水利工程論文-河流保護(hù)的發(fā)展階段及思考摘要：西方國(guó)家在河流保護(hù)工作中經(jīng)歷了單一水質(zhì)恢復(fù)、河流生態(tài)系統(tǒng)恢復(fù)、大型河流生態(tài)恢復(fù)及流域尺度的整體生態(tài)恢復(fù)等若干階段，指出河流由單純的水質(zhì)恢復(fù)發(fā)展到對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的整體恢復(fù)是認(rèn)識(shí)上的重大飛躍。我國(guó)的河流保護(hù)目前總體上處于水質(zhì)恢復(fù)階段。西方國(guó)家水能水資源開發(fā)已基本完成，而我國(guó)正處在水利水電建設(shè)的高潮時(shí)期，吸取西方國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，可以使我們少走彎路。關(guān)鍵詞：河流保護(hù)生態(tài)恢復(fù)西方國(guó)家在經(jīng)歷了一百多年對(duì)于河流大規(guī)模開發(fā)利用的工程建設(shè)以后，從凹世紀(jì)50年代開始，逐步把重點(diǎn)從開發(fā)利用轉(zhuǎn)向了對(duì)河流的保護(hù)，河流生態(tài)恢復(fù)建設(shè)正處于方興未艾的形勢(shì)中。一、河流保護(hù)行動(dòng)的發(fā)展階段1河流水質(zhì)恢復(fù)所謂水質(zhì)恢復(fù)，是以污水處理為重點(diǎn)，主要以水質(zhì)的化學(xué)指標(biāo)達(dá)標(biāo)為目標(biāo)的河流保護(hù)行動(dòng)。由于西方國(guó)家在二次大戰(zhàn)后工業(yè)急劇發(fā)展，城市規(guī)模擴(kuò)大，工業(yè)和生活污水直接排人河流，造成河流污染嚴(yán)重。從20世紀(jì)50年代起，西方國(guó)家把河流治理的重點(diǎn)放在污水處理和河流水質(zhì)保護(hù)上。為恢復(fù)河流水質(zhì)，政府投入了巨額資金。通過加強(qiáng)管理，強(qiáng)化污水處理和控制排放，推行清潔生產(chǎn)。著名的工程案例是美國(guó)俄亥俄河、英國(guó)泰晤士河等的水質(zhì)恢復(fù)工程。河流水質(zhì)恢復(fù)的努力一直持續(xù)至今。2山區(qū)溪流和小型河流的生態(tài)恢復(fù)自20世紀(jì)80年代初期開始，河流保護(hù)的重點(diǎn)從認(rèn)識(shí)上發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變，河流的管理從以改善水質(zhì)為重點(diǎn)，拓展到河流生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，這是一種戰(zhàn)略性的轉(zhuǎn)變。西方國(guó)家這個(gè)階段的河流生態(tài)恢復(fù)活動(dòng)主要集中在小型溪流，恢復(fù)目標(biāo)多為單個(gè)物種恢復(fù)。典型的案例是阿爾卑斯山區(qū)相關(guān)國(guó)家，諸如德國(guó)、瑞士、奧地利等國(guó)開展的“近自然河流治理32程，20多年取得了斐然成效，積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。這些國(guó)家制定的河川治理方案，注重發(fā)揮河流生態(tài)系統(tǒng)的整體功能；注重河流在三維空間內(nèi)植物分布、動(dòng)物遷徙和生態(tài)過程中相互制約與相互影響的作用；注重河流作為生態(tài)景觀和基因庫的作用。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)”。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)。同一時(shí)期，一些國(guó)家的科學(xué)家和工程師對(duì)河流生態(tài)恢復(fù)工程開展了一些科學(xué)示范工程研究，較為著名的有英國(guó)的戈?duì)柡?Gole)和思凱姆河(Skeme)等科學(xué)示范工程。3以單個(gè)物種恢復(fù)為標(biāo)志的大型河流生態(tài)恢復(fù)工程大型河流生態(tài)恢復(fù)工程大約始于20世紀(jì)80年代后期。具有典型性的項(xiàng)目是萊茵河的“鮭魚-2000計(jì)劃”和美國(guó)密蘇里河的自然化工程。從恢復(fù)目標(biāo)來看，大體是按照“自然化”的思路進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。從20世紀(jì)90年代開始，歐盟已經(jīng)把注意力集中在河流及流域的生態(tài)恢復(fù)上，生命計(jì)劃和框架計(jì)劃V已經(jīng)通過，其目的是增進(jìn)人類活動(dòng)對(duì)于生物多樣性沖擊的認(rèn)識(shí)，恢復(fù)生物多樣性的功能。從1993年開始，歐盟生命計(jì)劃開始在丹麥和英國(guó)的主要河流上實(shí)施，主要是開展示范工程建設(shè)。4流域尺度的整體生態(tài)恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)是由生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)和人工設(shè)施系統(tǒng)等3個(gè)子系統(tǒng)組成的大系統(tǒng)。生物系統(tǒng)包括河流系統(tǒng)的動(dòng)物、植物和微生物。廣義水文系統(tǒng)包括從發(fā)源地直到河口的上中下游地帶，流域中由河流串聯(lián)起來的湖泊、濕地、水塘、沼澤和洪泛區(qū)，以及作為整體存在的地下水與地表水系統(tǒng)。水文系統(tǒng)又與生物系統(tǒng)交織在一起，形成水域生態(tài)系統(tǒng)。而人類活動(dòng)和工程設(shè)施作為生態(tài)環(huán)境的一部分，形成對(duì)水域生態(tài)系統(tǒng)的正負(fù)影響。因此，河流生態(tài)恢復(fù)不能只限于某些河段的恢復(fù)或者河道本身的恢復(fù)，而是要著眼于生態(tài)景觀尺度的整體恢復(fù)。以流域?yàn)槌叨鹊恼w生態(tài)恢復(fù)，是20世紀(jì)90年代提出的命題。美國(guó)已經(jīng)按照這種思路進(jìn)行了部分河流恢復(fù)規(guī)劃，未來20年美國(guó)將恢復(fù)60萬km的河流或溪流。已經(jīng)開展的大型河流按流域整體生態(tài)恢復(fù)工程的實(shí)例有上密西西比河、伊利諾伊河和凱斯密河。二、河流保護(hù)工作給我們的啟示1河流保護(hù)工作的重點(diǎn)從單純改善水質(zhì)到恢復(fù)河流生態(tài)系統(tǒng)，這是河流管理中一次認(rèn)識(shí)的飛躍通過研究和實(shí)踐認(rèn)識(shí)到，河流與周圍的動(dòng)物、植物及微生物組成了生機(jī)盎然的河流生態(tài)系統(tǒng)，河流是河流廊道生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)脈。治河，不應(yīng)孤立地處理河道里的水體，而要綜合恢復(fù)整個(gè)河流的生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)其健康和具有可持續(xù)性。具備健全功能的生態(tài)系統(tǒng)，也包括了河流自我凈化功能。水利工程對(duì)河流生態(tài)系統(tǒng)的脅迫，西方國(guó)家的學(xué)者進(jìn)行了一些研究，指出水利工程的負(fù)面影響，一是改變了河流地貌學(xué)特征，二是改變了河流水文學(xué)特征。兩者的作用都是使河流生境單調(diào)化，導(dǎo)致生物群落多樣性的降低。在研究的基礎(chǔ)上，提出了“河流生態(tài)恢復(fù)”的概念。所謂“恢復(fù)”是創(chuàng)造條件使河流生態(tài)系統(tǒng)盡可能回到未受干擾的狀態(tài)，至少達(dá)到一種接近自然的狀態(tài)。這樣就把河流水質(zhì)恢復(fù)的內(nèi)涵擴(kuò)大為河流生態(tài)恢復(fù)，把河流管理的范圍從河道及其兩岸的物理邊界擴(kuò)大到河流走廊生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)尺度邊界。河流管理者關(guān)注的對(duì)象不再是僅僅具有水文特性和水力學(xué)特性的河流，而是還具備生命特性的河流生態(tài)系統(tǒng)。這是一種認(rèn)識(shí)的飛躍。2河流生態(tài)恢復(fù)的任務(wù)一是水文條件的改善，二是河流地貌學(xué)特征的改善，目的是改善河流生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，標(biāo)志是生物群落多樣性的提高，與水質(zhì)改善為單一目標(biāo)相比更具有整體性的特點(diǎn)，其生態(tài)效益更高水文條件的改善包括：通過水資源的合理配置維持最小生態(tài)需水量；通過污水處理，控制污水排放以及提倡清潔生產(chǎn)改善河流水質(zhì)；水庫的調(diào)度除了滿足社會(huì)需求外，盡可能接近自然河流的脈沖式的水文周期等。河流地貌學(xué)特征的改善包括：盡可能恢復(fù)河流的縱向連續(xù)性和橫向連通性，盡可能保持河流縱向和橫向形態(tài)的多樣性，防止河床材料的硬質(zhì)化。近幾年來，我國(guó)河流管理工作開始重視通過適度向生態(tài)脆弱地區(qū)調(diào)水，改善濕地、河流的生態(tài)條件，已經(jīng)收到明顯效果，但是在改善河流地貌學(xué)特征方面尚未引起重視。在全國(guó)范圍內(nèi)防洪和渠道工程中仍然大量采用混凝土或漿砌塊石材料作為襯砌或防護(hù)材料。河流整治工程中自然河流仍然被渠道化，裁彎取直工程屢見不鮮。不少地方結(jié)合城市河流整治更多注重園林景觀的建設(shè)，沿河建設(shè)不少亭臺(tái)樓閣，然而忽視了生態(tài)景觀的建設(shè)。更多的現(xiàn)象是人們把河流生態(tài)建設(shè)簡(jiǎn)單理解為沿河種草植樹的綠化工作，而不是河流走廊生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能的全面恢復(fù)和改善。從學(xué)科發(fā)展角度看，傳統(tǒng)的水利工程學(xué)是以建設(shè)工程設(shè)施、改造河流和控制水流為手段，達(dá)到開發(fā)利用水資源的目的。學(xué)科的基礎(chǔ)是水文學(xué)和工程力學(xué)等。傳統(tǒng)的水利工程忽略了河流處于一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)之中這一基本事實(shí)，孤立地處理水資源中的水量、水質(zhì)、水能等水文系統(tǒng)中的問題，忽略了河流生態(tài)系統(tǒng)中