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第一,水利工程在施工中对当地的生态环境会造成了影响,蓄坝拦谁肯定要对下流的用水造成影响,水利工程的施工对地方生态环境会有破坏最优,改变了动物和植物的生存条件,由于生存环境的改变,一些生物和植物可能会消失,因此在水利工程的实施过程中尽可能管理好现场,在生态环境方面要尽量减少破坏。
第二,水利工程在施工过程中会对该区域的地理环境产生影响。土壤的品质会被改变,一系列地理因素会在施工中被改变。水利工程可以利用间坝蓄水与打通河道等一些手段来确保当地的农用田地正常使用,避免了一些自然灾害对其的负面影响,洪涝干旱等会造成非常大的破坏。雨水可以让土壤中水分充分互补,实现自我调节,这样很大程度上来使当地的土壤肥沃的程度得以加大。当水利工程施工完毕后,由于上游存在很多的泥沙以及其他沉淀物,水库的水位会有所上升,进而致使附近的地下水位也上涨,以此为基础,环境就要发生变化,如气温的上升导致水快速蒸发,水库周边土壤的含水量会增加,这样土壤盐碱化的现象就容易发生。
第三,水利工程实施中必然会对周边居民产生噪音污染,一般来说水利工程的实施地点在山区等地,在施工过程中需要进行路段的爆破和挖填等工作,不可避免的带给居民噪音困扰,影响人们的日常生活。第四,水利工程带来的环境问题,同时对当地居民也产生影响。水利工程还会对当地的空气质量有一定影响,这是因为施工中会使用一些材料,如石灰、水泥,这些基础的建筑材料在使用的过程中会根据山地的地貌特征有一定形变和挥发,这样就会对空气质量有影响。
2.水利工程中的环境措施
2.1准备前期工作在工程施工开始之前,施工单位要开始准备工作,对现场进行勘察和数据的收集工作都在其中,除此之外还要进行地质机构的考虑,自然资源的因素也要算在内,之后进行规划,规划要有科学性,要能改善周围的生态环境,尽可能的降低负面影响。
2.2增强环保意识环保意识要被提高,这是新时期对人们发展经济的新要求,施工单位要有环保意识,督促施工人员在是施工过程中也要注意环保观念,要把环保的理念渗入每个环节。施工中要把污染的风险降到最低,维持社会效益与生态效益的同时发展,不能偏激的倾向一面。再者,对开山炸石等方式则是能免则免,这样能有效的减弱噪音,施工后的废水在处理后才可以排放,不能直接排放,从而全方面的对环境污染的问题进行有效实施。
2.3完善监督管理制度建立一个监督管理制度,这是任何一项工程顺利实施的保证,施工单位要建立对于生态工程系统的管理制度。对工作人员的工作方法、行为进行约束。此外,生态补偿的机制要被建立,提前预测水利工程对周边环境造成的潜在问题,预防的工作要坐在前面。水利工程中的生态工程要坚持可持续发展战略,从而使生物资源减少的情况得到缓解,对周边的生态环境的影响要降到最低。
2.4生态工程系统的建立生态工程系统的建立可以减少水利工程在实施过程中对生态环境的影响和破坏。该系统的建立要考虑工程效益和生态效益,在此基础上对水利工程的施工单位要进行规范,施工单位利用生态资源的行为要有严格的规章制度,按准则办事。这样才能减少生态工程中的环境问题,对水利工程与生态环境的互相协助发展问题有所帮助。按照国家的相关法律法规规定,已经完工的水利工程要对环境实行监测管理,对相关工作人员的责任明细化,把责任落实到个人,这样可以更高效的实施管理,加之专业化的环境监测器材配备,把监测收到的数据与信息进行整合,仔细分析,从而保证生态环境的持续发展。
2.5分管施工单位要有生态保护意识各个分管的施工单位都应该在水利工程实施的过程中加强生态保护意识,准确掌握自己施工的范围与具体任务,在自己的施工环节要尽力去降低对周遭生态环境的破坏,每个人都应该有这种意识。
2.6重视综合利用要在水利施工过程中重视共生互补、综合利用。在施工过程中有很多问题,面对多种问题有多种解决措施,合理规划与协调,在自然环境与项目工程和谐共生的基础上,选择最佳的措施组合。
3.结语
农业生产中存在着各种各样的问题,为了彻底的解决阻碍农业发展的各种问题,我们就应用到了农田水利工程,这项工程的功能是多方面的,其对发展农业经济、提高作物产量、建设社会主义新农村、增加农民收入、改善农民生活水平等发挥的作用是巨大的,所以对农田水利工程的建设不仅极其有必要,而且是相当重要的,既然其重要性如此明显,地方政府为了从最大程度上发挥水利工程对各个方面的重要作用,出台了各种政策,鼓励广大农村进行节约型、生态化的农田水利工程建设,对建设者给予了极大的政策优惠与大力扶持。农田水利工程的主要特点是具有较多的受众、较为宽广的分布范围,直接影响着农业生态系统。就目前来说,由于经济、科技的局限性和建设者主观因素的影响,水利工程建设存在着较为明显的弊端和缺陷,例如:破坏生态环境、浪费自然资源、过于注重建设速度,对环保、节约、生态、低碳等原则视而不见,所以当下的农田水利工程建设的关键和重点就是环保、节约以及可持续。
2节约型、生态化农田水利工程
农业生产的顺利进行离不开科学、合理的水利工程建设,要想获得预期的经济效益、环境效益以及社会效益,首要任务就是做好农田水利工程建设,并且赋予其节约化、生态化的理念,当下,农田水利工程的建设受到了十分严格的要求。
2.1意义
经济的高速发展固然可喜,但同时,很多的社会问题和环境问题也随之而来,最为明显的就是资源的严重短缺、环境被破坏、河流和田地被污染等,这些问题对农业的发展都是有百害而无一利的,而节约型、生态化农田水利工程可以把这些对农业生产的不利影响降到最低,为农业发展提供良好的客观环境。
2.2特点
在经济、科技条件允许的前提下,节约型、生态化农田水利工程本着保护生态环境的原则,以客观规律为基础,大力发挥和实现农田水利工程建设的经济效益和社会效益,其设计没有抛却四周的自然环境独自进行,实现了水利工程和自然环境的完美结合,兼顾经济效益和社会效益。既发挥其固有的灌溉功能,又促进了人与自然地和谐相处,实现了水资源利用的最大化和各方面的协调性。除了对环境、生态方面的考虑,节约型、生态化农田水利工程的宗旨就是增加农田产量,进行合理的农田改造,使得农田结构得到优化和调整。由此可见,节约型、生态化农田水利工程建设已经成为社会共识,被大多数的农业生产人员所认可,我们应该予以大力的提倡。
3建设要点与方法
3.1建设思路
节约型、生态化农田水利工的主要建设思路主要包括以下两个方面:第一,兼顾安全性和经济性原则。生态化农田水利建设的施工不能仅仅顾着赶进度,安全才是硬道理。某些施工管理者或负责人缺乏足够的安全观念,缺乏具有战略性的目光,置施工人员的人身安全于彻底的不顾,着眼于眼前的丁点利益,最终损失了长远的利益。针对这种情况,应该使全体人员熟悉安全施工的相关准则,平衡工程的安全性和经济性,且不可顾此失彼,本着安全和效益相互促进的原则进行施工。水利工程建设项目成本巨大,所以实现每一项工程的原有作用势在必行。第二,兼顾宏观原则与微观原则。在进行生态水利规划的时候包括宏观原则和微观原则这两个部分。所谓的宏观原则,是指从全方位、多角度审核区域的实际发展情况和水资源的情况,在同时满足双方的最大承载限度的前提下,出台保护举措,并予以切实的践行。水资源的最大利用和水域的严格保护都包括在宏观原则之内。而所谓的微观原则主要是指实现水资源利用的最大化,节约是其遵循的主要原则,要为生产、养殖、种植、生活提供足够的水资源。
3.2建设要点
在坚持工程科学、合理,符合节约、生态的要求基础上,强化工程的规划与执行,从节约、生态两个关键点出发,明确工程建设的要点与方法。建设节约型农田水利工程需从工程管控着手。第一,建立节约意识,做好工程规划。充分考虑工程、农田、农民间的关系,从各方角度平衡资源,做出最经济合理的工程方案。第二,坚持节约原则,把控工程各环节。在执行过程中以实用为原则,一方面提高工程效率,另一方面坚持工程的合理性与实际性。建设生态化农田水利工程需关注生态与农田的融合。第一,做好基础建设。通过多水源联合运用,科学合理施肥,从而控制农业污染,保持生态健康。第二,做好结合工作。通过将生态、工程、农田、技术充分结合,建立水、土、林、物的有机结合,形成小型农田生态圈。
4结语
如果水利工程在建设的过程中,选择在河流上进行建造堤坝,那么必然在坝上的区域内会有范围较广的水域,就会造成原来的水的特性发生变化。比如原先是急速流动的水,可能因为水利工程中的大坝的建成,就变成了静水,进一步会导致原有的水温变化,甚至于水质的变化。上游的水的特征受到影响,相应下流的水也会产生变化。在变化后的水中,其水体很可能出现富营养化,泥沙的含量大增或者是水中的指标发生变化。在下游的水域,会因为上游坝中的水质发生变化,相应的导致其水体的变化,对于下游水域中本身具备的自我净化的能力也很可能会丧失。在一般情况看来,如果在没有污水排入河流内的情况下,河流的自我情况比较好的情况下,在这里建成的水利工程对下游的水域不会有太大的影响,但是如果河流中水之前就被有污染过,那么就会对下游的水质造成巨大的破坏。
2.水利工程建设对生态中气候的影响
2.1水利工程建设对大气温度会造成影响
在水利工程建成之后,水库的区域原先可能是陆地,现在为了能够适应水利的需求,就将其改造为水面,这样大气和陆地之间的空气对流就变成了和水面之间的对流。所以能量的交换的强度和方式都与之前不同,那么必然会导致大气的温度发生变化。一般来说,冬天的时候空气和水库之间的温度要比陆地的高,但是在夏天就截然相反,空气和水库之间的温度要低的多。所以,水利工程的建设对大气温度有明显的改变和影响。
2.2水利工程建设对雨水会造成影响
随着水利工程的建设,会对当地的雨水的量和降雨的时间都会造成影响。在影响降水的诸多因素中,其中一个是如果温度比较高,导致水面蒸发的水蒸气比较多,那么空气中的湿度会相应增加,从而会导致降雨。另一方面,如果在起大风的情况下,就会导致流线辐射,这样对降水量会造成减少。因为库区是水面,若是在暖季的时候,水面的温度会比较低,其大气的结构会比较稳定,从而不容易发生对流,也会致使降雨量降低。由于水利工程的建成,就会有水库的存在,那么在不同的季节,就会对降雨有极大的影响。在空气湿度比较大的地区,其空气中蕴含的水蒸气比较多,那么这时降雨的条件就取决于对流的发展或空气上升运动的强弱,因此在气候较暖的时候,库区上方气压稳定,就会导致其附近的降雨量的减少。相反在气温比较低的季节里,库区的上方气温比较高,空气湿度大,所以就会导致附近地区气温降水比较多。对于在比较干旱地区建成的水库,由于水库的影响,水库所在区域常年的空气湿度比其他干旱区域要大的多,因此无论气温是高还是低,都会有较多的降雨量。
3.水利工程的建设对生态坏境其他方面的影响
3.1对生物的种类会造成影响
对于水利工程的建设,就会对经过长期优胜劣汰形成了的物种平衡的一种状态造成影响。对于生态环境是需要平衡的生态体系和规律的,这其中生物的多样性,也就是生物种类的繁多对生态环境也是重要的构成环节。随着水利工程的建设,对水中的生物和陆地上生存的生物都会产生影响,影响了它们赖以生存的生态环境。据调查情况来看,在水利建设工程中对生物种类的影响,其主要原因是人为的因素所造成的。在众多的影响中,对于在建造水利工程的水域中的生物的影响是最大的。在水利工程建成之后,比如会导致在水库中的储存的水比外界的水位要高,那么在水中生存的生物如果遇到要产卵,其需要的坏境就发生了变化,就会比之前要困难的多。同时,水位的升高会造成河流的生态环境和系统发生变化,水中生物的生长环境也会受到影响。在河流中生存的鱼有其本身的生存习性,比如其每年都会在规定的时间进行迁徙,但是由于水利工程的建成,造成其迁徙路线的路线被阻断,那么就会使得鱼的种类急剧的下降,从而对鱼的生物多样性造成了影响。不仅是水中的生物会遭到影响,对于陆地上的生物也不能免于受影响。如果需要建成一个水利工程,就会占用陆地,那么就会占用陆地生存的生物的土地,对这些土地的开发和利用而造成的破坏是永久性的。因为水利工程的用地,那些生物永远都不能回到他们原来的家园。与此同时,对于水利工程所占用的地区的土地,其会造成土地的土壤的特质发生变化,其中土壤很可能会出现盐碱化和沼泽化,这样对生态坏境的破坏非常大。总之,水利工程的建设,会导致水会淹没大量的地区,夺取了各种生物的生存地点,和改变了它们的生存环境,这就造成了生物种类的急剧减少。
3.2对生态系统的平衡会造成影响
为了适应我国发展的需求,水利工程的建设无论在数量上还是在规模上都逐渐扩大,但是与此同时给生态系统的平衡也造成了巨大了破坏。水利工程的建成,可以对我国生产用水上有巨大的帮助,同时可以根据意愿调节水量,然而水利工程的建设整个过程中,必然会占用土地,各种施工材料的运输,人员的工作,各种施工活动对生态环境造成了影响,在水库建成后,对当地的环境和气候也造成了改变,从而对生物的生存环境造成了影响,因此对整个的生态系统的平衡产生了破坏。水利工程的建设,会淹没大量的草地和森林这些宝贵的生物资源,使原先生存在那里的生物造成了影响,同时对气候、降水、土壤等各种方面都会造成破坏。而且水利工程的建筑选址会在高山峡谷地区,这都是一些生态坏境好和生物种类丰富的地区,但是由于水利工程的建设就会使当地的生态系统平衡造成了破坏,而且会造成永远也无法恢复的状态。
4.结语
1.1水利工程建设对大气温度会造成影响
在水利工程建成之后,水库的区域原先可能是陆地,现在为了能够适应水利的需求,就将其改造为水面,这样大气和陆地之间的空气对流就变成了和水面之间的对流。所以能量的交换的强度和方式都与之前不同,那么必然会导致大气的温度发生变化。一般来说,冬天的时候空气和水库之间的温度要比陆地的高,但是在夏天就截然相反,空气和水库之间的温度要低的多。所以,水利工程的建设对大气温度有明显的改变和影响。
1.2水利工程建设对雨水会造成影响
随着水利工程的建设,会对当地的雨水的量和降雨的时间都会造成影响。在影响降水的诸多因素中,其中一个是如果温度比较高,导致水面蒸发的水蒸气比较多,那么空气中的湿度会相应增加,从而会导致降雨。另一方面,如果在起大风的情况下,就会导致流线辐射,这样对降水量会造成减少。因为库区是水面,若是在暖季的时候,水面的温度会比较低,其大气的结构会比较稳定,从而不容易发生对流,也会致使降雨量降低。由于水利工程的建成,就会有水库的存在,那么在不同的季节,就会对降雨有极大的影响。在空气湿度比较大的地区,其空气中蕴含的水蒸气比较多,那么这时降雨的条件就取决于对流的发展或空气上升运动的强弱,因此在气候较暖的时候,库区上方气压稳定,就会导致其附近的降雨量的减少。相反在气温比较低的季节里,库区的上方气温比较高,空气湿度大,所以就会导致附近地区气温降水比较多。对于在比较干旱地区建成的水库,由于水库的影响,水库所在区域常年的空气湿度比其他干旱区域要大的多,因此无论气温是高还是低,都会有较多的降雨量。唐康绥化市水利水电勘测设计研究院黑龙江绥化152062
2.水利工程的建设对生态坏境其他方面的影响
2.1对生物的种类会造成影响
对于水利工程的建设,就会对经过长期优胜劣汰形成了的物种平衡的一种状态造成影响。对于生态环境是需要平衡的生态体系和规律的,这其中生物的多样性,也就是生物种类的繁多对生态环境也是重要的构成环节。随着水利工程的建设,对水中的生物和陆地上生存的生物都会产生影响,影响了它们赖以生存的生态环境。据调查情况来看,在水利建设工程中对生物种类的影响,其主要原因是人为的因素所造成的。在众多的影响中,对于在建造水利工程的水域中的生物的影响是最大的。在水利工程建成之后,比如会导致在水库中的储存的水比外界的水位要高,那么在水中生存的生物如果遇到要产卵,其需要的坏境就发生了变化,就会比之前要困难的多。同时,水位的升高会造成河流的生态环境和系统发生变化,水中生物的生长环境也会受到影响。在河流中生存的鱼有其本身的生存习性,比如其每年都会在规定的时间进行迁徙,但是由于水利工程的建成,造成其迁徙路线的路线被阻断,那么就会使得鱼的种类急剧的下降,从而对鱼的生物多样性造成了影响。不仅是水中的生物会遭到影响,对于陆地上的生物也不能免于受影响。如果需要建成一个水利工程,就会占用陆地,那么就会占用陆地生存的生物的土地,对这些土地的开发和利用而造成的破坏是永久性的。因为水利工程的用地,那些生物永远都不能回到他们原来的家园。与此同时,对于水利工程所占用的地区的土地,其会造成土地的土壤的特质发生变化,其中土壤很可能会出现盐碱化和沼泽化,这样对生态坏境的破坏非常大。总之,水利工程的建设,会导致水会淹没大量的地区,夺取了各种生物的生存地点,和改变了它们的生存环境,这就造成了生物种类的急剧减少。
2.2对生态系统的平衡会造成影响
为了适应我国发展的需求,水利工程的建设无论在数量上还是在规模上都逐渐扩大,但是与此同时给生态系统的平衡也造成了巨大了破坏。水利工程的建成,可以对我国生产用水上有巨大的帮助,同时可以根据意愿调节水量,然而水利工程的建设整个过程中,必然会占用土地,各种施工材料的运输,人员的工作,各种施工活动对生态环境造成了影响,在水库建成后,对当地的环境和气候也造成了改变,从而对生物的生存环境造成了影响,因此对整个的生态系统的平衡产生了破坏。水利工程的建设,会淹没大量的草地和森林这些宝贵的生物资源,使原先生存在那里的生物造成了影响,同时对气候、降水、土壤等各种方面都会造成破坏。而且水利工程的建筑选址会在高山峡谷地区,这都是一些生态坏境好和生物种类丰富的地区,但是由于水利工程的建设就会使当地的生态系统平衡造成了破坏,而且会造成永远也无法恢复的状态。
3.结语
就目前来看,我国面临的水问题主要有三个:洪涝灾害频繁、水资源短缺和水污染严重。
1.1洪涝灾害频繁
20世纪90年代至21世纪初,我国几大江河流域频频发生洪灾,1998年发生在长江、嫩江和松花江流域的特大洪水,造成全国29个省(自治区、直辖市)农田受灾面积2229万hm2,死亡4150人,房屋倒塌685万间,直接经济损失2551亿元,这充分暴露了我国江河堤防薄弱、湖泊调蓄能力较低等问题。近年来,国家加大了对防洪工程的投入,一些重要河流的防洪状况得到了改善。
1.2水资源短缺
农业方面,现有的0.44亿hm2灌溉面积中尚有0.067亿hm2灌溉保证率低,不能满足干旱年份的灌溉要求;工业及城市用水方面,230个被调查城市中,严重缺水的有40多个,占17%,一般缺水的140个,占63%。鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖、洪泽湖五大淡水湖,面积已缩小1/4甚至1/2,水资源短缺问题越来越严重。
1.3水污染严重
中国七大水系和内陆河流水质评价的123个重点河段中,符合《地面水环境质量标准》1、2类的占25%,符合3类的占27%,属4、5类的占48%。具有监测资料的200多条河流中,有850条受到污染,230条受到严重污染,有60%的水质达不到饮用水标准,有11%的水质不符合农业灌溉要求,有6%的毒物含量超过污水排放标准。
2生态工程定义
不同的学者对生态工程定义有不同的认识。Teal(1991)认为生态工程是基于自然的生态系统设计而非传统的工程技术。美国H.T.Odum将生态工程定义为“人类利用自然能源对环境进行控制”,20世纪80年代后,生态工程在欧洲及美国逐渐发展起来,提出了生态工程技术,即“依据对环境生态的了解,以最小的投入达到对环境损害最小的一些技术”。我国生态学家、生态工程建设先驱马世骏先生给生态工程下的定义为:“生态工程是借助生态系统中物种共生与物质循环再生原理,结构与功能协调原则,结合结构最优化方法,设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统。
3生态工程的应用实例
3.1生态工程在解决水资源污染中的应用
3.1.1湿地生态工程设计
湿地介于陆地生态系统和水生生态系统,水位接近地表,或以浅水形式覆盖地表。湿地中有周期性的水生植物生长、终年饱和的土壤水分和不透水层。通过物理、化学、生物等过程使湿地中污染物降解。刘鹏指出可以通过自然人工湿地减缓水流的速度,增加水力停留时间,吸收输入湿地的营养成分,湿地植物如芦苇和水葫芦能有效地吸收有毒物质,有利于毒物和杂质的沉淀和排除,截留了68%的氮、43%的鳞;除此之外,还指出人工湿地利用可以吸收氮磷的经济作物,一方面减少了水体的富营养化,另一方面,增加了一定的经济收入。朱棣等以山东南四湖为例,进行人工湿地生态工程设计,利用不同植物种类对水生生活的适应性状不同,吸收水体中的特定污染物质,分别设立了浮水植物区、挺水植物区、沉水植物区三级处理污水工艺,对BOD5处理率为90.8%,COD为80.9%,悬浮物为91.1%,N和P的处理率为80%和75%。
3.1.2缓冲带截留技术
缓冲带,全称保护缓冲带,最早是由美国农业部国家自然资源保护局。缓冲带是指利用有一定宽度的植被与受纳水体隔开,减少污染源和河流、湖泊之间的直接连接并且能够控制土壤侵蚀伴随的养分流失。刘鹏指出水体岸边的缓冲林带通过控制侵蚀,减少径流中氮、磷浓度,防止流失泥沙、养分进入河道水体。毛战坡等指出氮在缓冲带内的截留作用主要是随泥沙沉降、反硝化作用、植物吸收;磷在缓冲带内的截留主要是磷随泥沙的沉降及溶解态磷在土壤和植物残留物之间的交换,以及缓冲带土壤中植物根孔的形成有利于过滤作用的增强和吸附容量的扩大。
3.1.3水塘系统
天然的或人工的水塘,通过其间歇性的雨与河流进行水、养分的交换,同时降低流速,使悬浮物得到沉降,增加水流与生物膜的接触时间,水塘对非点源污染物的滞留和净化能力很强。刘兴国等以水塘系统技术为基础,设计了一种生态工程化循环水池塘养殖系统,通过水质交换,使水体水质变好,同时还起到节水、减排效果。刘鹏利用多水塘系统,以水塘为点、沟渠为线的流域系统,表明多水塘系统能截留来自农业的氮、磷污染负荷94%以上。
3.1.4土地处理系统
土地处理系统是将土地处理技术与多种符合生态、环保要求的技术整合成一个系统,实现区域污水的循环处理和资源化利用。刘明辉等利用土壤、微生物、植物组成的生态系统通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物转化和植物吸收等来净化污水。刘鹏利用高分子如PAM能与水相互作用增加入渗、减少径流的特性来改善土壤的结构和增加土壤中团聚体的稳定性。
3.2生态工程在解决水资源不足问题中的应用
当前最主要的就是雨水的资源化,不仅可以减轻区域洪涝,还能够充分地利用雨水资源。汪毅将生态工程应用到雨水收集利用中,指出利用南方院区普遍存在的水塘和鱼塘,配以必要的钢筋混凝土调节池,利用天然防渗材料,实现了利用自然条件来为工程服务的初步设想。王一钧等采用了自然回收净化、部分间接利用的雨水回收利用生态工程,指出利用雨水生态塘调蓄雨水净化的同时,也提高雨水的利用率上;另外提出水保耕作技术如带状间作技术、粮草等高带状轮作技术、等高耕作技术等在不同程度上起到拦蓄径流、减少土壤冲刷、提高粮食产量的作用。
4展望