水资源保护利用中生态工程论文范文

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1中国的水资源问题

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

本文结合水资源的现状，针对当前存在的主要水问题，总结归纳了生态工程措施在水资源保护和利用中的应用，由于现有资料的限制，本文未能总结当前水利生态工程的措施，人们越来越认识到水利工程建设可能对环境带来的负面效应，生态工程在水利建设上的应用将成为研究的重点。

作者：刘莉张晓婉单位：山东师范大学人口资源与环境学院