論水利與生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系

1、論水利與生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系摘要：近年來國家大力發(fā)展水利事業(yè)，這給生態(tài)系統(tǒng)造成了或多或少的影響，所以保持生態(tài)系 統(tǒng)健康性與水利協(xié)調(diào)發(fā)展成為首要目標(biāo)。關(guān)鍵詞：水利工程，生態(tài)系統(tǒng)，水利工程的發(fā)展趨勢水利工程概述原始社會生產(chǎn)力低下，人類沒有改變自然環(huán)境的能力。人們逐水草而居，擇丘陵而處，靠 漁獵、采集和游牧為生，對自然界的水只能趨利避害，消極適應(yīng)。進(jìn)入奴隸社會和封建社會 后，隨著鐵器工具的發(fā)展，人們在江河兩岸發(fā)展農(nóng)業(yè)，建設(shè)村莊和城鎮(zhèn)，遂產(chǎn)生了防洪、排 澇、灌溉、航運(yùn)和城鎮(zhèn)供水的需要，從而開創(chuàng)和發(fā)展了水利事業(yè)。防洪、除澇、灌溉、發(fā)電、 供水、圍墾、水土保持、移民、水資源保護(hù)等工程（包括新建、擴(kuò)建、改建、加固

2、、修復(fù)） 及其配套和附屬工程的統(tǒng)稱。用于控制和調(diào)配自然界的地表水和地下水，達(dá)到除害興利目的 而修建的工程。也稱為水工程。水是人類生產(chǎn)和生活必不可少的寶貴資源，但其自然存在的 狀態(tài)并不完全符合人類的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪澇災(zāi)害，并進(jìn)行 水量的調(diào)節(jié)和分配，以滿足人民生活和生產(chǎn)對水資源的需要。水利工程規(guī)劃的目的是全面考慮、合理安排地面和地下水資源的控制、開發(fā)和使用方式， 最大限度地做到安全、經(jīng)濟(jì)、高效。水利工程規(guī)劃要解決的問題大體有以下幾個方面：根據(jù) 需要和可能確定各種治理和開發(fā)目標(biāo)，按照當(dāng)?shù)氐淖匀?、?jīng)濟(jì)和社會條件選擇合理的工程規(guī) 模，制定安全、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)用管理方便的工程布置方案

3、。因此，應(yīng)首先做好被治理或開發(fā)河流 流域的水文和水文地質(zhì)方面的調(diào)查研究工作，掌握水資源的分布狀況。工程地質(zhì)資料是水利工程規(guī)劃中必須先行研究的又一重要內(nèi)容，以判別修建工程的可能性 和為水工建筑物選擇有利的地基條件并研究必要的補(bǔ)強(qiáng)措施。水庫是治理河流和開發(fā)水資源 中普遍應(yīng)用的工程形式。在深山狹谷或丘陵地帶，可利用天然地形構(gòu)成的盆地儲存多余的或 暫時不用的水，供需要時引用。因此，水庫的作用主要是調(diào)節(jié)徑流分配，提高水位，集中水面 落差，以便為防洪、發(fā)電、灌溉、供水、養(yǎng)殖和改善下游通航創(chuàng)造條件。為此，在規(guī)劃階段， 須沿河道選擇適當(dāng)?shù)奈恢没蚺璧氐暮聿?，修建擋水的攔河大壩以及向下游宣泄河水的水工建 筑物。在

4、多泥沙河流，常因泥沙淤積使水庫容積逐年減少，因此還要估計水庫壽命或配備專 門的沖沙、排沙設(shè)施?，F(xiàn)代大型水利工程，很多具有綜合開發(fā)治理的特點(diǎn)，故常稱綜合利用水利樞紐工程”。它 往往兼顧了所在流域的防洪、灌溉、發(fā)電、通航、河道治理和跨流域的引水或調(diào)水，有時甚 至還包括養(yǎng)殖、給水或其它開發(fā)目標(biāo)。然而，要制止水患開發(fā)水利，除建設(shè)大型骨干工程外， 還要依靠大量的中小型水利工程，從面上控制水情并保證大型工程得以發(fā)揮骨干效用。防止 對周圍環(huán)境的污染，保持生態(tài)平衡，也是水利工程規(guī)劃中必須研究的重要課題。由此可見， 水利工程不僅是一門綜合性很強(qiáng)的科學(xué)技術(shù)，而且還受到社會、經(jīng)濟(jì)甚至政治因素的制約。生態(tài)系統(tǒng)概述有什

5、么樣的生境就造就了什么樣的生物群落，二者是不可分割的。如果說生物群落是生 態(tài)系統(tǒng)的主體，那么，生境就是生物群落的生存條件。一個地區(qū)豐富的生境能造就豐富的生 物群落，生境多樣性是生物群落多樣性的基礎(chǔ)。如果生境多樣性受到破壞，生物群落的性質(zhì)、 密度和比例等都會發(fā)生變化，生物群落多樣性必然會受到影響。在生境各個要素中，水又具 有特殊的不可替代的重要作用。地球上不同地區(qū)的降雨量多寡，對于形成不同類型的生態(tài)系 統(tǒng)起決定性作用。正因為如此，對應(yīng)各個區(qū)域不同的降雨量，造就了森林生態(tài)系統(tǒng)、草原生 態(tài)系統(tǒng)、荒漠生態(tài)系統(tǒng)和濕地生態(tài)系統(tǒng)等不同的生態(tài)系統(tǒng)。從生物群落內(nèi)部看，整體性是生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的重要特征。一旦形成系統(tǒng)

6、，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 個淡水水域中，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)。研究表明， 一個生態(tài)系統(tǒng)的生物群落多樣性越豐富，或者說食物鏈越復(fù)雜，形成三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)稱為“食 物網(wǎng)”，那么，這種復(fù)雜的食物網(wǎng)組成的生態(tài)系統(tǒng)比簡單的直線型食物鏈的穩(wěn)定性要高得多， 其抵抗外界干擾的承載力也高得多。如果食物鏈(網(wǎng))的某些重要環(huán)節(jié)缺省，即在生態(tài)學(xué)中 稱為“關(guān)鍵種”(keystone species)的缺省，對一個生態(tài)系統(tǒng)將產(chǎn)生重大影響。另外，從生 物群落多樣性角度看，一個健康的淡水生態(tài)系統(tǒng)，不但生物物種的種類多，而

7、且數(shù)量比較均 衡，沒有哪一種物種占有優(yōu)勢，這就使得各物種間既能互為依存，也能互相制衡，使生態(tài)系 統(tǒng)達(dá)到某種平衡態(tài)即穩(wěn)態(tài)，這樣的生態(tài)系統(tǒng)功能肯定是完善的。反之，如果一個淡水生態(tài)系 統(tǒng)的生物群落內(nèi)比例失調(diào)，會造成整個系統(tǒng)惡化。比如人們向江河湖庫傾倒?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)及有機(jī) 質(zhì)，水中氮、磷等物質(zhì)增加，導(dǎo)致藍(lán)藻加快繁殖，水中生物群落比例失調(diào)，造成水體富營養(yǎng) 化和生態(tài)系統(tǒng)失衡。淡水生態(tài)系統(tǒng)還具有明顯的分層現(xiàn)象(stratification)，顯示其空間結(jié)構(gòu)的有序性。形成 層狀結(jié)構(gòu)的根本原因是對于太陽光的利用程度。淡水動物的分層現(xiàn)象表現(xiàn)為在水的表層聚集 著浮游生物，中間是魚類和浮游動物的生存空間，在底層的污泥中生活

8、著細(xì)菌等微生物，其 結(jié)構(gòu)有序而協(xié)調(diào)。淡水生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的另一個重要特征是具有自我調(diào)控和自我修復(fù)功能。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。在生 物群落與生境之間是一種物質(zhì)、能量的供需關(guān)系，在長期的進(jìn)化過程中也形成了相互間的適 應(yīng)能力。比如淡水周邊的濕地生物群落，需要適應(yīng)干旱與洪澇兩種生境的交替變化，形成了 濕地植物既耐旱又耐澇的特征。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。由于具有這種自我調(diào)控和自我修復(fù)能 力，才使淡水生態(tài)系統(tǒng)具有相對的穩(wěn)定性。所謂穩(wěn)定性具有兩層含意，一是指對于

9、外界干擾的適應(yīng)力或稱為彈性，二是在受到干擾后 回到原平衡態(tài)的恢復(fù)能力。需要指出的是，生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性是相對的，其適應(yīng)性也是有限 的。所謂彈性限度也就是淡水生態(tài)系統(tǒng)對外界干擾的承載力。當(dāng)超過某一個彈性限度，生態(tài) 系統(tǒng)將出現(xiàn)一種不斷遠(yuǎn)離平衡點(diǎn)的正反饋，加快系統(tǒng)失穩(wěn)，常以爆發(fā)的方式導(dǎo)致系統(tǒng)的全面 惡化。綜上所述，一個穩(wěn)定的淡水生態(tài)系統(tǒng)，是一個生物群落多樣性豐富的系統(tǒng)，是一個食物鏈 (網(wǎng))結(jié)構(gòu)復(fù)雜而完善的系統(tǒng)，是一個物質(zhì)循環(huán)、能量流動及物種流動通暢的系統(tǒng)。興建水利工程是解決水資源問題，保障現(xiàn)代化建設(shè)順利進(jìn)行的有利舉措。在我國，水利 工程建設(shè)對生態(tài)影響較大的主要有大型蓄水工程和大型調(diào)水工程，其不僅明顯地

10、改變著地形 地貌，影響著局部氣候，同時也大幅度地改變著河流自身的形態(tài)，在不同程度上降低了河流 形態(tài)多樣性，其結(jié)果將導(dǎo)致水域生物群落多樣性的降低，使生態(tài)系統(tǒng)的健康和穩(wěn)定性都受到 不同程度的影響。所有這些影響，都會打破原有的生態(tài)平衡。除對生態(tài)系統(tǒng)帶來積極影響外， 往往還會對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生一些負(fù)面影響，有的甚至是持續(xù)而深遠(yuǎn)的影響?？缌饔蛘{(diào)水工程對生態(tài)系統(tǒng)的影響跨流域調(diào)水工程對生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響分為水量調(diào)入?yún)^(qū)和水量輸出區(qū)。對于水量調(diào)入?yún)^(qū) 可以增加調(diào)入?yún)^(qū)供水量，緩解調(diào)入?yún)^(qū)水資源緊缺狀況，改善當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)和社會 發(fā)展。但是，由于輸水渠道兩岸的滲漏，可導(dǎo)致渠道附近區(qū)域地下水位抬高，造成大面積土 壤次

11、生鹽堿化、沼澤化;同時隨著調(diào)入?yún)^(qū)水量的增加，調(diào)入?yún)^(qū)廢污水也會隨之增加，如果廢 污水處理不達(dá)標(biāo)，往往會出現(xiàn)二次水污染問題。對于水量輸出區(qū)由于水量的調(diào)出而使水量減 少，導(dǎo)致引水口以下供水與河道內(nèi)用水條件的變化，影響當(dāng)?shù)毓まr(nóng)業(yè)用水和引起一系列的水 環(huán)境問題，如供水安全、河道斷流、河口萎縮等。大型蓄水工程對生態(tài)系統(tǒng)的影響大型蓄水工程對生態(tài)系統(tǒng)的影響分為積極影響和消極影響。積極影響一是能夠發(fā)揮防 洪、除澇、發(fā)電、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)等作用;二是增加水體潛在的環(huán)境容量資源和庫區(qū)空氣 濕度;三是可改善其周圍綠色植被的生長;四是優(yōu)化水質(zhì)，減少水污染和下游河道的泥沙淤積 等。消極影響主要分為大壩上游區(qū)域和下游區(qū)域。

12、對上游區(qū)域的消極影響一是導(dǎo)致土地、自 然文化遺產(chǎn)、景觀、移民、動物棲息地、生物物種多樣性等的損失和破壞，二是由于大量水 體的聚集，對庫區(qū)及其周邊地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、地下水位、氣候等產(chǎn)生的影響。會使庫區(qū)地殼 結(jié)構(gòu)的地應(yīng)力發(fā)生變化，可能會誘發(fā)地震、山體滑坡、地下水位抬升引起的土地鹽堿化和沼 澤化、水質(zhì)富營養(yǎng)化、水面蒸發(fā)量增加等。對于小型農(nóng)田水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的影響小型農(nóng)田水利工程主要包括灌渠、塘壩、水窖、機(jī)井、蓄水池等。其積極影響是能夠在 解決農(nóng)村灌溉、保障糧食生產(chǎn)、滿足生活用水基本需求等方面發(fā)揮重要作用;消極影響一是 灌渠的過量引水可導(dǎo)致河道斷流，河流生態(tài)退化;二是農(nóng)村機(jī)井的過度開采可導(dǎo)致地下水位

13、下降，形成地下水漏斗，地面沉降等;三是不當(dāng)?shù)墓喔确绞娇蓭淼耐寥来紊}漬化等。當(dāng)前世界多數(shù)國家出現(xiàn)人口增長過快，可利用水資源不足，城鎮(zhèn)供水緊張，能源短缺， 生態(tài)環(huán)境惡化等重大問題，都與水有密切聯(lián)系。水災(zāi)防治、水資源的充分開發(fā)利用成為當(dāng)代 社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大課題。水利工程的發(fā)展趨勢主要是：防治水災(zāi)的工程措施與非工程措 施進(jìn)一步結(jié)合，非工程措施越來越占重要地位;水資源的開發(fā)利用進(jìn)一步向綜合性、多目標(biāo) 發(fā)展；水利工程的作用，不僅要滿足日益增長的人民生活和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要，而且 要更多地為保護(hù)和改善環(huán)境服務(wù)；大區(qū)域、大范圍的水資源調(diào)配工程，如跨流域引水工程， 將進(jìn)一步發(fā)展；由于新的勘探技術(shù)、新的分析計算和監(jiān)測試驗手段以及新材料、新工藝的 發(fā)展，復(fù)雜地基和高水頭水工建筑物將隨之得到發(fā)