从传统水利对流域生态环境的影响看我国水利现代化发展趋势

　　摘 要：本文从传统水利建设出现的问题对流域生态环境的影响入手，阐述了我国水利现代化的基本内涵，找出与世界先进国家的差距，结合我国基本国情提出了发展的方向。

　　关键词：传统水利 流域生态 水利现代化 发展趋势

　　20世纪我国的水利建设是以“兴利”、“除害”为目标，大量兴建大坝、堤防、闸涵、渠道、机井等水利工程，以满足防洪、发电、城市供水、灌溉、航运、水产等多方面的要求。随着社会可持续发展、生活多样性保护、人与自然相和谐等现代观念的形成，大型水利工程建设在为人类作贡献的同时，带给流域生态环境的影响也越来越明显，督促人们对传统水利理论进行认真的反思，并从中得到一些启示以探索我国水利现代化发展的道路。

　　1 传统水利建设出现的问题对流域生态环境的影响

　　纵观20世纪水利建设的全过程不难看出，传统水利建设出现了三个方面的问题：一是流域水循环的短路化。随着大量堤防和水库建成后，降雨迅速汇入河道，其水量大部分被贮存在水库内，河道内的汇流又因为河道的疏浚和堤防的修建而快速地排入大海，流域的水循环时间过程加快。二是流域水循环的绝缘化。由于河流防洪工程体系的建设，河流不再泛滥，洪泛区的水循环与河流的水循环无关，在杜绝了洪水灾害的同时也中断了洪泛区的生态过程，使整个洪泛区的生态系统难以维持。三是流域生态系统的孤立化。水库的建设破坏了河流的连续性，堤防的建设破坏了水陆的连续性，使大量湿地消失。加上陆地渠道、公路、铁路等大型连续性的工程也割断了流域生态系统的连续性，流域内的动物难以自由移动觅食，生物通道被阻隔，连续的生态系统被分割成一个个孤立的区域，生态系统的食物链被破坏，生态系统难于保持平衡。正是这些问题的存在使流域水循环状况恶化，从而导致流域生态系统恶化，概括地讲主要表现在以下几个方面：

　　1.1水利建设使流域人工化

　　由于流域内人类的活动，自然状态的流域将逐渐人工化。没有受到人类干扰的自然状态的流域，在接受降雨后，大部分雨水渗入地下，以渗流的方式回归河道，人工化的流域将随其人工化的程度增加而扩大，地表的产流比重不断增加，地下渗流的比重不断减少。目前经济活动发达的流域根据人类活动的干扰程度，大致可以分为人工化、半人工化、自然状态等三种类型的区域。人工化的区域推进人类文明、高新科学技术的发展；半人工化的区域为人类提供大量的食物和其他资源；自然区域为人类提供良好的生态环境和保存大量的物种资源。如果不控制社会的发展规模，让三者之间丧失平衡，将造成生态环境的不断恶化，难以保持社会可持续发展的基础。

　　1.2流域的连续性被破坏

　　流域是一个连续的整体，保证了流域生态系统的连续和完整。 流域的连续性表现在流域内水域的连续性，包括地表水和地下水连续、水域和陆域的连续性、陆域的连续性等内容。而大规模的人类活动造成了流域连续性的破坏，主要表现在以下几个方面：一是在水域大量兴建水利工程使水域连续性遭到破坏。二是人工大量超采地下水，造成大面积的深埋地下水漏斗，使地表水与地下水失去连续性、地表土壤干裂、地表植被受到严重的破坏。三是堤防建设使湿地消失，水域和陆域的连续性破坏。四是渠道、高速公路、铁道等大量建设使陆域连续性破坏，生物通道受阻，食物链无法维持，将导致大量的物种灭绝。

　　1.3资源开发超过再生速度

　　流域的资源有可再生资源和不可再生资源，可再生资源可以重复利用，但利用速度不能超过再生速度，不可再生资源伴随开发利用总会趋于枯竭。在各类资源中，必须对水资源的开发给予非常的重视。水资源是可再生的资源，而且同时具有资源、环境、生态三种功能，没有任何一种资源可以替代水资源。流域水资源不足不仅影响流域的经济发展，影响人类生活，而且还要影响到流域的环境质量和生态状况。目前我国的北方流域普遍存在水资源不足的威胁，流域内的水资源开发利用速度超过水资源的再生速度，要靠大量超采地下水来维持社会发展，造成地下水严重下降，进而引起地面沉降，地表植被枯萎、生态系统难以维持。

　　1.4污染物排放超过流域自净能力

　　在很多流域或流域的某些地区，污染物的排放量已经大大超过流域或地区的净化能力，造成流域内总体环境质量的持续下降， 流域总体质量下降又导致流域净化能力的下降，使流域的环境状况陷入恶性循环。 环境总体质量的下降也必然使流域的生态系统赖以生存的环境趋于恶化，特别是在近代化学合成工业的发展时代，高分子化合物制品大量生产和使用，有些合成物是很难分解的，成为流域物质循环的垃圾和环境的有害物，这种物质在流域内大量积累，将使流域的物质循环出现障碍。

　　1.5生物种的灭绝超过新生速度

　　在自然状态下，地球上物种的灭绝速度大致相同，差不多每年20余种，这样能够保持物种总量的基本平衡。但是，由于人类活动的影响，如大量捕杀、栖息地的破坏、生物通道的阻断、环境质量的恶化等原因，生物种的灭绝速度大大加快。据统计，近200年来存在于地球的物种总数已经由300万种减少为大约150万种。物种的新生速度没有增加，而物种的灭绝速度却加快了1000倍，通过食物链的关系，一个物种灭绝可影响到数十种生物的生存，生物灭绝速度的加快可能导致生态系统的崩溃。

　　2 我国水利现代化的基本内涵

　　首先，中国水利现代化是为满足中国现代化对水利的需求。即在保障社会经济、环境、生态安全的前提下，引导和控制各行业的用水需求，对有限的水资源进行合理配置，以满足中国现代化进程中对水资源的总体需求。其基本途径是通过以流域为单元的国土综合整治和强化流域管理，提高流域国土的安全度、舒适度和富裕度。其次，中国水利现代化要从中国国情出发，包括：继承我国数千年水利建设的遗产，发扬真正适合我国江河自然特点的智慧和经验；引进国外的经验和技术要适合中国的自然条件及经济水平。总之，中国水利现代化是要满足中国现代化对水的需求，符合中国人的水文化和水意识。

　　纵观人类社会对水的开发利用，大致经历了五个阶段，即以防洪建设为主的阶段、以供水建设为主的阶段、以水资源保护为主的阶段、以景观建设为主的阶段、以生态修复为主的阶段。水利现代化是一个相对的概念，一是与传统水利相比较，要充分体现进步；一是与国际现状相比较，在总体上应当接近国际先进水平。水利现代化应表现在三个方面：

　　2.1观念现代化

　　对于当代社会与水有关的各种先进观念和科学结论应当充分融入水利建设和管理理论之中，在观念上充分吸收和利用人类最科学、最先进的智慧。如人与自然和谐共处、人与水和谐共处、湿地保护、保护生物多样性、尊重流域圈、可持续发展的理论等。

　　2.2技术现代化

　　首先应当掌握和了解国际水利建设领域内最新的水文、勘探、规划、设计、建设、管理等方面的技术和进展，根据我国的实际需要和财力，引进或吸收必要的技术。同时，能及时了解通讯、计算机、管理、监视、预报等相关领域内的技术进展，随时吸收高新科技成果，创造出有中国特色的水利技术。

　　2.3管理现代化

　　包括管理技术和管理法规的现代化。在管理技术方面应当充分吸收信息、通讯、预测、决策等方面的最新技术，使水利管理过程公开化、民主化、科学化。同时建设完善的水利管理法规体系，通过宣传、教育和有力的执法，使公民自觉遵守法规，依法治水。

　　3 我国水利现代化的发展趋势

　　从水利五阶段来看，目前许多国家已进入第五阶段，和先进国家相比，我国水利现代化在观念上、技术上、管理上存在很大的差距，从总体来看应当是处于第二～第三阶段之间，要实现水利现代化，任务是很艰巨的。根据我国的国情，我国水利现代化进程将有以下特点：

　　3.1长期性

　　目前我国水利行业的落后状态是由于国家长期对水利投入不足所造成的。要根本改变这种状况，需要极大的投入。据估算防洪投入、城市雨洪调蓄设施投入、满足社会供水需求投入、污水处理投入、城市河湖整治等几项需投入资金25000亿～35000亿元。如果按每年投入500亿元计算，大约需50～70年时间，加上各种运行和维护费用，还需要有更多的投入。当然以上各项费用的估算是极粗略的，但是我们还没有考虑到各种水生态修复所需的费用。尽管如此，我们已可以估计到我国水利现代化的过程是需要贯穿整个21世纪的。如果我们作一个较为乐观的估计，北京、上海、广东、深圳等经济发达的大城市可用20年左右时间率先实现水利现代化，全国可用40～50年左右时间在防洪、供水、水资源保护、水域空间景观建设等方面基本接近国际先进水平，然后再用几十年时间在21世纪末使全国的水生态环境得到初步恢复。

　　3.2差异性

　　由于我国地域广阔，气候、水文条件差异极大，社会经济发展状况也极其不同，所面临的水问题及水利基础设施的状况也差异悬殊。因此各地方的水利现代化进程也必然是极不相同的，应根据各自的特点制定实现水利现代化的行动计划，认真分析本地区条件，确定当前及长远任务。如有些城市尚未设防或防洪标准很低，应当首先抓紧防洪排涝建设。有些地方长期缺水干旱，大量开采地下水应首先解决节水和开辟新水源。对于水域污染十分严重的地区，如上海市提出“环境水利”的目标，重点解决排污处理和水资源保护。北京市则提出“碧水蓝天、市内通航”的目标，开展以城市河湖空间管理为主要内容的水利建设。应当说，全国各地目前所面临的水利建设任务还不能用“防洪水利”、“资源水利”、“环境水利”、“景观水利”、“生态水利”之中的任何一种加以概括。它们分别代表了社会发展不同阶段中水利建设的主要特征，它们与“工程水利”也是不矛盾的，因为实现任何一项目标都需要有与其相应的水利工程建设内容。

　　3.3阶段性

　　上述防洪—供水—水资源保护—景观—生态等水利发展的五阶段是对世界各国水利发展过程的正确总结，也是水利为满足社会在不同发展阶段所提出要求的必经之路。因此，其过程是不能随意倒置的，水利发展具有极其明确的阶段性，每一阶段要完成一项主要内容，不可能设想一个地区在防洪或供水问题还没有很好解决之前，去花大力气搞景观或生态建设。我国有些城市不下决心去搞水资源保护，就大搞水边景观建设。结果河边有了林带、绿地、楼台亭榭，但河里却是一潭死水、臭水，不要说在水中嬉戏，人们多一分钟都不愿在这样的水边停留。就全国的水利建设来说，所面临的问题可能是多方面的。如防洪标准低、供水紧张、污染严重、生态恶化，但对具体某一水域来说，它所面临的问题在不同发展阶段必然有不同的内容。在上述五个阶段中，防洪、供水、水资源保护等三项内容是属于基础建设，只有这三项任务完成了，才谈得上景观和生态建设，但也不能说后两者是可有可无的“锦上添花”，它也是社会可持续发展所必需的。对我国多数水域而言，虽然在过去的水利建设中，由于投入不足，每项基础建设都遗留了一些问题，但我国50年来水利建设的最大成就也表现在通过大江大河的防洪、供水工程建设保证了社会的稳定发展，问题也是因社会经济发展造成水域的普遍污染。所以就全国而言，当前应当在继续抓紧解决大江大河防洪、供水问题的同时，下大决心与国家有关部门合作解决江河污染问题。如果这个问题不解决，景观、生态建设无从谈起，水利现代化无法实现，可持续发展也无法实现。江河污染问题解决后，可利用水资源增加，水资源紧张局面也会缓解。

　　3.4社会性

　　水利建设是为社会服务，保障社会的发展，同时它又受社会发展的影响和制约，为社会需求及国家经济实力所支配，表现出极强的社会性。所以水利建设一方面要根据社会的需要和可能制定相应的发展计划，同时也要关注社会发展过程中所出现的各种不合理的行为和趋势，加以引导和控制。例如在洪涝灾害高风险区域内的盲目投资和建设，在缺水地区建设高耗水和污染严重的项目，盲目的开荒及湖泊湿地围垦等。过去我们只强调了水利发展要满足社会需求，而忽略了对社会用水需求的限制和管理。所以水利行业只重视水利工程建设，只注重对工程项目的管理，忽略了对社会水行为、水意识的管理。因为水利现代化是为国家现代化服务的，水利行业应当在国家现代化过程中发挥积极作用，协调好社会发展与水的关系。比如，为保证国家经济的稳定发展，既要建设防洪工程确保防洪安全，同时又要对广大危险区域进行洪水风险管理。包括让广大居民明了所在区域的洪水危险性，自我保护的对策，在防洪方面的权利和义务，包括在洪水季节让他们及时得到有关洪水的各种信息及正确的指导。此外，管理部门还应当制定相应的政策法规，引导人口和资产由高风险区域向低风险区域转移。对供水建设也是如此，既要加强供水工程的建设和管理，也要对社会的用水行为和意识进行管理。如根据供水可能实施合理配置，实施定量供水，制定相应的政策法规杜绝对水资源的浪费和污染，对水资源紧缺地区调整产业结构，关闭高耗水、高污染产业等。因此，在水利现代化过程中，我们的管理要由单纯的水系和水利工程管理扩展到对流域内社会水行为、水意识的管理。在今后谈及水利的社会性时，应是广义的社会性，即满足社会可持续发展原则的社会性。我们的水利建设不仅仅只满足人类需求，还要满足其它生物对水的需求，因为良好的生态系统也是保证人类正常进化所必需的。

　　4 结语

　　为满足我国现代化对水的需求，中国水利需率先实现现代化。中国水利现代化过程将贯穿21世纪，目标应当是：在20年左右时间内使经济发达的大城市周围首先实现水利现代化，用40～50年左右时间完成全国防洪、供水、水资源保护、景观建设等方面的现代化目标，在本世纪末使全国水生态系统得到基本恢复。为实现这一目标，需抓紧制定我国水利现代化的行动计划，包括人才培养、资金保障、技术进步、法制建设、管理体制改革等。针对我国水利观念上的落后应通过宣传和教育来弥补，对水利技术的落后要通过发展水利科技和增加水利投入来解决，而对管理体制上的落后必须通过有力的体制改革和法制建设来解决。

　　参考文献

　　[1]彭更旺,中国水利现代化与新水利理论的形成,建筑科学与监理,2008年4期

　　[2]中国水利未来发展道路探讨,中国水利水电市场,2008年12期

　　[3]龙振华,黄祥钊,丁雨恒,从洞庭湖生态环境问题看长江水资源开发管理对策,水利发展研究,2009年3期

　　[4]陈进、黄薇,水资源与长江的生态环境,中国水利水电出版社,2008年3月第一版

　　[5]龙振华,丁雨恒,洞庭湖存在的问题与修复方法研究, 水利发展研究,2008年10期

　　作者简介

　　龙振华，男，1962年4月～。湖北赤壁人，1982年7月毕业于武汉水利电力学院农田水利工程专业，高级工程师。主要从事工程建设教学、管理与研究。

　　丁雨恒，男，1986年9月～。河南长葛人，2008年7月毕业于信阳师范学院信息与计算科学专业，同年考取武汉大学水利水电学院研究生，主攻节水灌溉。

　　黄祥钊，男，1979年8月～。湖北洪湖人，2001年6月重庆大学自动化专业本科毕业；2004年9月考入华中科技大学自动化控制专业系统工程方向，现为博士研究生，主要研究方向为复杂系统建模与仿真，生态工业。