水利工程和生態(tài)環(huán)境的關(guān)系建設(shè)生態(tài)水利

水利工程與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系——建設(shè)生態(tài)水利ThereIationshipbetweenwaterconservancyprojectand

ecologicalenvironment-theconstructionofecological

waterconservancy摘要：水利工程在保障社會(huì)安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展方面發(fā)揮巨大作用的同時(shí)，也造成了河流生態(tài)系統(tǒng)的退化和破壞。運(yùn)用生態(tài)工程的理論和方法，設(shè)計(jì)和建設(shè)既滿足人類社會(huì)開(kāi)發(fā)利用水資源的需求，又兼顧水生態(tài)系統(tǒng)安康與可持續(xù)利用的水利工程，生態(tài)水利工程應(yīng)運(yùn)而生。關(guān)鍵詞：水利；生態(tài)；現(xiàn)狀；建設(shè)Abstract:Waterconservancyprojectplaysanimportantroleinensuringsocialsecurityandpromotingeconomicdevelopment.Italsocausesthedegradationanddestructionofriverecosystem.Usingthetheoryandmethodofecologicalengineering,designandconstructionmeetshumansocietydevelopmentandutilizationofwaterresourcesdemand,andGuaquaticecosystemhealthandsustainableutilizationofwaterconservancyproject.Theecologicalwaterconservancyprojectarisesatthehistoricmoment.Keywords:Waterconservancy；ecology；currentsituation；construction1—刖百生態(tài)問(wèn)題是當(dāng)前人們最關(guān)注的問(wèn)題之一。水利工程與生態(tài)的關(guān)系如何，會(huì)帶來(lái)哪些正面和負(fù)面影響，水利工程如何更好地發(fā)揮保護(hù)和改[5]雷曉琴.水工程水環(huán)境安全問(wèn)題淺析[J].人民長(zhǎng)江，2005(4)：58-59[6]姚同山.水利工程建設(shè)工程環(huán)境影響后評(píng)價(jià)理論與方法初探[EB/0L].[2004-11-19].[7]汪恕誠(chéng).汪恕誠(chéng)在/水利工程生態(tài)影響論壇上的致辭[DB/0L].[8]丁敏.水利工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響及生態(tài)水利工程建設(shè)必要性分析[J].科學(xué)與財(cái)富，2013(6)[9]牟玉娟我國(guó)農(nóng)業(yè)節(jié)水灌溉現(xiàn)狀與開(kāi)展趨勢(shì)山東農(nóng)業(yè)科學(xué)2014,第1期(01)：124T26善生態(tài)的功能，前景如何?針對(duì)這些問(wèn)題，本文擬從以下幾方面來(lái)進(jìn)展討論。.傳統(tǒng)水利工程引發(fā)的環(huán)境問(wèn)題近30年來(lái)，水利工程的生態(tài)影響問(wèn)題受到廣泛的關(guān)注，其主要原因是傳統(tǒng)水利工程引發(fā)了一系列的生態(tài)和環(huán)境問(wèn)題：1自然河流的連續(xù)性遭到破壞。河流上建設(shè)的大壩切斷了河流廊道的橫向聯(lián)系，造成自然河流的非連續(xù)化。大壩將河流攔腰斬?cái)啵淖兞撕恿鞯淖匀粻顟B(tài)，阻斷了魚(yú)類的澗游路線，淹沒(méi)了河流原始地貌，引水式電站還造成壩后脫水段，河流的生境被嚴(yán)重地破壞；堤防和防洪工程的建設(shè)將河流與其密切相關(guān)的漫灘、泡沼、濕地的橫向和縱向聯(lián)系切斷，導(dǎo)致它們形態(tài)和功能的改變。自然河流縱向和縱向連續(xù)性的改變和破壞，導(dǎo)致河流生態(tài)環(huán)境的改變和惡化，引起河流生態(tài)系統(tǒng)的退化。自然河流形成的蜿蜒曲折與深潭、淺灘等，不僅提供了河流形態(tài)的多樣性，也提供了生境的多樣性，為河流生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定創(chuàng)造了條件。河道的渠系化、直線化，蜿蜒曲折的自然河流被改造成平直的人工渠道或渠網(wǎng)，自然河流所特有的急流、淺灘、深潭、沼澤等河流形態(tài)消失，完全被硬質(zhì)護(hù)坡或混凝土材料取代，多樣性的河流生態(tài)系統(tǒng)逐漸消失。淹沒(méi)耕地、引發(fā)大量移民。水庫(kù)和電站的建設(shè)不可防止地要占用和淹沒(méi)大量的土地資源。例如20世紀(jì)50年代開(kāi)場(chǎng)修建的丹江口水庫(kù)一期工程就涉及湖北省丹江口市、哪縣和河南省淅川縣的大片土地。其中淹沒(méi)淅川縣耕地1.9萬(wàn)hrn'占當(dāng)時(shí)全縣耕地總面積的55%,南水北調(diào)工程中線工程實(shí)施后，該縣耕地將再一次被淹沒(méi)0.87hm2o水利工程的建設(shè)還迫使大量受影響地區(qū)的居民遷移，如果處理不當(dāng)，不僅引發(fā)社會(huì)為題，也增加了遷入地區(qū)的生態(tài)保護(hù)的壓力，出現(xiàn)新的環(huán)境問(wèn)題?？缌饔蛘{(diào)水，給生態(tài)系統(tǒng)造成重大損害，甚至產(chǎn)生災(zāi)難性的后果。由于跨流域調(diào)水打破了河流水系的自然格局，可能出現(xiàn)超量調(diào)水、超量用水的情況，對(duì)調(diào)水河流水文情勢(shì)和水生態(tài)環(huán)境帶來(lái)改變；同時(shí)長(zhǎng)距離輸水的人工河流沿途土壤鹽漬化、沼澤化問(wèn)題，也可能出現(xiàn)，以及受水區(qū)引發(fā)水生態(tài)問(wèn)題，在以往的跨流域調(diào)水工程中均不同程度地得到一些失敗的教訓(xùn)。.構(gòu)建與生態(tài)友好的水利工程技術(shù)體系1兩種對(duì)立的理論在國(guó)際資源與環(huán)境研究領(lǐng)域有兩種對(duì)立的理論，一種稱之為資源主義，主張最大限度持續(xù)地開(kāi)發(fā)可再生資源。另一種稱之為自然保護(hù)主義，其主要觀點(diǎn)是對(duì)于自然界中的尚未開(kāi)發(fā)區(qū)域，反對(duì)人類居住和進(jìn)展經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)。資源主義強(qiáng)調(diào)了滿足人類經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的重要性，卻無(wú)視了維護(hù)安康生態(tài)系統(tǒng)對(duì)于人類利益的長(zhǎng)遠(yuǎn)影響。而保護(hù)主義雖然高度重視維護(hù)自然生態(tài)系統(tǒng)，但是反對(duì)一切對(duì)自然資源的合理開(kāi)發(fā)利用，其結(jié)果往往會(huì)脫離社會(huì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展的實(shí)際而成為空洞的觀點(diǎn)。反對(duì)建設(shè)大壩，主張一律撤除大壩的觀點(diǎn)，就屬于這一類。實(shí)際上，人類社會(huì)生活離不開(kāi)水庫(kù)大壩，離不開(kāi)水利工程。比較現(xiàn)實(shí)的思維方法是：如何在既滿足人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)需求和保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)安康二者之間尋找適當(dāng)?shù)钠胶恻c(diǎn)，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)開(kāi)展的目標(biāo)。如果簡(jiǎn)單地反對(duì)一切大壩建設(shè)，主張大范圍地拆壩，肯定脫離了社會(huì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展實(shí)際，是一種因噎廢食的觀點(diǎn)。相反，回避大壩給生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)的脅迫問(wèn)題，無(wú)視對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)的補(bǔ)償，無(wú)疑會(huì)給人類長(zhǎng)遠(yuǎn)利益帶來(lái)?yè)p害。世界上不存在百利而無(wú)一害的工程技術(shù)，權(quán)衡利弊，趨利避害是辯證的思維方法。實(shí)踐說(shuō)明，大壩對(duì)于河流生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響，可以通過(guò)工程措施、生物措施和管理措施在一定程度上防止、減輕或補(bǔ)償。尋找相對(duì)優(yōu)化的技術(shù)路線是解決問(wèn)題的合理思維方式。2.2生態(tài)工程學(xué)的開(kāi)展沿革面對(duì)河流治理中出現(xiàn)的水利工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的某些負(fù)面影響問(wèn)題，西方工程界對(duì)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)理念進(jìn)展了深刻的反思，認(rèn)識(shí)到河流治理不但要符合工程設(shè)計(jì)原理，也應(yīng)符合自然原理。在工程實(shí)踐方面，20世紀(jì)80年代阿爾卑斯山區(qū)相關(guān)國(guó)家一德國(guó)、瑞士、奧地利等國(guó)，在山區(qū)溪流生態(tài)治理方面積累了豐富的經(jīng)歷。萊茵河“鞋魚(yú)一2000〃方案實(shí)施成功，提供了以單一物種目標(biāo)的大型河流生態(tài)的經(jīng)歷。90年代美國(guó)的凱斯密河及密蘇里河的生態(tài)修復(fù)規(guī)劃實(shí)施，標(biāo)志著大型河流的全流域綜合生態(tài)修復(fù)工程進(jìn)入實(shí)踐階段。近20年來(lái)，隨著生態(tài)學(xué)的開(kāi)展，人們對(duì)于河流治理有了新的認(rèn)識(shí)。認(rèn)識(shí)到水利工程除了要滿足人類社會(huì)的需求以外，還要滿足維護(hù)生物多樣性的需求，相應(yīng)開(kāi)展了生態(tài)工程技術(shù)和理論。河川的生態(tài)工程在德國(guó)稱為“近自然河道治理工程〃，提出河道的整治要符合植物化和生命化的原理。在日本稱為“多自然型建設(shè)工法〃或“生態(tài)工法〃。美國(guó)稱為“自然河道設(shè)計(jì)技術(shù)〃。一些國(guó)家已經(jīng)公布了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)準(zhǔn)。1993年美國(guó)科學(xué)院所主辦的生態(tài)工程研討會(huì)中根據(jù)Mitsch的建議，對(duì)“生態(tài)工程學(xué)〃定義為：”將人類社會(huì)與其自然環(huán)境相結(jié)合，以到達(dá)雙方受益的可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法?！ㄉ鷳B(tài)工程學(xué)的范圍很廣，包括河流、湖泊、濕地、礦山、森林、土地及海岸等的生態(tài)建設(shè)問(wèn)題。.3如何借鑒國(guó)外經(jīng)歷盡管興旺國(guó)家在河流治理生態(tài)工程學(xué)方面已經(jīng)積累了不少經(jīng)歷，但是其理論和技術(shù)方法目前正處于開(kāi)展階段。我國(guó)可以借鑒興旺國(guó)家的經(jīng)歷，但是不可能照搬，原因是自然條件不同，經(jīng)濟(jì)開(kāi)展階段不同，需要結(jié)合我國(guó)國(guó)情進(jìn)展河流生態(tài)治理。另外，興旺國(guó)家水資源水能開(kāi)發(fā)已經(jīng)基本完成，而我國(guó)正處在水利水電的建設(shè)高潮。新建工程要吸取興旺國(guó)家的經(jīng)歷教訓(xùn)，改進(jìn)工程規(guī)劃設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，探索、開(kāi)展我國(guó)自己的與生態(tài)友好的水利工程技術(shù)體系。.生態(tài)水利工程的基本理念、內(nèi)涵和研究?jī)?nèi)容水利工程引發(fā)的生態(tài)問(wèn)題，迫使人們對(duì)傳統(tǒng)水利工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)和運(yùn)行管理進(jìn)展反思，促進(jìn)了水利工程和生態(tài)工程的結(jié)合，從而提出了生態(tài)水利工程的概念。生態(tài)水利工程的基本理念。3.1.1尊重自然的理念。自然河流形成的河流地貌和形態(tài)是河流長(zhǎng)期開(kāi)展與演化的結(jié)果，也是河流與周邊環(huán)境相互作用，逐漸形成的平衡狀態(tài)。河流地貌與河流形態(tài)的外在穩(wěn)定，保證了河流生態(tài)系統(tǒng)的平衡與穩(wěn)定。因此，生態(tài)水利工程秉承尊重自然的理念，在規(guī)劃設(shè)計(jì)和建設(shè)中盡量保持河流地貌和形態(tài)的自然狀態(tài)，20世紀(jì)80年代世界上一些興旺國(guó)家進(jìn)展的河流回歸自然的改造，以及“親近自然河流〃的提法、“多自然河川方案〃，就是基于這樣的理念，撤除以前在河床上人工鋪設(shè)的硬質(zhì)材料，在保證防洪的前提下，修建生態(tài)河堤，恢復(fù)河岸邊植物群落與河畔林，重塑河流生態(tài)環(huán)境，使受損的河流生態(tài)得以修復(fù)。3.1.2人類與生態(tài)共享水資源的理念。水不僅是人類生產(chǎn)生活不可或缺的自然資源，也是維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)安康、保障生態(tài)平衡必不可少的生態(tài)要素。水是生物生存的重要條件，是生物體的主要組成局部。人類和動(dòng)植物的依存關(guān)系不言而喻，要維持人類的生存，就要維護(hù)好地球上生物的生存，立與生物共享水資源、與生態(tài)共享水資源的理念，在滿足人類用水需求的同時(shí)，也要保證維護(hù)生態(tài)安康用水量。可持續(xù)開(kāi)展的理念。1987年題為？我們共同的未來(lái)？的研究報(bào)告中提出了“既滿足當(dāng)代人的需求，又不對(duì)后代人滿足其需求的能力構(gòu)成危害的開(kāi)展〃的可持續(xù)開(kāi)展概念，是人類在總結(jié)自身開(kāi)展歷程之后，提出的新的開(kāi)展模式，就是在保持自然資源的質(zhì)量和可提供的服務(wù)前提下，保護(hù)和加強(qiáng)環(huán)境系統(tǒng)的生產(chǎn)和更新能力，使人口、資源、環(huán)境協(xié)調(diào)開(kāi)展。水資源是人類生存環(huán)境最重要的基本要素，水資源的開(kāi)發(fā)和利用必須遵從可持續(xù)開(kāi)展的理念，其內(nèi)涵包括保護(hù)水資源的承載能力，優(yōu)化水資源配置和強(qiáng)化水資源管理。即水資源的開(kāi)發(fā)不能超過(guò)水資源自身的承載能力，就是指水資源總量不因時(shí)間的推移而減少、水質(zhì)和水環(huán)境保持良好狀態(tài)情況下的水資源開(kāi)發(fā)；有限的水資源在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水、生活用水和生態(tài)用水之間實(shí)現(xiàn)最正確分配，使水資源本身、生產(chǎn)構(gòu)造布局以及社會(huì)經(jīng)濟(jì)開(kāi)展戰(zhàn)略之間的互動(dòng)和協(xié)調(diào)，最終到達(dá)一種大體上的平衡；建設(shè)一套高效科學(xué)的水資源管理模式，為水資源的可持續(xù)利用提供體制上的保障。依靠自然恢復(fù)能力的理念。生態(tài)工程所涉及的生態(tài)系統(tǒng)和自然界自我設(shè)計(jì)與自我完善的概念主要是指生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)與反響機(jī)制，也就是使生態(tài)系統(tǒng)具有適應(yīng)各種環(huán)境變化，并進(jìn)展自我修復(fù)的能力，以此保證生態(tài)系統(tǒng)功能發(fā)生最低程度的變化。生態(tài)水利工程從本質(zhì)上講是一種生態(tài)工程，和傳統(tǒng)的水利設(shè)計(jì)相比，生態(tài)水利工程設(shè)計(jì)是一種“指導(dǎo)性〃的設(shè)計(jì)，或者說(shuō)是輔助性設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)師必須放棄控制自然的動(dòng)機(jī)，要依靠生態(tài)系統(tǒng)自設(shè)計(jì)、自組織功能，輔以適當(dāng)?shù)娜斯じ深A(yù)，由自然界選擇適宜的物種，形成合理的構(gòu)造，從而完成設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)。生態(tài)水利工程的內(nèi)涵及其研究?jī)?nèi)容。生態(tài)水利是把人和水體置于整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，研究人和自然對(duì)水利的共同需求，從生態(tài)的角度出發(fā)進(jìn)展水利工程建設(shè)，建設(shè)良性循環(huán)和可持續(xù)利用的水利體系，從而到達(dá)可持續(xù)開(kāi)展以及人與自然和諧的目的。生態(tài)水利工程的研究?jī)?nèi)容主要包括：2.1水循環(huán)與生態(tài)系統(tǒng)：利用水文學(xué)和生態(tài)學(xué)的原理研究流域生態(tài)系統(tǒng)；分析水文情勢(shì)變化與生態(tài)系統(tǒng)演變之間的內(nèi)在規(guī)律；確定水環(huán)境條件變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響；模擬水資源與生態(tài)系統(tǒng)各要素之間的相關(guān)關(guān)系。生態(tài)水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)：研究流域生態(tài)系統(tǒng)對(duì)人類干擾的最大承載力，結(jié)合生態(tài)環(huán)境建設(shè)，提出符合生態(tài)安全的水利建設(shè)規(guī)劃與設(shè)計(jì)方案。生態(tài)水利規(guī)劃涉及水資源、環(huán)境、生態(tài)和水利等多個(gè)學(xué)科，在規(guī)劃過(guò)程中，強(qiáng)調(diào)運(yùn)用各學(xué)科的綜合知識(shí)，實(shí)現(xiàn)水資源的持久利用。水利工程的生態(tài)效應(yīng)：在研究水資源開(kāi)發(fā)、利用、保護(hù)、管理、經(jīng)營(yíng)和生態(tài)環(huán)境之間的相互關(guān)系根基上，提出水利工程建設(shè)產(chǎn)生的累積生態(tài)學(xué)效應(yīng)的評(píng)估和預(yù)測(cè)方法、指標(biāo)體系。建設(shè)生態(tài)系統(tǒng)修復(fù)和重建的技術(shù)和工程方案。生態(tài)水利強(qiáng)調(diào)以預(yù)防和保護(hù)為目標(biāo)，采用工程和非工程相結(jié)合的措施，恢復(fù)已退化的流域生態(tài)系統(tǒng)。.2.4生態(tài)水利系統(tǒng)管理：研究生態(tài)水利系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)方法，建設(shè)流域生態(tài)安全的決策支持系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)。提出滿足生態(tài)安全的優(yōu)化調(diào)控與管理措施。.生態(tài)水利工程建設(shè)的必然性生態(tài)型水利工程建設(shè)，是水利建設(shè)開(kāi)展到一種相比照擬高級(jí)的形態(tài)的必然結(jié)果。水利建設(shè)開(kāi)展歷來(lái)是與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)開(kāi)展密不可分，并為之服務(wù)。我國(guó)的農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了多個(gè)開(kāi)展階段，從低級(jí)的吃坂農(nóng)業(yè)開(kāi)展到溫飽農(nóng)業(yè)；由溫飽型向綜合開(kāi)展的小康式的農(nóng)業(yè)，又開(kāi)展到種源、生態(tài)、裝備的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。水利也存在不同的開(kāi)展階段，從單純?yōu)檗r(nóng)業(yè)特別是糧棉生產(chǎn)服務(wù)的溫飽型農(nóng)田水利，開(kāi)展到為農(nóng)村經(jīng)濟(jì)全面開(kāi)展服務(wù)的“小康型〃農(nóng)村水利，又開(kāi)展到綜合型的農(nóng)村水利。每個(gè)開(kāi)展階段對(duì)水利建設(shè)與河道整治的目標(biāo)和方式也是不一樣的。20世紀(jì)的80年代以前，我們注重的是水利工程建設(shè)，而很少考慮水利工程與自然的協(xié)調(diào)，由于思維定勢(shì)的作用，水利工程的方式似乎已經(jīng)定格成為模式。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)水利工程有了新的開(kāi)展，但隨之而來(lái)又出現(xiàn)了一個(gè)新的問(wèn)題，追求豪華洋派，硬質(zhì)工程、政績(jī)工程比比皆是，投資規(guī)模日益龐大，水利工程出現(xiàn)了新的“硬傷〃。于