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1、2007年1月中国工程科学Jan.2007第9卷第1期EngineeringScienceVol19No11专题报告探索生态水利工程学董哲仁(中国水利水电科学研究院,100038 北京)[摘要]人类社会与生态系统对于河流都具有高度的依赖性,人类应该与生态系统共享水资源。水利工程是对河流生态系统的胁迫因子之一。需要建立新的准则和开发新的技术方法,使水利工程在满足人类社会需求的同时,兼顾河流生态系统健康和可持续性的需求,构建与生态友好的水利工程技术体系。[关键词]生态;水利工程学;胁迫;非连续化;异质性;反馈式设计[中图分类号]TV1;Q14;X171[文献标识码]A[文章编号]1
2、009-1742(2007)01-0001-07 水利水电工程在防洪、灌溉、发电、供水、航自然资源,河流是开发利用的对象。随着现代科学运、养殖和旅游等诸多方面对于保障社会安全、促对生态系统性质的探索不断深入,对于河流的价值进经济发展发挥了巨大的作用。这些工程设施的建需要有更加全面的把握。设和运行,对于河流生态系统具有双重影响。一方111人类对水的依赖性面,筑坝形成水库,为干旱、半干旱地区的植被和水,是人类社会发展最重要的不可替代的自然生物提供了较为稳定的水源。另一方面,则对河流资源。在社会系统中,对于支持人类生命、食物生生态系统形成了负面影响。当前,有必要对传统的产、能源生产
3、有着基本的功能作用。无论是供水、水利水电工程规划设计和运行的理念与技术方法进灌溉、发电、还是航运、养殖和旅游,都离不开淡行反思,进一步吸收生态学的理论知识,探索与生水和河流。[1]态友好的水利水电工程技术体系,这是实现与自然根据《2004年水资源公报》,2004年我国水83和谐相处目标的时代需求。资源总量为24130×10m。全国平均降水量60183mm,折合降水总量为56876×10m。全国产水总1 人类社会与生态系统共享水资源量占降水总量的4214%。2004年全国总用水量83众所周知,所谓生态系统是指一定空间的生物5548×10m,占当年水资源总量的23%。以水源群落(动
4、物、植物、微生物)与环境组成的系统,划分,地表水源供水量占8112%,地下水源供水其中各成员借助能量交换和物质循环形成一个有组量占1815%,其他水源供水量占013%。以用途划织的功能复合体。水是生物群落生命的载体,又是分,生活用水占1117%,工业用水占2212%,农能量流动和物质循环的介质。在陆地生态系统中,业用水占6416%,生态用水(仅包括人为措施供水的功能如同血液,河流如同动脉。河流系统作为给的城镇环境用水和部分河湖、湿地补水)占3纽带,把人类社会与自然生态系统交织在一起。115%。全国人均综合用水量433m。2003年我国8水利工程学以工程设施为手段,控制和改造河水
5、电发电量2830×10kW·h,2004年水电总容量8流,达到为人类社会谋取经济利益的目的。水利工突破1×10kW。可见水资源是保障人民健康,保程学对于河流价值的基本认识是:水资源是重要的障粮食安全,保障能源安全,保障生态安全的重要[收稿日期]2005-12-26;修回日期 2006-02-10[作者简介]董哲仁(1943-),男(满族),北京市人,中国水利水电科学研究院教授,博士生导师2中国工程科学第9卷战略资源。括人类现阶段尚未感知的但是对于自然生态系统可112生态系统对水的依赖性持续发展影响巨大的自然价值。水是生态系统须臾不可或缺的环境要素。生态水资源带给人们的经济利益或
6、者实物型的生态系统包括生命系统和生命支持系统。生命支持系统产品(食品、药品和材料等)价值,在市场流通中的第一要素是太阳能。太阳能通过绿色植物光合作可以得到体现,为人们所重视。而非实物型的生态用转换为生物能,并借食物链(食物网)流向动物服务,包括生物群落多样性、环境、气候、水质、和微生物;第二要素是把各个系统联系起来循环的人文等功能,往往是间接的、却又对人类社会经济水。水和营养物质(碳、氧、氢、磷等)通过食物产生深远、重要影响的,往往为人们所忽视。一旦链(食物网)不断地合成和分解,在环境与生物之这些生态功能受到破坏而不可逆转,人们才可能悔间反复地进行着生物-地球-化学的循环作用。
7、河悟到曾经享受的大自然的赐予是多么的宝贵。[2]流与数以百万计的物种共生共存,通过食物链、养114对河流生态系统的胁迫分循环、能量交换、水文循环以及气候系统,相互在自然河流经历的数万以至数百万年的演变过交织在一起。程中,受到自然界和人类活动的双重干扰,这种干河流作为营养物质的载体,既是陆地生态系统扰或者压力在生态学中称为胁迫(stress)。生命的动脉,也是水生生态系统的基本生境。首对于自然界的重大干扰,比如地壳变化、气候先,水是陆地生态系统植被光合作用的原料。有学变化、地震、火山爆发、山体
