大量受影响地区的居民迁移，如果处理不当，不仅引发社会为题，也增加了迁入地区的生态保护的压力，出现新的环境问题。（2）跨流域调水，给生态系统造成重大损害，甚至产生灾难性的后果。由于跨流域调水打破了河流水系的自然格局，可能出现超量调水、超量用水的情况，对调水河流水文情势和水生态环境带来改变；同时长距离输水的人工河流沿途土壤盐渍化、沼泽化问题，也可能出现，以及受水区引发水生态问题，在以往的跨流域调水工程中均不同程度地得到一些失败的教训。2生态水利工程的基本理念、内涵和研究内容水利工程引发的生态问题，迫使人们对传统水利工程的规划设计和运行管理进行反思，促进了水利工程和生态工程的结合，从而提出了生态水利工程的概念。2.1生态水利工程的基本理念2.1.1尊重自然的理念自然河流形成的河流地貌和形态是河流长期发展与演化的结果，也是河流与周边环境相互作用，逐渐形成的平衡状态。河流地貌与河流形态的外在稳定，保证了河流生态系统的平衡与稳定。因此，生态水利工程秉承尊重自然的理念，在规划设计和建设中尽量保持河流地貌和形态的自然状态，2O世纪80年代世界上一些发达国家进行的河流回归自然的改造，以及“亲近自然河流”的提法、“多自然河川计划”，就是基于这样的理念，拆除以前在河床上人工铺设的硬质材料，在保证防洪的前提下，修建生态河堤，恢复河岸边植物群落与河畔林，重塑河流生态环境，使受损的河流生态得以修复。2.1.2人类与生态共享水资源的理念水不仅是人类生产生活不可或缺的自然资源，也是维护生态系统健康、保障生态平衡必不可少的生态要素。水是生物生存的重要条件，是生物体的主要组成部分。人类和动植物的依存关系不言而喻，要维持人类的生存，就要维护好地球上生物的生存，立与生物共享水资源、与生态共享水资源的理念，在满足人类用水需求的同时，也要保证维护生态健康用水量。2.1.3可持续发展的理念1987年题为《我们共同的未来》的研究报告中提出了“既满足当代人的需求，又不对后代人满足其需求的能力构成危害的发展”的可持续发展概念，是人类在总结自身发展历程之后，提出的新的发展模式，就足在保持自然资源的质量和可提供的服务前提下，保护和加强环境系统的生产和更新能力，使人口、资源、环境协调发展。水资源是人类生存环境最重要的基本要素，水资源的开发和利用必须遵从可持续发展的理念，其内涵包括保护水资源的承载能力，优化水资源配置和强化水资源管理。即水资源的开发不能超过水资源自身的承载能力，就是指水资源总量不因时间的推移而减少、水质和水环境保持良好状态情况下的水资源开发；有限的水资源在工农业生产用水、生活用水和生态用水之间实现最佳分配，使水资源本身、生产结构布局以及社会经济发展战略之间的互动和协调，最终达到一种大体上的平衡；建立一套高效科学的水资源管理模式，为水资源的可持续利用提供体制上的保障。2.1.4依靠自然恢复能力的理念生态工程所涉及的生态系统和自然界自我设计与自我完善的概念主要是指生态系统的自我调节与反馈机制，也就是使生态系统具有适应各种环境变化，并进行自我修复的能力，以此保’汪生态系统功能发生最低程度的变化。生态水利工程从本质上讲是一种生态工程，和传统的水利设计相比，生态水利工程设计是一种“指导性”的设计，或者说是辅助性设计，设计师必须放弃控制自然的动机，要依靠生态系统自设计、自组织功能，辅以适当的人工干预，由自然界选择合适的物种，形成合理的结构，从而完成设计和实现设计。2.2生态水利工程的内涵及其研究内容生态水利是把人和水体置于整个生态系统中，研究人和自然对水利的共同需求，从生态的角度出发进行水利工程建设，建立良性循环和可持续利用的水利体系，从而达到可持续发展以及人与自然和谐的目的。生态水利工程的研究内容主要包括：（1）水循环与生态系统：利用水文学和生态学的原理研究流域生态系统；分析水文情势变化与生态系统演变之问的内在规律；确定水环境条件变化对生态系统的影响；模拟水资源与生态系统各要素之间的相关关系。（2）生态水利规划与设计：研究流域生态系统对人类干扰的最大承载力，结合生态环境建设，提出符合生态安全的水利建设规划与设计方案。生态水利规划涉及水资源、环境、生态和水利等多个学科，在规划过程中，强调运用各学科的综合知识，实现水资源的持久利用。（3）水利工程的生态效应：在研究水资源开发、利用、保护、管理、经营和生态环境之间的相互关系基础上，提出水利工程建设产生的累积生态学效应的评估和预测方法、指标体系。建立生态系统修复和重建的技术和工程方案。生态水利强调以预防和保护为目标，采用工程和非工程相结合的措施，恢复已退化的流域生态系统。（4）生态水利系统管理：研究生态水利系统的监测、评价方法，建立流域生态安全的决策支持系统和预警系统。提出满足生态安全的优化调控与管理措施。参考文献[1]董哲仁、孙东亚.生态水利工程原理与技术[M].北京：中国水利水电出版社，2007.[2]蔡守华.水生态利工程[M].北京：中国水利水电出版社，2010.[3]何冰、王延荣、高辉巧.城市水生态利规划[M].郑州：黄河水利出版社，2006.[4]财团法人河口整治中心（日）编.河流与自然环境[M].郑州：黄河水利出版社，2004.[5]水利部国际合作与科技司.河流生态修复技术研讨会[M].北京：中国水利水电出版社，2005；[6]王顺久、张欣莉、倪长键、丁晶.水资源优化配置原理及方法[M].北京：中国水利水电出版社，2007.