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摘要:在2002年召開的討論環(huán)境與發(fā)展的聯(lián)合國約翰內斯堡峰會上,水問題被列為全球可持續(xù)發(fā)展的五大問題之一,全球范圍的水資源短缺、洪水威脅和飲水安全問題成為世界關注的焦點。為解決這些難題,世界各國特別是發(fā)展中國家計劃建設部不同類型的水利工程。但是,在不少國家,當某一項水利工程計劃一旦提出,立即面臨來自以環(huán)保組織為核心的非政府組織等強大的社會壓力。主要反對意見是認為水利工程破壞了環(huán)境,改變了生態(tài)系統(tǒng)。在世界范圍的頻頻發(fā)生的這種社會現象,不能不引起水利工程界的反思。隨著我國社會經濟的發(fā)展和進步,公眾的社會參與程度會越來越高,新建水利工程的建設,有可能面臨來自社會各方面的壓力。
在面對環(huán)境保護方面的批評,與其被動地解釋說明水利工程的效益,不如主動地擴展與更新水利工程自身的工程理念,吸收來自環(huán)保、生物界合理的意見和建議。進一步講,時至今日,傳統(tǒng)意義上的水利工程學需要革新,或者說在水利工程學的基礎上,吸收、融合生態(tài)學的理論,建立和發(fā)展新的工程學科,即生態(tài)水工學。
在歐美已經提出“自然設計方法”日、韓等國提出“與自然親近的治河工程”理念,中國臺灣也開發(fā)“生態(tài)工法”技術。世界各國一些示范性工程正在建設,一些河流生態(tài)工程咨詢與技術開發(fā)公司也應運而生,他們提供技術咨詢和產品。這些局部的進展,說明在國際上水利工程結合生態(tài)建設可謂是方興未艾,漸成潮流。在這樣的背景下可以預計,生態(tài)水工學作為一門新興的學科有可能更為系統(tǒng)、更為科學地得到發(fā)展。
渠道或改造過得河道斷面、江河堤防迎水坡面采用硬質材料,如混凝土、漿砌塊石等,使得植物難以生長,進而有影響到魚類、兩棲類動物和昆蟲的棲息,而這些動物有是鳥類的食物,于是食物鏈就此中斷。
人們?yōu)闋幦⊥恋兀觾砂兜谭篱g距縮窄,使得河流失去淺灘和濕地。淺灘具有曝氣作用,使水凈化,又增加氧氣供給,為無脊椎動物生存提供方便,淺灘還為魚類產卵提供棲息地。
治河工程常對河流形態(tài)的多樣化重視不足。自然狀態(tài)的河流多呈彎曲形狀,也有不少自然狀態(tài)的河流處于分岔散亂狀態(tài)。在自然界長期的演變過程中,河流的河勢也處于演變之中,使得彎曲與裁彎兩種作用交替發(fā)生,但是彎曲或微彎是河流的主要形態(tài)。當人們?yōu)榱朔篮樾枰驅恿鬟M行開發(fā)時,為了水流流動平段,不阻水,往往將散亂狀態(tài)的河流集中成一條主流。對于彎曲的河流未經充分論證而實施裁彎取直工程,把河流自然狀態(tài)的彎曲形狀改變成直線或折線。
在自然河流的橫斷面上,淺灘與深槽相間,也顯示出多樣性的變化。改造過的河床常用輸水性能好有便于施工的梯形斷面等規(guī)則斷面,使得水流流速均一化。另外,河道疏浚工程,往往忽視原有河道斷面的生態(tài)合理性,也使得河道斷面出現均一化傾向。這些都可能使生物群落失去棲息生長的條件。
以往的治河工程著眼于河流本身,往往忽略了河流湖泊與岸上生態(tài)系統(tǒng)的有機聯(lián)系。忽視了河流周圍的生物群路的存在,也常常忽視了整治后原有生物群落的恢復。
水利工程學結合生態(tài)學規(guī)律,是一個發(fā)展的必然趨勢。在實踐上,要根據我國國情逐步實施,特別是依據國家的經濟不同發(fā)展階段以及不同地區(qū)的實際情況分步實施。生態(tài)水工學是一門交叉學科,需要水利工程界與環(huán)保界、生物界的密切合作,通過科學研究、典型設計、工程師范、總結經驗和制定技術規(guī)范從而得到發(fā)展完善。
“負載定額”規(guī)律,即任何生態(tài)系統(tǒng)都有一個大致的負載(承受)能力。上限包括一定的生物生產能力、吸收消化污染物的能力,忍受一定程度的外部沖擊的能力。當生態(tài)系統(tǒng)所供養(yǎng)的生物超過它的生物生產力時,它就會萎縮乃至解體;當向生態(tài)系統(tǒng)排放的污染物超過它的自凈能力時,生態(tài)系統(tǒng)就會被污染進而導致生態(tài)環(huán)境惡化;當對生態(tài)系統(tǒng)施加的外界沖擊的周期短于它的自我恢復周期時,生態(tài)系統(tǒng)也將因不能自我恢復而被破壞。