尚 特

(石家莊水文水資源勘測局，河北 石家莊 050000)

1 研究背景

自然環(huán)境(生態(tài)系統)和社會經濟(經濟系統)兩個系統相互耦合相互聯系，形成具有一定社會功能的復雜生態(tài)經濟系統[1，2]。生態(tài)系統是經濟系統的基礎，同時又反作用于經濟系統，具體結構和功能的類型；經濟系統在生態(tài)系統下得以發(fā)展，同時又反作用于生態(tài)系統，使其朝著良性或惡性方向發(fā)展。生態(tài)系統和經濟系統有效結合既能促進經濟發(fā)展又能解決環(huán)境危機。以水資源為核心的生態(tài)系統和經濟系統結合稱為生態(tài)水利工程，與傳統水利工程的本質差異在于：傳統水利工程以工程技術為主，以實現經濟增長為單一目標，忽視或放棄了生態(tài)系統的發(fā)展需求。生態(tài)水利工程兼顧生態(tài)環(huán)境和社會經濟發(fā)展，為自然和社會同時服務，生態(tài)水利工程是未來的發(fā)展趨勢。

2 綠色農業(yè)與生態(tài)水利工程

綠色農業(yè)通過科學指導和技術提升全面提升農業(yè)經濟效益，同時注重農產品的產品安全及生態(tài)環(huán)境的環(huán)境安全，實現農業(yè)經濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[3，4]。綠色農業(yè)是適應我國國情的新農業(yè)發(fā)展模式。水利工程是提高農業(yè)產量的關鍵部分，勞動人民通過修建河流，修改水道，建立堤壩等措施實現對農作物的灌溉，提高農作物的年產量。但在控制水流過程中，由于改變了自然水的生態(tài)系統，或者把水流從原始系統中分離出來，存在水資源浪費，水自凈能力降低，以及改變河流環(huán)境導致動物棲息場所遭到破壞等負面影響，可能會造成水資源短缺，生態(tài)系統失衡等問題，不符合綠色農業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念。生態(tài)水利工程順應自然發(fā)展規(guī)律，以提高農作物產量為前提，既滿足綠色農業(yè)的發(fā)展需求，提高農作物產量；又能保證環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。與傳統水利工程相比，生態(tài)水利工程具有以下幾個特點：首先，生態(tài)水利工程在平衡當地人口、地理環(huán)境、社會資源等多項因素下建設實施，遵循生態(tài)經濟學原理，結合科學技術與思想指導水利工程的規(guī)劃、設計、建設和管理，實現水利工程高效發(fā)展的同時合理節(jié)約水資源。其次，生態(tài)水利工程體現了人類與資源及環(huán)境和諧共處原則，有利于促進社會經濟及生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

3 生態(tài)水利工程研究現狀

1998年，我國研究者劉昌明提出水轉化是評價水資源的基礎，建議將生態(tài)水利和環(huán)境水利結合在一起進行水資源供需平衡的研究[5]。我國研究員通過研究新疆部分區(qū)域河流，建立了路面水量-水質量-生態(tài)環(huán)境的耦合系統模型，并分析了三者之間的聯系。2002年，董哲仁教授提出生態(tài)水工學-人與自然和諧工程[6]。他提出，健全的生態(tài)系統是水體與生物群落互相依存的系統，系統中的水體有自凈化能力。

4 基本原則

生態(tài)水利工程服務于綠色農業(yè)水資源配置要遵循幾個原則：首先在流域尺度內，生態(tài)水利工程的設計人員要科學的對水體和生物系統進行收集和調研，要明確在自然進化過程中，流域內生物群落對水體的依賴關系以及生物群落在遭到外界干擾作用力下的抵抗能力和恢復能力；生態(tài)水利工程的管理人員要利用生態(tài)系統的觀點作為生態(tài)水利工程的管理工具，以提高農產品質量為首要目標實現對水資源最大化利用。生態(tài)水利工程服務于綠色農業(yè)，因此要保持“增產”核心不動搖[7，8]。在水利工程開發(fā)、建設、施工及實施管理過程中，要注重與當地環(huán)境結合，以國家規(guī)定標準為參考基礎，實現對環(huán)境不破壞，對產地不破壞的兩個“不破壞”目標。在“增產”的同時要“保質”，因此水利工程要嚴格保證水的質量。在水利工程設計過程中，要注意結合自然水的循環(huán)方式。如盡可能保證水利工程項目中水流方向與流域中水流方向一致，不能背道而馳，增加水利工程的難度，降低對水資源的利用率。要使生態(tài)水利工程更好的服務于綠色農業(yè)，就需要對地理環(huán)境進行綜合考察，結合所在地理環(huán)境的土壤情況和地勢情況對水資源進行合理配置。同時，需要對水資源的質量進行深入了解，重視水資源流轉的機制。在完成整個供水渠道后不能隨意更改水資源運作路線，以免產生干擾，使土地資源與水利工程之間的良好協作遭到破壞。

5 面臨的挑戰(zhàn)

生態(tài)水利工程是多學科結合的工程，不但要掌握水在氣候系統中的變化情況，還要掌握水在具體地理環(huán)境中的轉移規(guī)律，以及一些特性生物群落與水體之間的依存關系。根據多學科的技術手段，協調水利工程供水、供電、泄洪、防洪、航運的實際經濟效益與生態(tài)系統之間的關系[9，10]。生態(tài)水利工程在實際應用中，會遇到很多問題，需要多學科多角度分析并采取相應措施。以在海拔3000 m上的一條河流建立生態(tài)水利工程為例，既要實現防洪灌溉又要實現水力發(fā)電。在建設工程中要考慮河內生態(tài)系統的維護，如果貿然阻斷河流的連續(xù)性，必然會對水里的魚群產生負面影響。另外，要考慮多功能協作的弊端，如水力發(fā)電可能導致在灌溉時泄低溫水，影響農作物的生長和最終產量。因此，需要進行大量調研及監(jiān)測，甚至進行數次的實驗模擬來獲取以及相關信息。在調研過程中，需要多學科結合，如水溫的監(jiān)測是一個比較復雜的問題。海拔3000 m，晝夜溫差大，在冬季時水庫淺層的水會結冰，因此在進行水溫監(jiān)測時，需要從大量氣象信息中獲得溫度數據，除此之外，還需要獲得河流入庫時的水溫實時監(jiān)測數據，利用獲取信息進行數學模型的建立。同時需要考慮到農作物的低溫耐受性，農作物最低可承受何種程度的溫度？是所有農作物還是部分農作物不能承受低溫？由此來決定需不需要進行分層取水的設計。通過多方面數據支持改進數學模型，服務于生態(tài)水利工程建設。

6 建議

為更好服務于綠色農業(yè)發(fā)展，需要建設生態(tài)水利工程。在設計時，需要采用科學化的設計思想，并根據實際生態(tài)環(huán)境對建設工程進行調整。在具體生態(tài)水利工程服務于綠色農業(yè)水資源配置的應用中，提出以下幾點建議：

(1)分析可操作性，綠色農業(yè)是國家發(fā)展必然趨勢，而水利工程在投資和監(jiān)管上仍不到位。目前生態(tài)水利工程還存在投資少，管理不到位問題，因此要增加資金的投入并做到嚴格有效的監(jiān)管。

(2)提高生態(tài)水利工程建設技術人員的綜合素質，生態(tài)水利工程工程巨大，建設周期長，且需要根據特殊地理環(huán)境進行方案改進，需要技術人員具備專業(yè)的科學素養(yǎng)。

(3)生態(tài)水利工程的建立是為了實現經濟與環(huán)境的協同發(fā)展，因此必須提高生態(tài)水利工程的利用率。所以，在建設生態(tài)水利工程之前，要合理選擇工程位置。

(4)國家政府部門要及時推進生態(tài)水利工程服務于綠色農業(yè)，如制定農藥使用標準，在生態(tài)水利工程發(fā)揮作用的基礎上，嚴格監(jiān)管綠色農業(yè)的其他關鍵環(huán)節(jié)，確保綠色農業(yè)長期穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

7 結語

綠色農業(yè)是國家和社會未來發(fā)展的重要方向，也是提升社會生產效率和節(jié)約能源的重要工作內容。在面對大力發(fā)展綠色農業(yè)的環(huán)境下，針對水資源配置和利用的研究層出不窮。生態(tài)水利工程結合生態(tài)系統和經濟系統，符合綠色農業(yè)的發(fā)展需求。生態(tài)水利工程服務于綠色農業(yè)是我國國情所需，是未來發(fā)展趨勢。生態(tài)水利工程既可以滿足綠色農業(yè)對水的需求，促進農產品增產，又可以保護生態(tài)環(huán)境，改善水資源分布不均的問題。本文對生態(tài)水利工程在建設時需要遵循的原則、面臨的挑戰(zhàn)進行了分析，并提出了四點建議，希望可以完善生態(tài)水利工程的具體服務工作內容，為農業(yè)水資源配置事業(yè)保駕護航，促進生態(tài)水利工程更好地服務于綠色農業(yè)。