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1、论水利与生态系统的关系摘要: 近年来国家大力发展水利事业,这给生态系统造成了或多或少的影响，所以保持生态系 统健康性与水利协调发展成为首要目标。 关键词：水利工程，生态系统，水利工程的发展趋势水利工程概述原始社会生产力低下，人类没有改变自然环境的能力。人们逐水草而居，择丘陵而处，靠 渔猎、采集和游牧为生，对自然界的水只能趋利避害，消极适应。进入奴隶社会和封建社会 后，随着铁器工具的发展，人们在江河两岸发展农业，建设村庄和城镇，遂产生了防洪、排 涝、灌溉、航运和城镇供水的需要，从而开创和发展了水利事业。防洪、除涝、灌溉、发电、 供水、围垦、水土保持、移民、水资源保护等工程（包括新建、扩建、改建、
2、加固、修复） 及其配套和附属工程的统称。用于控制和调配自然界的地表水和地下水，达到除害兴利目的 而修建的工程。也称为水工程。水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其自然存在的 状态并不完全符合人类的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪涝灾害，并进行 水量的调节和分配，以满足人民生活和生产对水资源的需要。水利工程规划的目的是全面考虑、合理安排地面和地下水资源的控制、开发和使用方式， 最大限度地做到安全、经济、高效。水利工程规划要解决的问题大体有以下几个方面：根据 需要和可能确定各种治理和开发目标，按照当地的自然、经济和社会条件选择合理的工程规 模，制定安全、经济、运用管理方便的工程布置
3、方案。因此，应首先做好被治理或开发河流 流域的水文和水文地质方面的调查研究工作，掌握水资源的分布状况。工程地质资料是水利工程规划中必须先行研究的又一重要内容，以判别修建工程的可能性 和为水工建筑物选择有利的地基条件并研究必要的补强措施。水库是治理河流和开发水资源 中普遍应用的工程形式。在深山狭谷或丘陵地带，可利用天然地形构成的盆地储存多余的或 暂时不用的水,供需要时引用。因此,水库的作用主要是调节径流分配，提高水位，集中水面 落差，以便为防洪、发电、灌溉、供水、养殖和改善下游通航创造条件。为此，在规划阶段， 须沿河道选择适当的位置或盆地的喉部，修建挡水的拦河大坝以及向下游宣泄河水的水工建 筑物
4、。在多泥沙河流，常因泥沙淤积使水库容积逐年减少，因此还要估计水库寿命或配备专 门的冲沙、排沙设施。现代大型水利工程，很多具有综合开发治理的特点，故常称“综合利用水利枢纽工程”。它 往往兼顾了所在流域的防洪、灌溉、发电、通航、河道治理和跨流域的引水或调水，有时甚 至还包括养殖、给水或其它开发目标。然而，要制止水患开发水利，除建设大型骨干工程外， 还要依靠大量的中小型水利工程，从面上控制水情并保证大型工程得以发挥骨干效用。防止 对周围环境的污染，保持生态平衡，也是水利工程规划中必须研究的重要课题。由此可见， 水利工程不仅是一门综合性很强的科学技术，而且还受到社会、经济甚至政治因素的制约。 生态系统
5、概述有什么样的生境就造就了什么样的生物群落，二者是不可分割的。如果说生物群落是生 态系统的主体，那么，生境就是生物群落的生存条件。一个地区丰富的生境能造就丰富的生 物群落，生境多样性是生物群落多样性的基础。如果生境多样性受到破坏，生物群落的性质、 密度和比例等都会发生变化，生物群落多样性必然会受到影响。在生境各个要素中，水又具 有特殊的不可替代的重要作用。地球上不同地区的降雨量多寡，对于形成不同类型的生态系 统起决定性作用。正因为如此，对应各个区域不同的降雨量，造就了森林生态系统、草原生 态系统、荒漠生态系统和湿地生态系统等不同的生态系统。从生物群落内部看，整体性是生态系统结构的重要特征。一旦
6、形成系统，其内部各要素不 能被分割而孤立存在。如果硬性分开，那么分解的要素就不具备整体性的特点和功能。在一 个淡水水域中，各类生物互为依存，互相制约，互相作用，形成了食物链结构。研究表明， 一个生态系统的生物群落多样性越丰富，或者说食物链越复杂，形成三维的网状结构称为“食 物网”，那么，这种复杂的食物网组成的生态系统比简单的直线型食物链的稳定性要高得多， 其抵抗外界干扰的承载力也高得多。如果食物链(网)的某些重要环节缺省，即在生态学中 称为“关键种”(keystone species)的缺省，对一个生态系统将产生重大影响。另外，从生 物群落多样性角度看，一个健康的淡水生态系统，不但生物物种的种
7、类多，而且数量比较均 衡，没有哪一种物种占有优势，这就使得各物种间既能互为依存，也能互相制衡，使生态系 统达到某种平衡态即稳态，这样的生态系统功能肯定是完善的。反之，如果一个淡水生态系 统的生物群落内比例失调，会造成整个系统恶化。比如人们向江河湖库倾倒营养物质及有机 质，水中氮、磷等物质增加，导致蓝藻加快繁殖，水中生物群落比例失调，造成水体富营养 化和生态系统失衡。淡水生态系统还具有明显的分层现象(stratification),显示其空间结构的有序性。形成 层状结构的根本原因是对于太阳光的利用程度。淡水动物的分层现象表现为在水的表层聚集 着浮游生物，中间是鱼类和浮游动物的生存空间，在底层的污
8、泥中生活着细菌等微生物，其 结构有序而协调。淡水生态系统结构的另一个重要特征是具有自我调控和自我修复功能。在长期的进化过程 中，形成了同种生物种群间、异种生物种群间在数量上的调控，保持着一种协调关系。在生 物群落与生境之间是一种物质、能量的供需关系，在长期的进化过程中也形成了相互间的适 应能力。比如淡水周边的湿地生物群落，需要适应干旱与洪涝两种生境的交替变化，形成了 湿地植物既耐旱又耐涝的特征。水体自我修复能力，也是淡水生态系统自我调控能力的一种。 在外界干扰条件下，通过自我修复，保持水体的洁净。由于具有这种自我调控和自我修复能 力，才使淡水生态系统具有相对的稳定性。所谓稳定性具有两层含意，一
9、是指对于外界干扰的适应力或称为弹性，二是在受到干扰后 回到原平衡态的恢复能力。需要指出的是，生态系统的稳定性是相对的，其适应性也是有限 的。所谓弹性限度也就是淡水生态系统对外界干扰的承载力。当超过某一个弹性限度，生态 系统将出现一种不断远离平衡点的正反馈，加快系统失稳，常以爆发的方式导致系统的全面 恶化。综上所述，一个稳定的淡水生态系统，是一个生物群落多样性丰富的系统，是一个食物链 (网)结构复杂而完善的系统，是一个物质循环、能量流动及物种流动通畅的系统。兴建水利工程是解决水资源问题，保障现代化建设顺利进行的有利举措。在我国，水利 工程建设对生态影响较大的主要有大型蓄水工程和大型调水工程，其不
10、仅明显地改变着地形 地貌，影响着局部气候，同时也大幅度地改变着河流自身的形态，在不同程度上降低了河流 形态多样性，其结果将导致水域生物群落多样性的降低，使生态系统的健康和稳定性都受到 不同程度的影响。所有这些影响，都会打破原有的生态平衡。除对生态系统带来积极影响外， 往往还会对生态系统产生一些负面影响，有的甚至是持续而深远的影响。(1) 跨流域调水工程对生态系统的影响 跨流域调水工程对生态系统产生的影响分为水量调入区和水量输出区。对于水量调入区可以增加调入区供水量，缓解调入区水资源紧缺状况，改善当地生态环境，促进经济和社会 发展。但是，由于输水渠道两岸的渗漏，可导致渠道附近区域地下水位抬高，造
11、成大面积土 壤次生盐碱化、沼泽化;同时随着调入区水量的增加，调入区废污水也会随之增加，如果废 污水处理不达标，往往会出现二次水污染问题。对于水量输出区由于水量的调出而使水量减 少，导致引水口以下供水与河道内用水条件的变化，影响当地工农业用水和引起一系列的水 环境问题，如供水安全、河道断流、河口萎缩等。(2) 大型蓄水工程对生态系统的影响 大型蓄水工程对生态系统的影响分为积极影响和消极影响。积极影响一是能够发挥防 洪、除涝、发电、灌溉、发电、航运等作用;二是增加水体潜在的环境容量资源和库区空气 湿度;三是可改善其周围绿色植被的生长;四是优化水质，减少水污染和下游河道的泥沙淤积 等。消极影响主要分
12、为大坝上游区域和下游区域。对上游区域的消极影响一是导致土地、自 然文化遗产、景观、移民、动物栖息地、生物物种多样性等的损失和破坏，二是由于大量水 体的聚集，对库区及其周边地区的地质构造、地下水位、气候等产生的影响。会使库区地壳 结构的地应力发生变化，可能会诱发地震、山体滑坡、地下水位抬升引起的土地盐碱化和沼 泽化、水质富营养化、水面蒸发量增加等。(3) 对于小型农田水利工程对生态系统的影响 小型农田水利工程主要包括灌渠、塘坝、水窖、机井、蓄水池等。其积极影响是能够在 解决农村灌溉、保障粮食生产、满足生活用水基本需求等方面发挥重要作用;消极影响一是 灌渠的过量引水可导致河道断流，河流生态退化;二
13、是农村机井的过度开采可导致地下水位 下降，形成地下水漏斗，地面沉降等;三是不当的灌溉方式可带来的土壤次生盐渍化等。当前世界多数国家出现人口增长过快，可利用水资源不足，城镇供水紧张，能源短缺， 生态环境恶化等重大问题，都与水有密切联系。水灾防治、水资源的充分开发利用成为当代 社会经济发展的重大课题。水利工程的发展趋势主要是：防治水灾的工程措施与非工程措 施进一步结合，非工程措施越来越占重要地位;水资源的开发利用进一步向综合性、多目标 发展；水利工程的作用，不仅要满足日益增长的人民生活和工农业生产发展的需要，而且 要更多地为保护和改善环境服务；大区域、大范围的水资源调配工程，如跨流域引水工程， 将进一步发展；由于新的勘探技术、新的分析计算和监测试验手段以及新材料、新工艺的 发展，复杂地基和高水头水工建筑物将随之得到发展，当地材料将得到更广泛的应用，水工 建筑物的造价将会进一步降低；水资源和水利工程的统一管理、统一调度将逐步加强。研 究防止水患、开发水利资源的方法及选择和建设各项工程设施的科学技术。主要是通过工程 建设，控制或调整天然水在空间和时间的分布，防止或减少旱涝洪水灾害，合理开发和充分 利用水利资源，为工农业生产和人民生活提供良好的环境和物质条件。参考文献1董哲仁.河流形态多样性与生物群落多样性J.水利学报，2009
