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1中國(guó)的水資源問(wèn)題

就目前來(lái)看，我國(guó)面臨的水問(wèn)題主要有三個(gè)：洪澇災(zāi)害頻繁、水資源短缺和水污染嚴(yán)重。

1．1洪澇災(zāi)害頻繁

20世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初，我國(guó)幾大江河流域頻頻發(fā)生洪災(zāi)，1998年發(fā)生在長(zhǎng)江、嫩江和松花江流域的特大洪水，造成全國(guó)29個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）農(nóng)田受災(zāi)面積2229萬(wàn)hm2，死亡4150人，房屋倒塌685萬(wàn)間，直接經(jīng)濟(jì)損失2551億元，這充分暴露了我國(guó)江河堤防薄弱、湖泊調(diào)蓄能力較低等問(wèn)題。近年來(lái)，國(guó)家加大了對(duì)防洪工程的投入，一些重要河流的防洪狀況得到了改善。

1．2水資源短缺

農(nóng)業(yè)方面，現(xiàn)有的0．44億hm2灌溉面積中尚有0．067億hm2灌溉保證率低，不能滿足干旱年份的灌溉要求；工業(yè)及城市用水方面，230個(gè)被調(diào)查城市中，嚴(yán)重缺水的有40多個(gè)，占17％，一般缺水的140個(gè)，占63％。鄱陽(yáng)湖、洞庭湖、太湖、巢湖、洪澤湖五大淡水湖，面積已縮小1／4甚至1／2，水資源短缺問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。

1．3水污染嚴(yán)重

中國(guó)七大水系和內(nèi)陸河流水質(zhì)評(píng)價(jià)的123個(gè)重點(diǎn)河段中，符合《地面水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》1、2類的占25％，符合3類的占27％，屬4、5類的占48％。具有監(jiān)測(cè)資料的200多條河流中，有850條受到污染，230條受到嚴(yán)重污染，有60％的水質(zhì)達(dá)不到飲用水標(biāo)準(zhǔn)，有11％的水質(zhì)不符合農(nóng)業(yè)灌溉要求，有6％的毒物含量超過(guò)污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

2生態(tài)工程定義

不同的學(xué)者對(duì)生態(tài)工程定義有不同的認(rèn)識(shí)。Teal（1991）認(rèn)為生態(tài)工程是基于自然的生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)而非傳統(tǒng)的工程技術(shù)。美國(guó)H．T．Odum將生態(tài)工程定義為“人類利用自然能源對(duì)環(huán)境進(jìn)行控制”，20世紀(jì)80年代后，生態(tài)工程在歐洲及美國(guó)逐漸發(fā)展起來(lái)，提出了生態(tài)工程技術(shù)，即“依據(jù)對(duì)環(huán)境生態(tài)的了解，以最小的投入達(dá)到對(duì)環(huán)境損害最小的一些技術(shù)”。我國(guó)生態(tài)學(xué)家、生態(tài)工程建設(shè)先驅(qū)馬世駿先生給生態(tài)工程下的定義為：“生態(tài)工程是借助生態(tài)系統(tǒng)中物種共生與物質(zhì)循環(huán)再生原理，結(jié)構(gòu)與功能協(xié)調(diào)原則，結(jié)合結(jié)構(gòu)最優(yōu)化方法，設(shè)計(jì)的促進(jìn)分層多級(jí)利用物質(zhì)的生產(chǎn)工藝系統(tǒng)。

3生態(tài)工程的應(yīng)用實(shí)例

3．1生態(tài)工程在解決水資源污染中的應(yīng)用

3．1．1濕地生態(tài)工程設(shè)計(jì)

濕地介于陸地生態(tài)系統(tǒng)和水生生態(tài)系統(tǒng)，水位接近地表，或以淺水形式覆蓋地表。濕地中有周期性的水生植物生長(zhǎng)、終年飽和的土壤水分和不透水層。通過(guò)物理、化學(xué)、生物等過(guò)程使?jié)竦刂形廴疚锝到狻Ⅸi指出可以通過(guò)自然人工濕地減緩水流的速度，增加水力停留時(shí)間，吸收輸入濕地的營(yíng)養(yǎng)成分，濕地植物如蘆葦和水葫蘆能有效地吸收有毒物質(zhì)，有利于毒物和雜質(zhì)的沉淀和排除，截留了68％的氮、43％的鱗；除此之外，還指出人工濕地利用可以吸收氮磷的經(jīng)濟(jì)作物，一方面減少了水體的富營(yíng)養(yǎng)化，另一方面，增加了一定的經(jīng)濟(jì)收入。朱棣等以山東南四湖為例，進(jìn)行人工濕地生態(tài)工程設(shè)計(jì)，利用不同植物種類對(duì)水生生活的適應(yīng)性狀不同，吸收水體中的特定污染物質(zhì)，分別設(shè)立了浮水植物區(qū)、挺水植物區(qū)、沉水植物區(qū)三級(jí)處理污水工藝，對(duì)BOD5處理率為90．8％，COD為80．9％，懸浮物為91．1％，N和P的處理率為80％和75％。

3．1．2緩沖帶截留技術(shù)

緩沖帶，全稱保護(hù)緩沖帶，最早是由美國(guó)農(nóng)業(yè)部國(guó)家自然資源保護(hù)局。緩沖帶是指利用有一定寬度的植被與受納水體隔開(kāi)，減少污染源和河流、湖泊之間的直接連接并且能夠控制土壤侵蝕伴隨的養(yǎng)分流失。劉鵬指出水體岸邊的緩沖林帶通過(guò)控制侵蝕，減少?gòu)搅髦械⒘诐舛龋乐沽魇嗌场B(yǎng)分進(jìn)入河道水體。毛戰(zhàn)坡等指出氮在緩沖帶內(nèi)的截留作用主要是隨泥沙沉降、反硝化作用、植物吸收；磷在緩沖帶內(nèi)的截留主要是磷隨泥沙的沉降及溶解態(tài)磷在土壤和植物殘留物之間的交換，以及緩沖帶土壤中植物根孔的形成有利于過(guò)濾作用的增強(qiáng)和吸附容量的擴(kuò)大。

3．1．3水塘系統(tǒng)

天然的或人工的水塘，通過(guò)其間歇性的雨與河流進(jìn)行水、養(yǎng)分的交換，同時(shí)降低流速，使懸浮物得到沉降，增加水流與生物膜的接觸時(shí)間，水塘對(duì)非點(diǎn)源污染物的滯留和凈化能力很強(qiáng)。劉興國(guó)等以水塘系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種生態(tài)工程化循環(huán)水池塘養(yǎng)殖系統(tǒng)，通過(guò)水質(zhì)交換，使水體水質(zhì)變好，同時(shí)還起到節(jié)水、減排效果。劉鵬利用多水塘系統(tǒng)，以水塘為點(diǎn)、溝渠為線的流域系統(tǒng)，表明多水塘系統(tǒng)能截留來(lái)自農(nóng)業(yè)的氮、磷污染負(fù)荷94％以上。

3．1．4土地處理系統(tǒng)

土地處理系統(tǒng)是將土地處理技術(shù)與多種符合生態(tài)、環(huán)保要求的技術(shù)整合成一個(gè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)區(qū)域污水的循環(huán)處理和資源化利用。劉明輝等利用土壤、微生物、植物組成的生態(tài)系統(tǒng)通過(guò)過(guò)濾、吸附、沉淀、離子交換、微生物轉(zhuǎn)化和植物吸收等來(lái)凈化污水。劉鵬利用高分子如PAM能與水相互作用增加入滲、減少?gòu)搅鞯奶匦詠?lái)改善土壤的結(jié)構(gòu)和增加土壤中團(tuán)聚體的穩(wěn)定性。

3．2生態(tài)工程在解決水資源不足問(wèn)題中的應(yīng)用

當(dāng)前最主要的就是雨水的資源化，不僅可以減輕區(qū)域洪澇，還能夠充分地利用雨水資源。汪毅將生態(tài)工程應(yīng)用到雨水收集利用中，指出利用南方院區(qū)普遍存在的水塘和魚(yú)塘，配以必要的鋼筋混凝土調(diào)節(jié)池，利用天然防滲材料，實(shí)現(xiàn)了利用自然條件來(lái)為工程服務(wù)的初步設(shè)想。王一鈞等采用了自然回收凈化、部分間接利用的雨水回收利用生態(tài)工程，指出利用雨水生態(tài)塘調(diào)蓄雨水凈化的同時(shí)，也提高雨水的利用率上；另外提出水保耕作技術(shù)如帶狀間作技術(shù)、糧草等高帶狀輪作技術(shù)、等高耕作技術(shù)等在不同程度上起到攔蓄徑流、減少土壤沖刷、提高糧食產(chǎn)量的作用。

4展望

本文結(jié)合水資源的現(xiàn)狀，針對(duì)當(dāng)前存在的主要水問(wèn)題，總結(jié)歸納了生態(tài)工程措施在水資源保護(hù)和利用中的應(yīng)用，由于現(xiàn)有資料的限制，本文未能總結(jié)當(dāng)前水利生態(tài)工程的措施，人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到水利工程建設(shè)可能對(duì)環(huán)境帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)，生態(tài)工程在水利建設(shè)上的應(yīng)用將成為研究的重點(diǎn)。

作者：劉莉張曉婉單位：山東師范大學(xué)人口資源與環(huán)境學(xué)院