水資源和水環(huán)境(水環(huán)境)

水資源和水環(huán)境(水環(huán)境)第一頁(yè)，共77頁(yè)。太湖美——太湖水2第二頁(yè)，共77頁(yè)。江南風(fēng)景-小橋流水人家3第三頁(yè)，共77頁(yè)。一、環(huán)境水利學(xué)

許士國(guó)主編

中國(guó)廣播電視大學(xué)

出版社出版

2005.1出版4第四頁(yè)，共77頁(yè)。幾個(gè)基本概念------環(huán)境、環(huán)境水利學(xué)環(huán)境定義：“本法所稱環(huán)境，是指影響人類生存和發(fā)展的各種天然的和經(jīng)過人工改造的自然因素的總體，包括大氣、水、海洋、土地、礦藏、森林、草原、野生生物、自然遺跡、人文遺跡、自然保護(hù)區(qū)、風(fēng)景名勝區(qū)、城市和鄉(xiāng)村等“

------《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》環(huán)境是一個(gè)相對(duì)的概念，是相對(duì)于主體而言的客體相對(duì)于某一個(gè)主體的周圍客體因空間分布、相互聯(lián)系而構(gòu)成的系統(tǒng)，就是相對(duì)于該主體的環(huán)境不同學(xué)科----主體不同----環(huán)境不同----研究?jī)?nèi)容不同5第五頁(yè)，共77頁(yè)。(1)環(huán)境自然環(huán)境：社會(huì)環(huán)境：非人創(chuàng)造的物質(zhì)所構(gòu)成的地理空間。陽光、空氣、土壤、野生動(dòng)植物等自然物質(zhì)與一定的地理?xiàng)l件結(jié)合，就形成了一定的自然環(huán)境。是指人通過生產(chǎn)活動(dòng)所建造的人為環(huán)境，如城市、農(nóng)村、工礦區(qū)等。6第六頁(yè)，共77頁(yè)。環(huán)境水利學(xué)環(huán)境水利（EnvironmentalWaterConservancy）研究水利與環(huán)境之間的關(guān)系，以發(fā)揮水利優(yōu)勢(shì)，減免不利影響，保護(hù)和改善環(huán)境。環(huán)境水利既解決與水利有關(guān)的環(huán)境問題，也研究與環(huán)境有關(guān)的水利問題，包括研究提出環(huán)境與水利的相互要求以及應(yīng)采取的對(duì)策和措施等，是水資源的開發(fā)、利用、治理、配置、保護(hù)、節(jié)約與生態(tài)環(huán)境保護(hù)互相協(xié)調(diào)，達(dá)到興水利、除水害和改善環(huán)境的目的。環(huán)境水利學(xué)---是研究水資源開發(fā)利用和興建水利工程過程中出現(xiàn)的環(huán)境問題，并使水利建設(shè)與環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展的學(xué)科，是支撐環(huán)境水利的理論基礎(chǔ)和技術(shù)體系7第七頁(yè)，共77頁(yè)。1.環(huán)境與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)系8第八頁(yè)，共77頁(yè)。(2)傳統(tǒng)發(fā)展觀引發(fā)的環(huán)境問題：工業(yè)文明的代價(jià)工業(yè)文明的代價(jià)即環(huán)境污染環(huán)境問題，是指由人類活動(dòng)所引起的環(huán)境質(zhì)量變化，以及這種變化對(duì)人類生產(chǎn)、生活以至健康和生命造成危害的問題。環(huán)境質(zhì)量的惡化經(jīng)歷了環(huán)境污染發(fā)生期、加劇期和泛濫期。9第九頁(yè)，共77頁(yè)。按環(huán)境要素分按人類活動(dòng)分按造成污染的性質(zhì)、來源分工業(yè)環(huán)境污染城市環(huán)境污染農(nóng)業(yè)環(huán)境污染化學(xué)污染生物污染物理污染能源污染大氣污染大氣污染水污染水體污染土壤污染土壤污染(3)環(huán)境污染的分類10第十頁(yè)，共77頁(yè)。(4)可持續(xù)發(fā)展觀形成的社會(huì)背景起因全球問題－－對(duì)工業(yè)化道路的反思－－確立全新的發(fā)展觀對(duì)可持續(xù)發(fā)展觀的醞釀、形成起到關(guān)鍵作用的工作

經(jīng)濟(jì)學(xué)家對(duì)傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式和傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)理論的反思:

（美）肯尼斯.鮑而丁－－《一門科學(xué)－生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)》，指出經(jīng)濟(jì)發(fā)展中必須考慮生態(tài)問題。（60年代）（美）MIT丹尼斯.麥多斯等17人小組－－《增長(zhǎng)的極限》，主張“零增長(zhǎng)”（1972年）。（英）哥爾德.史密斯－－《生存德藍(lán)圖》（1972年）（德）梅薩洛維克等－－《人類在轉(zhuǎn)折關(guān)頭》

11第十一頁(yè)，共77頁(yè)。(5)可持續(xù)發(fā)展的定義：持續(xù)發(fā)展是既滿足當(dāng)代人的需要，又不對(duì)后代人滿足其需要的能力構(gòu)成危害的發(fā)展。（載《我們共同的未來》）要點(diǎn)：（1）發(fā)展是必需的。（2）自然環(huán)境必需保護(hù)。（3）保護(hù)環(huán)境和發(fā)展經(jīng)濟(jì)是同一個(gè)問題的兩個(gè)方面。“環(huán)境”是我們大家生活的地方；發(fā)展是在這個(gè)環(huán)境中為改變我們的命運(yùn)，我們大家應(yīng)做的事情。兩者不可分割。（4）可持續(xù)發(fā)展是人類進(jìn)入21世紀(jì)的頭號(hào)大問題，是人類走向未來美好生活的正確選擇。名詞解釋12第十二頁(yè)，共77頁(yè)。生態(tài)系統(tǒng)資源與環(huán)境社會(huì)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)自然再生產(chǎn)人力再生產(chǎn)物質(zhì)再生產(chǎn)科技《21世紀(jì)議程》揭示了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)質(zhì)13第十三頁(yè)，共77頁(yè)。2.水利發(fā)展階段14第十四頁(yè)，共77頁(yè)。原始水利工程水利資源水利環(huán)境水利修堤攔洪挖渠灌溉調(diào)蓄工程時(shí)空調(diào)節(jié)供水管理配套設(shè)施優(yōu)化調(diào)度優(yōu)化配置提高利用率水資源的保護(hù)水環(huán)境的保護(hù)水資源的可持續(xù)利用社會(huì)發(fā)展和認(rèn)識(shí)水平15第十五頁(yè)，共77頁(yè)。工程水利堤防溝渠水電站涵洞大壩航道碼頭水井(1)工程水利16第十六頁(yè)，共77頁(yè)。工程水利內(nèi)涵：以水利工程設(shè)施的建設(shè)為核心，通過工程措施除水害，興水利，以滿足人們安居樂業(yè)的需要和實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。工程水利研究重點(diǎn)：工程技術(shù)可行性、經(jīng)濟(jì)可行性工程水利局限性：重視前期工程建設(shè)，忽視后期的維護(hù)管理；重視單個(gè)工程，忽視流域總體規(guī)劃有限的水資源得不到優(yōu)化配置和高效利用忽視水資源帶來的環(huán)境問題、生態(tài)問題17第十七頁(yè)，共77頁(yè)。生境多樣性不復(fù)存在---〉生物多樣性消失治理前：自然河道治理后：經(jīng)濟(jì)斷面河道18第十八頁(yè)，共77頁(yè)。我國(guó)水資源特點(diǎn)：水資源時(shí)空分布不均勻，水資源短缺。(2)資源水利從全國(guó)平均來看，中國(guó)屬于輕度缺水的國(guó)家。到21世紀(jì)中葉，人口達(dá)到16億高峰時(shí)，人均水資源量?jī)H有1760億m3，進(jìn)入用水緊張國(guó)家的行列。19第十九頁(yè)，共77頁(yè)。注意觀察我國(guó)年降水量分布圖50降水量（毫米）160040050800200降水量（毫米）1600400800200160080040020050我國(guó)降水的地區(qū)分布從東南沿海向西北內(nèi)陸遞減1600800400200501.5我國(guó)降水的空間分布20第二十頁(yè)，共77頁(yè)。哈爾濱、北京、武漢、廣州降水量年變化柱狀圖我國(guó)降水的時(shí)間變化降水較多的月份,廣州為_________________月,武漢為__________________月,北京為______月,哈爾濱為_____月。4、5、6、7、8、93、4、5、6、7、87、87、821第二十一頁(yè)，共77頁(yè)。哈爾濱、北京、武漢、廣州降水量年變化柱狀圖二、3四地降水量的季節(jié)變化共同點(diǎn)_______________,明顯的差異是_________________________________。夏秋多，冬春少越往北雨季越短，降水集中程度越高我國(guó)降水的時(shí)間變化22第二十二頁(yè)，共77頁(yè)。7大水系的污染程度由重到輕為：海河、遼河、黃河、淮河、松花江、長(zhǎng)江、珠江23第二十三頁(yè)，共77頁(yè)。（2）資源水利的內(nèi)涵資源水利內(nèi)涵：對(duì)水資源進(jìn)行綜合開發(fā)，科學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)水資源的可持續(xù)發(fā)展。資源水利研究重點(diǎn)：水資源的配置、節(jié)約和保護(hù)資源水利是對(duì)工程水利的改進(jìn)：工程水利是資源水利的基礎(chǔ)資源水利是工程水利的發(fā)展與提高二者相互依存共同發(fā)展

24第二十四頁(yè)，共77頁(yè)。1979年水利電力部環(huán)境保護(hù)辦公室編寫了“水利與環(huán)境保護(hù)——試談環(huán)境水利學(xué)的問題”，提出“環(huán)境水利”一詞。主要包括：水質(zhì)管理，調(diào)控水資源以提高自凈能力，水污染源管理，水資源保護(hù)區(qū)管理，水質(zhì)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，水質(zhì)調(diào)度，防治水體富營(yíng)養(yǎng)化，改善水生物生境的管理等.以流域?yàn)閱卧鳛橐粋€(gè)生態(tài)系統(tǒng)，進(jìn)行流域系統(tǒng)的環(huán)境水利管理，開展了以下工作和研究：①統(tǒng)一考慮全流域情況優(yōu)選方案；②地表水、地下水統(tǒng)籌安排，水量和水質(zhì)并重；③考慮經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展用水和自然環(huán)境用水④水質(zhì)預(yù)測(cè)與水量供需預(yù)測(cè)相結(jié)合；⑤開源節(jié)流與污水資源化相結(jié)合；⑥科學(xué)合理利用水環(huán)境容量；⑦對(duì)水體功能進(jìn)行分區(qū)，擬定水質(zhì)目標(biāo)。(3)環(huán)境水利的基本內(nèi)容25第二十五頁(yè)，共77頁(yè)。與水利有關(guān)的環(huán)境問題

污水排放水庫(kù)淤積河道污染水土流失河道變形水生態(tài)系統(tǒng)退化土地鹽堿化與環(huán)境有關(guān)的水利問題環(huán)境水利學(xué)26第二十六頁(yè)，共77頁(yè)。第1章緒論第2章水環(huán)境與生態(tài)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)第6章水利工程環(huán)境影響分析第3章水體污染與水體自凈第4章水質(zhì)模型與水環(huán)境容量第5章水環(huán)境保護(hù)與管理第8章水利工程建設(shè)與運(yùn)行期的環(huán)境管理第7章水利工程環(huán)境影響評(píng)價(jià)環(huán)境水利學(xué)的課程規(guī)劃示意圖27第二十七頁(yè)，共77頁(yè)。環(huán)境影響評(píng)價(jià)環(huán)境影響評(píng)價(jià)出現(xiàn)于70年代初，美國(guó)與30年代環(huán)境問題的出現(xiàn)明顯滯后我國(guó)：環(huán)境評(píng)價(jià)---環(huán)境影響評(píng)價(jià)風(fēng)水學(xué)----選址、布局學(xué)-----環(huán)境評(píng)價(jià)（漢代，公元前200年）50、60年代大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，建設(shè)目的的環(huán)境評(píng)價(jià)我國(guó)80年代初開始環(huán)境影響評(píng)價(jià)工作28第二十八頁(yè)，共77頁(yè)。環(huán)境影響評(píng)價(jià)環(huán)境影響-----是指人類活動(dòng)（經(jīng)濟(jì)、政治、社會(huì)）導(dǎo)致的環(huán)境變化以及由此引起的對(duì)人類社會(huì)的效應(yīng)

作用反作用評(píng)價(jià)影響趨勢(shì)制定減緩措施人類環(huán)境29第二十九頁(yè)，共77頁(yè)。二、生態(tài)水工學(xué)

30第三十頁(yè)，共77頁(yè)。幾個(gè)基本概念：生態(tài)水利工程學(xué)(Eco-HydraulicEngineering)簡(jiǎn)稱“生態(tài)水工學(xué)”，----重視生態(tài)的水利工程學(xué)科生態(tài)學(xué)-----是研究生物有機(jī)體與周圍環(huán)境（包括生物環(huán)境和非生物環(huán)境）相互關(guān)系的科學(xué)

-----是研究生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)相互關(guān)系的科學(xué)水利工程----人們?yōu)榱朔烙蛘咧卫硭疄?zāi)、開發(fā)水力和水能資源而興建的各類工程31第三十一頁(yè)，共77頁(yè)。生態(tài)水工學(xué)的特點(diǎn)：工程理念和技術(shù)方法：從減輕水利工程對(duì)水體生態(tài)系統(tǒng)負(fù)面影響來探討水利工程

基本原理：研究水域生態(tài)系統(tǒng)的特點(diǎn)；不同區(qū)域水文與水質(zhì)因子與生物群落的相關(guān)關(guān)系；水利工程與水域生態(tài)系統(tǒng)的交互作用；生態(tài)型水利工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)脑砗蜋C(jī)制等。遵循生態(tài)系統(tǒng)規(guī)律：自我設(shè)計(jì)、自我組織、自我修復(fù)、自我凈化32第三十二頁(yè)，共77頁(yè)。生態(tài)水工學(xué)的發(fā)展過程從20世紀(jì)70年代開始，面對(duì)世界范圍內(nèi)的生態(tài)環(huán)境惡化問題，各國(guó)學(xué)者探索系統(tǒng)解決問題的途徑，在現(xiàn)代生態(tài)學(xué)發(fā)展的帶動(dòng)下，為促進(jìn)生態(tài)學(xué)與工程學(xué)相結(jié)合，一門新興的交叉學(xué)科－生態(tài)工程學(xué)（Ecologicalengineering）應(yīng)運(yùn)而生。1993年美國(guó)科學(xué)院所主辦的生態(tài)工程研討會(huì)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，以達(dá)到雙方受益的可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法”。生態(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)問題。水利工程是對(duì)地球表面生態(tài)系統(tǒng)影響最大的工程領(lǐng)域，既有地形地貌的改變，也有水文條件的影響。因此，生態(tài)水工學(xué)是生態(tài)工程學(xué)的重要內(nèi)容。33第三十三頁(yè)，共77頁(yè)。一、水工學(xué)與生態(tài)學(xué)結(jié)合的必要性近代興建水利工程的目的是為滿足人們供水、防洪、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、漁業(yè)及旅游等需求。水利工程對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步發(fā)揮了巨大推動(dòng)作用。同時(shí)，水利工程在生態(tài)建設(shè)方面也同樣具有積極作用。通過調(diào)節(jié)水量豐枯，抵御洪澇災(zāi)害對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的沖擊，改善干旱與半干旱地區(qū)生態(tài)狀況以及調(diào)節(jié)生態(tài)用水等，水利工程同樣作出了巨大貢獻(xiàn)。但是，事物無不具有兩重性。一些水利工程的興建，在不同程度上降低了河流形態(tài)的多樣性，生境的變化導(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。34第三十四頁(yè)，共77頁(yè)。人類活動(dòng)對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)造成的不利影響，生態(tài)學(xué)中稱為“脅迫”(stress)。水利工程在不同程度上對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)造成某種脅迫，具體表現(xiàn)是一些水利工程建設(shè)造成河流形態(tài)的均一化和不連續(xù)化，其后果是生物群落多樣性水平下降。35第三十五頁(yè)，共77頁(yè)。目前水工學(xué)需要改善的問題：(1)治河工程對(duì)河流形態(tài)的多樣化重視不足。在自然界長(zhǎng)期演變過程中，河流的河勢(shì)也處于演變之中，彎曲與裁彎兩種作用交替發(fā)生，彎曲或微彎是河流的主要形態(tài)。當(dāng)人們?yōu)榱朔篮樾枰驅(qū)恿鬟M(jìn)行開發(fā)時(shí)，對(duì)于彎曲的河流往往未經(jīng)充分論證而實(shí)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。其影響除了河段沖刷與淤積可能影響行洪外，也使自然河流中主流、淺灘和急流相間的格局改變。這導(dǎo)致淺灘中的濕地消失，而習(xí)性在急流中游泳或在淺灘產(chǎn)卵的魚類減少甚至絕跡，也會(huì)使其他動(dòng)植物種類減少。36第三十六頁(yè)，共77頁(yè)。臺(tái)灣宜蘭河裁彎取直成敗筆37第三十七頁(yè)，共77頁(yè)。(2)忽略了河流湖泊與岸上生態(tài)系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)系。河流整治工程著眼于河道本身，忽視了河流周圍的生物群落的存在，更忽視了整治后原有生物群落的恢復(fù)。(3)渠道或改造過的河道斷面、江河堤防迎水坡面采用硬質(zhì)材料，如混凝土、漿砌塊石等，使得植物難以生長(zhǎng)，進(jìn)而又影響到魚類、兩棲類動(dòng)物和昆蟲的棲息，而這些動(dòng)物又是鳥類的食物，于是食物鏈就此中斷。38第三十八頁(yè)，共77頁(yè)。長(zhǎng)江－洞庭湖堤防

與自然環(huán)境極不協(xié)調(diào)的混凝土護(hù)坡39第三十九頁(yè)，共77頁(yè)。硬質(zhì)化的堤防40第四十頁(yè)，共77頁(yè)。(4)人們?yōu)闋?zhēng)取土地，縮窄了江河兩岸堤防間距，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(dòng)物生存提供方便。淺灘又為魚類產(chǎn)卵提供棲息地。(5)水庫(kù)建成后，有時(shí)忽略了庫(kù)區(qū)的植被建設(shè)，特別是忽略了恢復(fù)原有陸生及水生植物，為魚類、鳥類及兩棲動(dòng)物的棲息與繁殖提供條件。41第四十一頁(yè)，共77頁(yè)。(6)城市為建筑停車場(chǎng)，采用了大量瀝青或混凝土的硬質(zhì)不透水路面，不但植物無法生長(zhǎng)，也隔斷了補(bǔ)給地下水的通道。(7)在城市水域整治的景觀建設(shè)中，往往將水流置于諸如樓臺(tái)亭閣等混凝土與砌石形成的人工環(huán)境之中，目的是使人們賞心悅目，取悅于人的感官。這種人工環(huán)境也使河流失去了自身的美學(xué)價(jià)值，失去了在自然環(huán)境中生機(jī)勃勃的河流的生命。42第四十二頁(yè)，共77頁(yè)。在這樣的大背景下，我們所討論的問題是:一個(gè)地區(qū)，一個(gè)流域生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)與改善，反過來對(duì)于改善水質(zhì)會(huì)產(chǎn)生什么影響?新建的水利工程如何避免或減少對(duì)原有生態(tài)系統(tǒng)的負(fù)面影響?水利工程建設(shè)除了能滿足人對(duì)水的多種需求的同時(shí)，如何對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)的改善作出貢獻(xiàn)?生態(tài)水工學(xué)的發(fā)展需要水利工程學(xué)與生態(tài)學(xué)相結(jié)合，在學(xué)科的交叉、融合中得到發(fā)展，通過不同類型的示范工程，摸索經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)提高，逐步推廣，在工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，逐步形成規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。43第四十三頁(yè)，共77頁(yè)。二、生態(tài)水工學(xué)的研究范圍生態(tài)水工學(xué)是水利工程學(xué)一個(gè)新的分支，是研究水利工程在滿足人類社會(huì)需求的同時(shí)，兼顧水域生態(tài)系統(tǒng)健康的工程學(xué)。其研究范圍包括:河道整治、水庫(kù)工程、人工濕地及生態(tài)景觀的生態(tài)水工技術(shù)等。生態(tài)水工學(xué)是一門交叉學(xué)科，也是一門實(shí)用的工程學(xué)。它立足于水利工程學(xué)，吸收、融合生態(tài)學(xué)的原理和知識(shí)來改善水利工程的規(guī)劃與設(shè)計(jì)。44第四十四頁(yè)，共77頁(yè)。45第四十五頁(yè)，共77頁(yè)。三、人與自然和諧相處

——生態(tài)水工學(xué)的指導(dǎo)思想未來的水利工程既能夠?qū)崿F(xiàn)人們期望的開發(fā)利用水的功能價(jià)值，又能兼顧建設(shè)一個(gè)健全的河流湖泊生態(tài)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水的可持續(xù)利用。未來的水利工程不僅是滿足人們對(duì)水需求的工程，也是有利于改善和恢復(fù)健全生態(tài)系統(tǒng)的工程，是有利于環(huán)境保護(hù)可持續(xù)發(fā)展的工程。46第四十六頁(yè)，共77頁(yè)。四、河流治理

——生態(tài)工程學(xué)的發(fā)展沿革與趨勢(shì)追溯河流治理的自然工程理論的形成歷史，當(dāng)推1938年德國(guó)Seifert首先提出“親河川整治”概念。他指出工程設(shè)施首先要具備河流傳統(tǒng)治理的各種功能，比如防洪、供水、水土保持等，同時(shí)還應(yīng)該達(dá)到接近自然的目的。20世紀(jì)50年代德國(guó)正式創(chuàng)立了“近自然河道治理工程學(xué)”，提出河道的整治要符合植物化和生命化的原理。47第四十七頁(yè)，共77頁(yè)。1962年H．T．Odum將生態(tài)系統(tǒng)自組織行為運(yùn)用到工程中。他首次提出“生態(tài)工程”(Ecologicalengineering)一詞，旨在促進(jìn)生態(tài)學(xué)與工程學(xué)相結(jié)合。1971年Schlueter認(rèn)為近自然治理首先要滿足人類對(duì)河流利用的要求，同時(shí)要維護(hù)或創(chuàng)造河流的生態(tài)多樣性。1983年Bidner提出河道整治首先要考慮河道的水力學(xué)特性、地貌學(xué)特點(diǎn)與河流的自然狀況，以權(quán)衡河道整治與對(duì)生態(tài)系統(tǒng)脅迫之間的尺度。1985年Holzmann把河岸植被視為具有多種小生態(tài)環(huán)境的多層結(jié)構(gòu)，強(qiáng)調(diào)生態(tài)多樣性在生態(tài)治理中的重要性，注重工程治理與自然景觀的和諧性。同年，Rossoll指出，近自然治理的思想應(yīng)該以維護(hù)河流中盡可能高的生物生產(chǎn)力為基礎(chǔ)。1989年Mitsch等對(duì)于“生態(tài)工程學(xué)”給出定義，Mitsch有時(shí)也使用“生態(tài)技術(shù)”(Ecotechnology)一詞。1992年Hohmann從維護(hù)河溪生態(tài)系平衡的觀點(diǎn)出發(fā)，認(rèn)為近自然河流治理要減輕人為活動(dòng)對(duì)河流的壓力，維持河流環(huán)境多樣性、物種多樣性及其河流生態(tài)系統(tǒng)平衡，并逐漸恢復(fù)自然狀況。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，以達(dá)到雙方受益的可持續(xù)生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法?！?8第四十八頁(yè)，共77頁(yè)。河川的生態(tài)工程在德國(guó)稱為“河川生態(tài)自然工程”，日本稱為“近自然工事”，或“多自然型建設(shè)工法”。美國(guó)稱為“自然河道設(shè)計(jì)技術(shù)”(naturalchanneldesigntech-niques)一些國(guó)家已經(jīng)頒布了相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。49第四十九頁(yè)，共77頁(yè)。五、如何結(jié)合我國(guó)的國(guó)情近年來，我國(guó)水利部門開始關(guān)注河流生態(tài)建設(shè)問題，提出了保持河流最低生態(tài)需水量的問題，開展了相關(guān)的科學(xué)研究和試點(diǎn)工作。連續(xù)幾年實(shí)施了塔里木河、黑河等調(diào)水行動(dòng)，改善河流的水文條件，對(duì)于遏制這些河流生態(tài)系統(tǒng)退化發(fā)揮了明顯作用。我國(guó)東南部一些省分結(jié)合河道整治和防洪建設(shè)開展河流環(huán)境建設(shè)。特別是一些大中城市把河流整治與城市景觀建設(shè)相結(jié)合，水利工程又被賦予了休閑、旅游等新的功能。但是河流生態(tài)建設(shè)問題，對(duì)于我國(guó)工程界畢竟還是一個(gè)新的技術(shù)領(lǐng)域，對(duì)于流域規(guī)模的生態(tài)建設(shè)的目標(biāo)、重點(diǎn)、方法和關(guān)鍵技術(shù)，還缺乏整體把握。50第五十頁(yè)，共77頁(yè)。西方國(guó)家的河流恢復(fù)行動(dòng)起因，是從對(duì)河流人工改造工程的反思開始的，也就是分析水利水電工程對(duì)于河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，進(jìn)而提出如何通過工程措施、生物措施以及管理措施，對(duì)于河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償，逐步摸索河流生態(tài)恢復(fù)工程的技術(shù)方法。西方國(guó)家在河流生態(tài)恢復(fù)方面已經(jīng)有20多年的歷史，他們的經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒，特別是河流管理的理念，河流生態(tài)建設(shè)的目標(biāo)、重點(diǎn)和工程技術(shù)，都值得我們認(rèn)真研究。51第五十一頁(yè)，共77頁(yè)。從水環(huán)境保護(hù)的發(fā)展階段來看，我國(guó)目前正處于以水質(zhì)改善為重點(diǎn)的水環(huán)境建設(shè)階段，全國(guó)江河水質(zhì)惡化趨勢(shì)還沒有得到有效遏制，在治污方面還有很長(zhǎng)的路要走?？疾煳鞣絿?guó)家水環(huán)境建設(shè)的發(fā)展歷程，發(fā)達(dá)國(guó)家的河流環(huán)境建設(shè)，從50年代開始以水質(zhì)恢復(fù)為第一階段，到80年代初期水污染問題基本緩解后轉(zhuǎn)入第二階段即河流生態(tài)恢復(fù)階段。52第五十二頁(yè)，共77頁(yè)。我國(guó)與西方國(guó)家在水環(huán)境保護(hù)方面起碼有幾十年的差距。盡管發(fā)展階段不能超越，但是，我們?nèi)匀豢梢越梃b西方國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，少走彎路。對(duì)于大量的新建工程，要改進(jìn)水利工程的規(guī)劃、設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，使工程設(shè)施在滿足社會(huì)需求的同時(shí)，盡量減少對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的破壞。在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段就要考慮如何最大限度減少對(duì)于河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，這樣作是一種經(jīng)濟(jì)的技術(shù)路線。如同不能走“先污染，后治理”老路一樣，對(duì)于河流生態(tài)系統(tǒng)也不能走“先破壞，后補(bǔ)償”的老路。53第五十三頁(yè)，共77頁(yè)。如果我們的規(guī)劃設(shè)計(jì)仍然固守傳統(tǒng)方法，繼續(xù)河流直線化工程，繼續(xù)搞裁彎取直工程，繼續(xù)建設(shè)硬質(zhì)岸坡，幾年后認(rèn)識(shí)到這是對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，像美國(guó)的基西米河生態(tài)恢復(fù)工程那樣，再進(jìn)行改造工程，重新廢除直線的人工運(yùn)河、拆除閘壩；或像日本近些年所做的那樣，拆除混凝土護(hù)坡和襯砌，代之以可以長(zhǎng)草、魚類可以產(chǎn)卵的生態(tài)型護(hù)坡，其造價(jià)將是原來造價(jià)的若干倍，不啻是一種巨大浪費(fèi)。54第五十四頁(yè)，共77頁(yè)。深槽淺灘原輪廓高程重建的彎曲型河道距離重建后的水面輪廓河道坡降重建后的河床輪廓55第五十五頁(yè)，共77頁(yè)。各種尺度的水環(huán)境恢復(fù)案例，在德國(guó)越來越多見，并同時(shí)具有保證防洪安全（滯洪）、景觀的功能。56第五十六頁(yè)，共77頁(yè)。營(yíng)造濱河濕地環(huán)境57第五十七頁(yè)，共77頁(yè)。當(dāng)然，我們不贊成西方國(guó)家一些學(xué)派要全面拆除大壩，完全恢復(fù)河流自然面貌的主張。這是一種“因噎廢食”的片面論點(diǎn)。而且需要特別指出，反對(duì)建壩及主張全面拆壩的觀點(diǎn)，僅僅是生態(tài)工程界中的一種學(xué)派，更多的觀點(diǎn)是主張對(duì)于河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行“改善”，“修復(fù)”和“自然化”。歐洲和日本的工程界多傾向于河流整治的自然化方法。

58第五十八頁(yè)，共77頁(yè)。形成對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)脅迫的主要原因有兩個(gè)方面：一是自然水文條件的改變；二是河流自然地貌特征的改變。自然水文條件的改變指水量的減少，水質(zhì)的惡化以及自然水文脈沖式周期被人為平均化的調(diào)度方式所代替。河流自然地貌的改變主要指閘壩引起河流的非連續(xù)化，堤防妨害了河流的側(cè)向聯(lián)通性，河流的直線化改造和硬質(zhì)護(hù)坡等，這些因素都使生物棲息地多樣性受到不同程度的影響，其后果是生物群落多樣性的下降，河流生態(tài)系統(tǒng)的退化。59第五十九頁(yè)，共77頁(yè)。河流生態(tài)建設(shè)的重點(diǎn)有兩項(xiàng)：一是生物棲息地建設(shè)；二是河流自然水文條件的改善。對(duì)于水文條件改善問題，近年來我國(guó)水利界開展了不少討論和開展若干示范項(xiàng)目，比如最小生態(tài)需水量問題、河湖治污、改善生態(tài)調(diào)水行動(dòng)等。其中，對(duì)于改善水庫(kù)調(diào)度方式適應(yīng)珍稀魚類生存等，尚未見有研究報(bào)道。河流生物棲息地建設(shè)問題，無論是對(duì)河流管理者或是研究者來說，都是一個(gè)新課題。60第六十頁(yè)，共77頁(yè)。所謂棲息地建設(shè)主要是恢復(fù)河流形態(tài)的多樣性，保持河流的蜿蜒，在河流縱向和橫向都保持多樣性，防止渠道化。另外要保持河流的縱向連續(xù)性和側(cè)向聯(lián)通，創(chuàng)造生態(tài)系統(tǒng)的物種流、能量流、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)以及生物競(jìng)爭(zhēng)的條件。61第六十一頁(yè)，共77頁(yè)。在這些方面需要開展示范工程研究，結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況，積累經(jīng)驗(yàn)，逐步推廣。在規(guī)程規(guī)范的修編中要逐步加入生態(tài)工程技術(shù)內(nèi)容，比如在河流及渠道護(hù)坡設(shè)計(jì)規(guī)范中增加生態(tài)型護(hù)坡等類型。

62第六十二頁(yè)，共77頁(yè)。土工布

活木樁

活木樁

底流

活樹枝捆

枝條鋼絲63第六十三頁(yè)，共77頁(yè)。河流水資源開發(fā)利用中的環(huán)境問題水利工程尤其是高壩大庫(kù)的修建，是改造自然的最大的人類活動(dòng)之一，帶來巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，負(fù)面影響也不容忽視。中國(guó)的特殊性（1）泥沙沖淤變化；（2）人多地少，移民和淹沒；（3）下游生態(tài)的影響。64第六十四頁(yè)，共77頁(yè)。研究與認(rèn)識(shí)的過程下游河道下切和水庫(kù)淤積魚的遷移水質(zhì)河床形態(tài)浮游生物水下植物底棲生物河邊環(huán)境65第六十五頁(yè)，共77頁(yè)。誘發(fā)的環(huán)境問題的特點(diǎn)連鎖性或相互影響：灌溉-用水浪費(fèi)-水資源消耗-鹽堿化；水庫(kù)蓄水-用水量提高-防洪-工業(yè)發(fā)展-污水增加-水污染。滯后性或隨機(jī)性：生態(tài)變化的周期較長(zhǎng)，來水的年際變化。枯水年（1960-1970）-污染-死魚/豐水年-污