中國水利現(xiàn)代化和新水利理論的形成.doc

1、中國水利現(xiàn)代化和新水利理論的形成中國的水利建設取得了巨大的成就， 但是傳統(tǒng)的水利建設理論與現(xiàn)實的沖突越來越尖銳，由于水利工程建設所引起的生態(tài)環(huán)境的惡化日益顯現(xiàn)。隨著社會可持續(xù)發(fā)展、生物多樣性保護、人與自然相和諧等現(xiàn)代觀念的形成，應當認真總結傳統(tǒng)水利建設理論的得失，建立能夠滿足社會可持續(xù)發(fā)展和國家現(xiàn)代化需求的新的水利建設理論已成為必然。本文是作者在這方面的一個初步思索。一、 20 世紀的水利建設出現(xiàn)了問題20 世紀我國的水利建設是以“興利”、“除害”為目標，大量興建大壩、堤防、閘涵、渠道、機井等水利工程，以滿足防洪、發(fā)電、城市供水、灌溉、航運、水產(chǎn)等多方面的要求。但是大型水利工程的建設必然要改變

2、流域水循環(huán)的狀況，出現(xiàn)了許多始料不及的問題。（一）流域水循環(huán)的短路化流域水循環(huán)的短路化是指由于水利工程的大量建設使流域水循環(huán)的時間過程加快的現(xiàn)象。在自然狀態(tài)下，流域內的降雨在落到地面后，一部分經(jīng)過地表產(chǎn)匯流的過程匯入河道，再流入湖泊和海洋，另一部分滲入地下，通過滲流緩緩地回歸河道，形成河流的基流，整個流域的水循環(huán)時間過程較長，河流的基流分布較均勻，地下水位保持正常水平。但是，大量堤防和水庫建成后，降雨迅速匯入河道，其水量大部分被貯存在水庫內，河道內的匯流又因為河道的疏浚和堤防的修建而快速地排入大海，流域的水循環(huán)時間過程加快。（二）流域水循環(huán)的絕緣化河流的廣大中下游平原地區(qū)大多是河流泛濫形成的沖

3、積平原，河流的洪水泛濫過程不僅是一個災害的形成過程，也是一個形成沖積平原的生態(tài)過程。河流洪水的泛濫給廣闊的洪泛區(qū)帶來水資源、土沙、肥料、物種、魚類餌料，并沖洗河流和土壤的污染，維持流域的特有生態(tài)系統(tǒng)，因而洪水的泛濫過程也是一個生態(tài)過程。但是，由于河流防洪工程體系的建設，河流不再泛濫，洪泛區(qū)的水循環(huán)與河流的水循環(huán)無關，稱之為絕緣化。洪泛區(qū)水循環(huán)的絕緣化不僅杜絕了洪水災害，同時也中斷了洪泛區(qū)的生態(tài)過程，使廣大洪泛區(qū)的生態(tài)系統(tǒng)難以維持。（三）流域生態(tài)系統(tǒng)的孤立化生態(tài)系統(tǒng)是連續(xù)的，起源于水域的生態(tài)系統(tǒng)由水生物、兩棲生物、陸地小動物、陸地大型動物等形成一個連續(xù)的流域生態(tài)系統(tǒng)，通過食物鏈關系維持流域生態(tài)系

4、統(tǒng)的平衡。但是，水庫的建設破壞了河流的連續(xù)性， 堤防的建設破壞了水陸的連續(xù)性， 使大量濕地消失。 同時，陸地渠道、公路、鐵路等大型連續(xù)性工程的建設也割斷了流域生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性，流域內的動物難以自由移動覓食，生物通道被阻隔，連續(xù)的生態(tài)系統(tǒng)被分割成一個個孤立的區(qū)域，生態(tài)系統(tǒng)的食物鏈被破壞，生態(tài)系統(tǒng)難于保持平衡。二、流域的生態(tài)狀況惡化由于流域水循環(huán)狀況的惡化，必然導致流域生態(tài)系統(tǒng)的惡化，主要表現(xiàn)在：（一）流域的人工化由于流域內人類的活動，自然狀態(tài)的流域將逐漸人工化。沒有受到人類干擾的自然狀態(tài)的流域，在接受降雨后，大部分雨水滲入地下，以滲流的方式回歸河道，而人工化的流域將隨其人工化的程度的擴大，地表的

5、產(chǎn)流比重不斷增加，地下滲流的比重不斷減少。目前經(jīng)濟活動發(fā)達的流域根據(jù)人類活動的干擾程度，大致可以分為人工化、半人工化、自然狀態(tài)三種類型的區(qū)域。自然狀態(tài)的區(qū)域是指基本沒有受到人類活動干擾的區(qū)域，其基本植被狀況尚保持較原始的狀態(tài)，比如目前國家所設置的各類自然保護區(qū)，自然環(huán)境基本沒有受到人類活動干擾。盡管如此， 這類區(qū)域的規(guī)模也大大縮小， 生物通道受阻， 加之受大氣環(huán)境、 水環(huán)境變化的影響，生態(tài)環(huán)境也在日趨惡化。半人工化的區(qū)域主要是指廣大農業(yè)地區(qū)，這里由于長期的人類農業(yè)活動所形成的人工生態(tài)系統(tǒng)與自然生態(tài)系統(tǒng)共存，相互交織。這里既保存有較多的野生動植物資源，也有大量被人工馴化或培育的動植物資源，雜交物

6、種和變異物種較多。人工化的區(qū)域主要是指城市地區(qū)，這里受到人類活動的強烈干擾，流域的自然地理特征改變較多， 遍布的人工建筑物使生態(tài)環(huán)境發(fā)生徹底變化， 自然生態(tài)系統(tǒng)近于絕跡， 被稱為“生態(tài)沙漠”。對于人類社會的可持續(xù)發(fā)展來說，這三類地區(qū)都具有重要的意義。人工化的區(qū)域推進人類文明、高新科學技術的發(fā)展；半人工化的區(qū)域為人類提供大量的食物和其他資源；自然區(qū)域為人類提供良好的生態(tài)環(huán)境和保存大量的物種資源。 但是，如果不能控制社會的發(fā)展規(guī)模，就可能使三者之間喪失平衡，造成生態(tài)環(huán)境不斷惡化，難以保持社會可持續(xù)發(fā)展的基礎。（二）流域的連續(xù)性被破壞流域是一個連續(xù)的整體，保證了流域生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)和完整。流域的連續(xù)性

7、表現(xiàn)在流域內水域的連續(xù)性，包括地表水和地下水的連續(xù)性、水域和陸域的連續(xù)性、陸域的連續(xù)性等。但是，大規(guī)模的人類活動造成了流域連續(xù)性的破壞。1. 水域連續(xù)性的破壞在水域內大量興建水利工程，使水域連續(xù)性遭到破壞，如大壩建設使水流的連續(xù)性、河床的連續(xù)性、水生態(tài)的連續(xù)性被破壞；由于河流中上游大量蓄水造成下游河道斷流，河流的連續(xù)性及生態(tài)的連續(xù)性被徹底破壞。2. 地表水和地下水連續(xù)性的破壞在自然條件下，在非干旱區(qū)域內地表水和地下水是連續(xù)的，由于地下水位較高，通過毛細作用可以保持地表的濕潤，地表水也可以通過正常滲透補充地下水。但是由于人工大量超采地下水，造成大面積的深埋地下水漏斗，使地表水與地下水失去連續(xù)性，

8、地表土壤干裂，地表植被受到嚴重的破壞。3. 水域和陸域連續(xù)性的破壞：水域和陸域是連續(xù)的，在水域和陸域之間存在有過渡帶，即水位漲落的區(qū)間，即自然狀態(tài)下的灘地和濕地，總體上形成了水域濕地陸地的連續(xù)形式。水域和陸域的連續(xù)性保證了水、陸生態(tài)系統(tǒng)的連續(xù)性和生物通道，即水生物兩棲生物陸地動物的連續(xù)通道。但是，由于堤防建設使?jié)竦叵?、水域和陸域的連續(xù)性破壞。4. 陸域連續(xù)性的破壞：在自然狀態(tài)下，陸地形態(tài)和陸地生態(tài)系統(tǒng)也是連續(xù)的，即平原 丘陵山地的連續(xù)過渡。生態(tài)系統(tǒng)也由陸地小動物陸地大動物，由平原生態(tài)系統(tǒng)過渡到山地生態(tài)系統(tǒng)。但是由于渠道、高速公路、鐵道等大量建設，陸域連續(xù)性破壞，生物通道受阻。流域連續(xù)性破壞受

9、害的是流域生態(tài)系統(tǒng)，流域內的各類生態(tài)系統(tǒng)本來是通過交流，形成網(wǎng)狀的食物鏈關系，維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。流域的連續(xù)性遭到破壞后，生物通道受阻，食物鏈無法維持，將導致大量物種的滅絕。（三）資源的開發(fā)速度超過再生速度流域的可持續(xù)發(fā)展需要資源條件作為支持，對流域的資源可以從兩個角度去認識，即資源是否可替代？是否可再生？流域的資源有可替代資源和不可替代資源， 當可替代資源不足時可以尋求其他替代資源，不可替代資源不足時就只有從其他流域輸入。流域的資源又有可再生資源和不可再生資源，可再生資源可以重復利用，但是利用速度不能超過其再生速度。不可再生資源伴隨開發(fā)利用總會趨于枯竭。在流域的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃中，要充分做好流

10、域的資源開發(fā)利用規(guī)劃，對可再生資源的利用盡量將利用速度控制在不超過再生速度的范圍內；對不可再生資源的利用，要考慮資源枯竭后的替代資源開發(fā)，必須從其他流域輸入時，要考慮可持續(xù)性和經(jīng)濟的合理性。在各類資源中，必須對水資源的開發(fā)給予非常的重視。水資源是可再生的資源，而且水資源同時具有資源、環(huán)境、生態(tài)三種功能，沒有任何一種資源可以替代水資源。流域水資源不足不僅影響流域的經(jīng)濟發(fā)展，影響人類生活， 而且還要影響到流域的環(huán)境質量和生態(tài)狀況。目前我國的北方流域普遍存在水資源不足的威脅，流域內的水資源開發(fā)利用速度大幅度超過水資源的再生速度，要靠大量超采地下水來維持社會發(fā)展，造成地下水位嚴重下降。進而引起地面沉降

11、、地表植被枯萎、生態(tài)系統(tǒng)難以維持。（四）污染物排放量超過流域自凈能力流域的氣、水、土圈對一些污染物可以通過物理、化學、生物等作用，使其降解，對污染物具有一定的凈化能力。但是，在很多流域，或流域的某些地區(qū)，污染物的排放量已經(jīng)大大超過流域或地區(qū)的凈化能力，造成流域內總體環(huán)境質量的持續(xù)下降，流域環(huán)境總體質量下降又導致流域凈化能力的下降，使流域的環(huán)境狀況陷入惡性循環(huán)。環(huán)境總體質量的下降也必然使流域的生態(tài)系統(tǒng)賴以存在的環(huán)境趨于惡化。特別是在近代化學合成工業(yè)的發(fā)展，高分子化合物制品大量生產(chǎn)和使用，有些合成物是很難分解的，成為流域物質循環(huán)的垃圾和環(huán)境的有害物，這種物質在流域內大量積累，將使流域的物質循環(huán)出現(xiàn)

12、障礙。這些垃圾時常被大型動物吞食，導致死亡。（五）生物種的滅絕速度超過新生速度在自然狀態(tài)下， 地球上的物種的滅絕速度和新生速度大致相同，差不多每年 20余種，這樣能夠保持物種總量的基本平衡。但是，由于人類活動的影響，如大量捕殺、 棲息地的破壞、生物通道的阻斷、環(huán)境質量的惡化等原因，生物種的滅絕速度大大加快。據(jù)估計，近200 年來存在于地球的物種總數(shù)已經(jīng)由300 萬種減少為大約 150 萬種。物種的新生速度沒有增加，而物種的滅絕速度卻加快了1000 倍，通過食物鏈的關系， 一個物種滅絕可影響到數(shù)十種生物的生存，生物滅絕速度的加快可能導致生態(tài)系統(tǒng)的崩潰。因此，保護生物多樣性已經(jīng)成為當前的重大課題。

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