河流治理生态工程学的发展沿革与趋势.doc

河流治理生态工程学的发展沿革与趋势.doc河流治理生态工程学的发展沿革与趋势摘要:自20世纪80年代开始,面对河流治理中出现的水利工程对生态系统的某些负面影响问题,欧洲的工程界对水利工程的规划设计理念进行了深刻的反思,认识到河流治理不但要符合 关键词:河流治理生态工程学生态水工学发展沿革趋势自20世纪80年代开始,面对河流治理中出现的水利工程对生态系统的某些负面影响问题,欧洲的工程界对水利工程的规划设计理念进行了深刻的反思,认识到河流治理不但要符合工程设计原理,也要符合自然原理。特别随着现代生态学的发展,他们进一步认识到河流治理工程还要符合生态学的原理,也就是说把河流湖泊%作生态系统的一个重要组成部分对待,不能把河流系统从自然生态系统中割裂开来进行人工化设计。在欧洲陆续有…批河流生态治理工程获得成功,同时相应出现了一些河流治理生态工程理论和技术。这些理论、经验和技术值得我们思考和借鉴。1欧洲的河流生态工程实践河流生态工程是从欧洲对山区溪流生态治理开始的。早在19世纪中期欧洲工业蓬勃发展,阿尔卑斯山区成为中欧的工业基地。由于开矿山、修公路、建电站,大规模砍伐森林,破坏植被,造成山洪、泥石流、雪崩等频繁发生,引起了地区各国的关注,1846-1884年间制定了森林法及水资源利用法。为了与山洪和山地灾害斗争,兴建了大规模的河流整治工程。经过近百年的治理,大批工程设施发挥了作用,对山洪和山地灾害有所遏制。但是随着水利工程的兴建,伴随出现了许多负面效应。特别是随着大量移民迁入,山区旅游事业激增,这些负而效应愈显突出。主要是传统水利工程兴建后,生物的种类和数量都明显下降,生物多样性降低,人居环境质量有所恶化。社会舆论要求保护阿尔卑斯山区,呼吁回归自然。这使传统的河流治理工程设计理念受到挑战。工程师开始反思,认为传统的设计方法主要侧重考虑利用水土资源,防止自然灾害,但是忽视了工程与河流生态系统和谐的问题,忽视了河流本身具备的自净功能,也忽视了河流是多种动植物的栖息地,是大量生物的物种库这些重要事实。另外,从资源开发角度看,山区溪流地区还有登山、滑雪、休闲等功能,保护生态系统也是水资源开发利用的需要。至20世纪50年代德国正式创立了“近自然河道治理工程”,提出河道的整治要符合植物化和生命化的原理。阿尔卑斯山区相关国家,诸如德国、瑞士、奥地利等国,在河川治理方面的生态工程建设,积累了丰富的经验。这些国家制定的河川治理方案,注重发挥河流生态系统的整体功能;注重河流在三维空间内植物分布、动物迁徙和生态过程中相互制约与相互影响的作用;注重河流作为生态景观和基因库的作用。自20世纪80年代开始的“近自然河流治理”工程,至今虽然仅20多年,但是成效斐然。与传统工程方法比较,其突出特点是流域内的生物多样性有了明显增长,生物生产力提高,生物种群的品种、密度都成倍增加。比如Oichtenbach流域“近自然治理"前后动物种类由44种增加到133种,Melk流域在治理前的1987年每百米河段鱼类个体数量150条,生物量19kg,治理后的1990年分别提高到410条和55kgo治理后另一个特点是河流自净能力明显提高,水质得到大幅度改善。实践证明,充分利用河流自净能力治污,是一-种经济、实用的技术。20世纪80年代开始莱茵河的治理,又为河流的生态工程技术提供了新的经验。莱茵河是欧洲的大河,,河流总长1320加。流域内有瑞士、德国、法国、比利时和荷兰等9国。二次大战以后莱茵河沿岸国家工业急剧发展,造成污染不断蔓延,污染主要来源于工业污染和生活污染。到20世纪70年代污染风险加大,大量未经处理的有机废水倾入莱茵河,导致莱茵河水的氧气含量不断降低,生物物种减少,标志生物——酷鱼开始死亡。1986年,在莱茵河上游史威查豪尔(Schweizerhalle)发生了一场大火,有10t杀虫剂随水流进入莱茵河,造成姓鱼和小型动物大量死亡,其影响达500多km,直达莱茵河下游。事故如此突然和巨大,欧洲社会舆论哗然。成立于1950年的莱茵河保护国际委员(1CPR)于1987年提出了莱茵河行动计划,得到了莱茵河流域各国和欧共体的一致支持。这个计划的鲜明特点是以生态系统恢复作为莱茵河重建的主要指标。主攻目标是:到2000年批鱼重返莱茵河,所以将这个河流治理的长远规划命名为:“批鱼一2000计划二这个规划详细提出了要使生物群落重返莱茵河及其支流所需要提供的条件,治理总目标是莱茵河要成为“一个完整的生态系统的骨干”。沿岸各国投入了数百亿美元用于治污和生态系统建设。到2000年莱茵河全面实现了预定目标,沿河森林茂密,湿地发育,水质清澈洁净。酷鱼已经从河口涸游到上游 瑞士一带产卵,鱼类、鸟类和两栖动物重返莱茵河。2各种生态工程理论及其评价追溯河流治理的自然工程理论的形成历史,当推1938年德国Seifert首先提出“