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摘要：水是生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。河流、湖泊中的水與生物群落（包括動物、植物、微生物）共存通過氣候系統(tǒng)、水文循環(huán)、食物鏈、養(yǎng)分循環(huán)及能量交換相互交織在一起。水是生物群落生命的載體，又是能量流動和物質(zhì)循環(huán)的介質(zhì)。水體與生物群落相互依存，相互作用，形成了江河湖泊的自凈能力。水利工程學應吸收、融合生態(tài)學的理論，建立和發(fā)展生態(tài)水工學。在滿足人們對水的各種不同需求的同時，水利工程還應滿足水域生態(tài)系統(tǒng)完整性、依存性的要求，恢復與建設潔凈的水環(huán)境，實現(xiàn)人與自然的和諧。

關鍵詞：生態(tài)水工學水環(huán)境工程理念

我國江河、湖泊和水庫普遍受到污染，直接威脅著飲用水的安全和人民的健康，影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)作物安全水污染也加劇了水資源短缺。究其污染原因，未經(jīng)處理的工業(yè)廢水排放是最重要的點污染源，工業(yè)廢水造成水污染占水污染負荷50％以上。由于農(nóng)田施用化肥、農(nóng)藥形成的農(nóng)田徑流，畜禽養(yǎng)殖業(yè)排放的廢水、廢物，是我國水環(huán)境的重要面污染源。湖泊、水庫、河流、海灣的底部沉積物蓄積著多年來排入的大量污染物，稱為內(nèi)污染源，目前已是水體富營養(yǎng)化和赤潮形成的重要因素。水環(huán)境整治的重點是對污染源的治理與控制，特別是抓好工業(yè)和生活廢水的源頭治理是解決問題的關鍵。

近幾年來，為改善流域的水環(huán)境，恢復生態(tài)系統(tǒng)，水利部門加強了流域的綜合管理，通過統(tǒng)一調(diào)度，初步扭轉了黃河、塔里木河及黑河持續(xù)斷流的局面。使黃河三角洲地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)得到明顯改善，塔里木河及黑河流域下游的胡楊林復蘇，鳥類及野生水禽返回，趨于惡化的生態(tài)系統(tǒng)得到了初步恢復。事實說明，水利工程不但在防洪、供水等方面作用巨大，而且在改善江河湖泊流域的生態(tài)系統(tǒng)方面也是大有作為的。生態(tài)建設已經(jīng)成了水利工作的重要任務。在這樣的大背景下，我們所討論的問題是：

一個地區(qū)，一個流域生態(tài)系統(tǒng)的恢復與改善，反過來對于改善水質(zhì)會產(chǎn)生什么影響？

新建的水利工程如何避免或減少對原有生態(tài)系統(tǒng)的負面影響？水利工程建設除了能滿足人對水的多種需求的同時，如何對流域生態(tài)系統(tǒng)的改善作出貢獻？

一、水在生態(tài)系統(tǒng)中的地位和作用

我們需要討論的問題是：水質(zhì)狀況與生態(tài)系統(tǒng)的關系，水在生態(tài)系統(tǒng)中扮演的角色，進而討論在一個健全的生態(tài)系統(tǒng)中的水質(zhì)問題。

1．生態(tài)方法修復水體技術帶給我們的啟示

生態(tài)方法水體修復技術，是利用培育的植物、動物或培養(yǎng)、接種的微生物的生命活動，對水中污染物進行轉移、轉化及降解作用，從而使水體得到凈化的技術。生態(tài)方法水體修復技術包括：人工濕地處理技術、生物膜法處理技術、土地處理技術及生物操縱技術等。人工濕地是利用自然生態(tài)系統(tǒng)中的物理、化學和生物的三重共同作用來實現(xiàn)對污水的凈化。生物膜法是指用天然材料（如卵石）、合成材料（如纖維）為載體，在其表面形成一種特殊的生物膜，可為微生物提供較大的附著表面，有利于加強對污染物的降解作用。這些微生物吞噬污染物分解為二氧化碳和水。土地處理技術是以土地為處理設施，利用土壤—植物系統(tǒng)的吸附、過濾及凈化作用和自我調(diào)控功能，達到某種程度對水的凈化。一般用污水灌溉牧草或農(nóng)作物。生物操縱技術的原理主要是利用營養(yǎng)級鏈狀效應達到凈化水的目的。比如在湖泊水庫中投放經(jīng)選擇的魚類，用以吞食另一類小型魚類，借以保護某些浮游動物不被小型魚類吞食，這些浮游動物的食物正是人們所討厭的藻類。這些技術在國內(nèi)外都已經(jīng)有一些成功的工程實例。比如深圳沙田鎮(zhèn)人口10萬人有小工廠300余家。工業(yè)污水排入附近的田角河，造成水質(zhì)嚴重惡化。為解決污染問題，建立人工濕地污水處理廠，種植蘆葦、香蒲草和再力花等植物，日處理能力5000t/d，使廢水達到河流排放標準。韓國的漢江支流良才川地下生物廊道，利用河卵石表面形成的生物膜，使河流的BOD、SS等有較高的處理率。研究結果表明：在適宜的條件下，挺水植物如慈菇、茭白以及沉水植物伊樂藻、菹草等對水體中的氮和磷都有較高的去除率。常用的蘆葦對于磷的去除率達65％。

如果要問，生態(tài)方法處理污水的技術原理是什么呢？可以說自然界本身對于江河湖泊就具備一種很強的自我修復能力或稱自凈能力，這種技術不過是對自凈能力的一種強化，是人們遵循生態(tài)系統(tǒng)自身規(guī)律達到治污目的的一種嘗試。

2．生態(tài)系統(tǒng)的各要素之間的依存性與制約性

所謂生態(tài)系統(tǒng)（Ecosystem），是指一定空間中的生物群落（動物、植物、微生物）與其環(huán)境組成的系統(tǒng)，其中各成員借助能量交換和物質(zhì)循環(huán)形成一個有組織的功能復合體。近年，也有學者把人類活動作為生態(tài)系統(tǒng)的要素。在這里“系統(tǒng)”一詞有兩層基本含義：一是它由一些相互依賴、相互作用的部分所組成；二是這些部分按照一定的規(guī)律組織在一起，從而使這個整體具備了統(tǒng)一的功能特性。