淺談傳統(tǒng)水工學(xué)與生態(tài)水工學(xué)

(華北水利水電大學(xué) 河南 鄭州 450046)

一、傳統(tǒng)水工學(xué)的特點(diǎn)

傳統(tǒng)的水工學(xué)主要著眼于河流系統(tǒng)的開發(fā)與治理，從而進(jìn)行興建河流整治工程。隨著大批工程設(shè)施投入使用，山洪和山地災(zāi)害得到了一定程度的遏制；然而，隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活垃圾、生活污水也一定程度上膨脹起來，傳統(tǒng)的水利工程設(shè)施解決了洪澇等災(zāi)害，但面對人為引發(fā)的一系列生態(tài)環(huán)境問題，卻顯得捉襟見時(shí)、無能為力。

傳統(tǒng)水工學(xué)在設(shè)計(jì)理念、使用材料、理論基礎(chǔ)等方面存在一定的傳統(tǒng)性和局限性：

思想傳統(tǒng)，即以傳統(tǒng)的防洪減災(zāi)為主要的指導(dǎo)思想，傳統(tǒng)的水工學(xué)主要在于通過一定的工程措施達(dá)到錯(cuò)峰、分洪、滯洪等目的，在豐水季節(jié)，盡可能降低洪水泛濫給人們造成的損失。

材料傳統(tǒng)，即采用傳統(tǒng)的材料如土、石等，運(yùn)用傳統(tǒng)的制作方法建筑水庫大壩，如堆石壩，重力壩等，對于當(dāng)?shù)氐暮庸鹊孛蔡卣鞲膭訕O大。

理論基礎(chǔ)傳統(tǒng)，運(yùn)用傳統(tǒng)的水力學(xué)、水文學(xué)、工程力學(xué)等專業(yè)性知識指導(dǎo)工程實(shí)踐，然而這些學(xué)科更多的只是關(guān)于工程建設(shè)，很少有涉及生態(tài)學(xué)方面的知識，因此也就更談不上對于當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)保護(hù)。

二、傳統(tǒng)水工學(xué)所帶來的脅迫效應(yīng)

傳統(tǒng)水工學(xué)為了滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展對于防洪、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)等方面的需求，過度重視流域或區(qū)域的經(jīng)濟(jì)效益，忽視了生態(tài)效益，因其固有的局限性而對于河流生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了強(qiáng)烈的脅迫效應(yīng)。

水利工程的修建和運(yùn)行中，由于流域生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境和生活環(huán)境被改變，原有的河流生態(tài)系統(tǒng)被打破，如果防治措施不力會帶來很多疾病(如阿米巴痢疾、瘧疾、血吸蟲病等)影響人群健康。每一座水利工程樞紐建成后，水庫庫區(qū)造成淹設(shè)，對歷史文物和自然景觀都會帶來不同程度的損害。同時(shí)，傳統(tǒng)水利工程占用大量的土地，人地矛值進(jìn)一步加劇，一旦處理不當(dāng)，將會造成社會動蕩，給社會帶來不安定因素。

水庫投入使用后，原來的河川徑流變成大面積的水域，水面蒸發(fā)量增加，進(jìn)而改變水文循環(huán)各要素。同時(shí)，上游河道流速降低，泥沙沉降淤積在庫床之中，使水壩以上河段的侵蝕基準(zhǔn)面提高，可能會誘發(fā)地震、塌岸、滑坡等不良地質(zhì)災(zāi)害。庫區(qū)周圍地下水得到充分補(bǔ)充迅速上升，如不采取措施，會引起庫區(qū)土地浸沒、鹽堿化、水土流失等問題的出現(xiàn)，給農(nóng)業(yè)帶來一定的負(fù)面效果。除此之外，雖然傳統(tǒng)的水工建筑解決了防洪方面的需求，但是在非汛期，水庫也截?cái)嗔撕恿鞯幕?，改變了水體在時(shí)間和空間上的分布。如遇久旱無雨，被截?cái)嗟南掠瘟饔蚩赡軐霈F(xiàn)河道干涸斷流的景像，進(jìn)而引發(fā)一系列的生態(tài)環(huán)境問題，同時(shí)對航運(yùn)、灌溉、引水和養(yǎng)魚等均有較大影響。

三、生態(tài)水工學(xué)的基本思路

生態(tài)水工學(xué)將河流系統(tǒng)看作是自然生態(tài)系統(tǒng)中不可分割的一部分，運(yùn)用可持續(xù)發(fā)展的理論從全局的高度來規(guī)劃和調(diào)控流域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要素、工藝流程及系統(tǒng)反饋關(guān)系，在流域內(nèi)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會、環(huán)境和生態(tài)效益。在興建河流整治工程充分開發(fā)利用流域水資源的同時(shí)，使得生態(tài)環(huán)境與社會生產(chǎn)更加和諧地發(fā)展。

對于已建工程，生態(tài)水工學(xué)強(qiáng)調(diào)對河流生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)償，同時(shí)，加強(qiáng)生態(tài)監(jiān)測與評估，注重改善水庫調(diào)度方式以減小對河流棲息地的干擾；對于新建和待建工程，強(qiáng)調(diào)吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在工程規(guī)劃設(shè)計(jì)理念和技術(shù)中注重運(yùn)用生態(tài)學(xué)方面的知識，兼顧河流生態(tài)系統(tǒng)的健康需求。

四、生態(tài)水工學(xué)的基本原理

生態(tài)水工學(xué)的基本原理包括人與自然和諧共處、保護(hù)生物多樣性、流域整體性及可持續(xù)發(fā)展理論、親水設(shè)計(jì)原則和生態(tài)系統(tǒng)的自我為恢復(fù)、自組織等原理，這些原理遵循了生態(tài)系統(tǒng)的自我設(shè)計(jì)、自我組織、自我修復(fù)和自我凈化的規(guī)律，體現(xiàn)了人與自然的和諧共處以及人類對自然規(guī)律的尊重。

生態(tài)本工學(xué)是一門交叉學(xué)科，也是一門實(shí)用性的“城市美容”學(xué)科。其內(nèi)涵不僅包括生態(tài)水工學(xué)的基本原理，還應(yīng)涉及眾多的生態(tài)、水工等多學(xué)科技術(shù)。

五、結(jié)語

在新時(shí)代下，“金山銀山不如綠水青山”。我們不能只看重眼前利益，盲目發(fā)展經(jīng)濟(jì)，對于環(huán)境污染、生態(tài)破壞視而不見。健康生態(tài)系統(tǒng)是流域可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，只有保持流域的健康，才能保證流域的可持續(xù)發(fā)展，當(dāng)代人在開發(fā)流域過程中應(yīng)該從全局的角度看待問題，將生態(tài)水工學(xué)投入到工程實(shí)踐中，不影響到下一代人對流域開發(fā)的需求。同時(shí)，也不能一味強(qiáng)調(diào)生態(tài)環(huán)境保護(hù)而放棄修建防洪工程，將生態(tài)工程變成了人們口中的“花架子”，而是應(yīng)該在滿足人們基本利益的前提下，適當(dāng)追求生態(tài)效益，尋求傳統(tǒng)水工效益與生態(tài)水工效益的平衡。

只有以生態(tài)水工學(xué)思想為指導(dǎo)的流域開發(fā)才能做到可持續(xù)發(fā)展的永續(xù)開發(fā)，才能實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，保證社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，從這個(gè)意義上說，傳統(tǒng)水工學(xué)到生態(tài)水工學(xué)的變化是必然的發(fā)展趨勢。