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环境水利

  环境水利(environmental hydro-science)  研究水利与环境相互之间的关系,以发挥水利优势,减免不利影响,保护和改善环境的学科。环境水利是水利科学与环境科学密切结合,相互渗透的新学科。

  环境水利是以规模庞大、结构复杂、变量众多的大系统为研究对象的;其中,它涉及的水利本身就是一个大系统(参见水利),而涉及的环境(主要是水环境)也是一个大系统。水环境广义指水圈,而通常指江、河、湖、海、地下水等自然环境,以及水库,运河,渠系等人工环境。环境科学所研究的环境,一般是指以人类为主体的外部世界,包括自然环境和社会环境。自然环境是直接或间接影响人类的各种自然因素的总体;社会环境则指人类在自然环境的基础上所创造的人工环境。

  环境水利既研究与水利有关的环境问题(如兴修水利对环境的影响和水害带来的环境问题),也研究与环境有关的水利问题(如环境的改变对水资源,水域和水利工程的影响),包括研究环境与水利的相互要求以及应采取的对策和措施等,是水资源的开发、利用、保护、管理与环境生态相互协调,真正达到兴水利,除水害和改善环境的目的。环境水利也是一项综合性很强的工作,它是传统水利工作的发展和深化,也是环境工作的重要组成部分。

  主要内容

  研究由于兴修水利而引起的环境影响问题 主要包括水利工程环境影响评价和流域规划环境影响等问题。水利工程建设可能出现的主要环境影响问题有:(1)诱发地震引起的环境影响;(2)水库坍岸引起的环境影响;(3)水库淹没浸没引起的环境影响;(4)水文情势改变引起的环境影响;(5)泥沙淤积和河道冲刷引起的环境影响;(6)局地气候变化引起的环境影响;(7)水库水温结构改变引起的环境影响;(8)水库水质变化引起的环境影响;(9)工程建设对珍稀动植物的影响;(10)工程建设对鱼类资源的影响;(11)水库淹没土地及移民安置对地区自然和社会环境的影响;(12)工程建设对当地人群健康状况的影响;(13)工程建设对铁路、公路、航运和漂木的影响;(14)工程建设对自然保护区、风景名胜、文物古迹、疗养区以及重要的政治、军事、文化设施的影响;(15)由于工程兴建所引起的其他特殊的环境影响等。在评价水利工程开发方案时,要评价其对环境的有利影响和不利影响,研究环境指标,并识别其影响的范围,性质和大小,以便采取措施,趋利避害,使不利影响减免到能够接受的程度,使资源开发利用和环境协调发展。

  关于流域规划环境影响评价,尚无成熟的方法。中国曾在广东省东江进行了流域规划环境影响评价工作的试点。

  研究环境对水利的影响 主要是研究水资源保护问题。水资源保护是环境水利中开展得比较早的工作,主要包括地表水和地下水的质和量的保护两个方面,具体内容有:水质调查、水质评价、水质监测、水质标准、水质规划、水质管理(含立法)、水质预测、水质预报、水污染综合防治,以及防止水资源涸竭,维持水资源的永续有效利用的对策和具体技术措施。

  研究环境与水利的相互影响  研究的对象可以是城市,可以是区域,也可以是流域。三者有许多共同之处。例如,不论是城市环境水利,区域环境水利或流域环境水利,在规划中都要考虑水污染的综合防治;对水资源均应遵循合理开发、综合利用、积极保护、科学管理等原则;都应充分考虑自然生态条件,保证各方面的用水(包括水质和水量);都应根据经济发展、工业布局、人口增长、污染物排放量,水体自净能力等因素,选定优化税制管理方案等等。但是,这三种环境水利也各有其不同的内容和特点。

  城市环境水利是以城市为对象研究水利与环境的相互关系,以促进城市环境的改善,减少城市发展对环境的不利影响。城市环境水利的主要内容是:(1)研究城市市区水环境功能(水运,供水,排水,调蓄雨洪);(2)在以地下水为主要水源的城市,研究地下水位下降,地面沉降,泉水枯竭,地下水污染等对环境的影响,提出防治措施;对于滨海城市,则应研究超采地下水引起海水入侵的影响,提出防治措施;(3)研究城市环境用水和节水措施;(4)研究城市污水对市区和周围地区河流,湖泊,水库等水体的污染及其对人群健康的影响,提出污染防治措施;(5)研究城市下垫面改变引起的水文情势和水热平衡变化及其影响;(6)研究城市非点源污染对径流水质的影响;(7)研究城市工业废气引起的酸雨对周围地区水环境的影响等。

  区域环境水利是以区域为对象研究水利与环境的相互关系,以改善区域生态,发挥水利工程的环境效益,减免不利的环境影响。区域环境水利有三种类型:(1)按行政分区类型,如上海地区环境水利,京津地区环境水利等;(2)按自然地理分区类型,如平原地区环境水利,河口地区环境水利等;(3)按资源开发利用分区类型,如山西省能源基地环境水利等。各个区域都具有本地区特点的环境水利问题。例如,上海地区环境水利的主要问题有:防洪排涝,防止水污染,发挥水体多功能作用,防治血吸虫病,长江口的治理问题等。又如,海河平原地区环境水利的主要问题有:地下水开发对环境的影响,洼淀蓄水对环境的影响,城市污水灌溉的影响,水利对土壤环境的影响等,以及解决水资源短缺,防治水污染,增加环境用水和改善区域生态环境的对策及措施。

  流域环境水利是以流域为对象研究水利与环境的相互关系,以改善流域生态,发挥水利工程的环境效益,减免不利的环境影响。流域环境水利的主要内容有:(1)研究流域开发治理对环境的综合影响;(2)研究上,中,下游水利工程与环境之间的相互影响;(3)研究上游水土流失对当地生态及其下游环境的影响和对策;(4)研究上游蓄水和用水对下游环境带来的影响及对策;(5)研究水库调蓄洪水对下游环境的影响及其防治措施;(6)研究流域内点源污染和农田径流非点源污染对河流,湖泊,水库污染的影响及其防治措施;(7)提出为改善生态环境,对流域水利工程规划布局和管理运用的要求。

  基础学科

  环境水利方面,比较成熟的基础学科有:环境水力学,环境水文学,环境水化学,环境水生物学等。

  环境水力学 研究污染物质在水体中扩散与输移规律及其应用的学科。环境水力学研究的主要内容包括:污染物质在水体中的混合输移的基本理论;污染物质在水体中的混合输移过程;混合输移的数值计算和实验研究及其在水利工程环境影响评价和水资源保护等方面的应用。

  环境水文学 研究人类活动引起的水文情势变化及其与环境之间相互关系的学科。环境水文学史以水文循环的机理,把水量与水质密切联系起来,从事与环境密切相关的水文研究。

  环境水化学 研究在人类活动环境与水体化学性质的形成、发展、演变和效应之间相互关系的学科。

  环境水生物学 研究人类活动影响的水环境与水生物之间相互作用关系的学科。

  环境水利正处于发展时期,在环境水文地质,环境水利经济,环境水利美学,环境水利工程等方面,还可能形成新的分支学科。

  世界各国曾先后对环境水利的有关课题和基础学科进行了研究,做了大量实际工作,取得了显著成果。20世纪70年代末,中国把环境水利作为一门新学科,进行了多方面的研究,并于1981年10月成立了中国水利学会环境水利研究会。随后有关部门在水资源保护,水利工程环境影响评价,流域规划环境影响评价,流域(区域)环境水利,城市环境水利以及有关分支学科方面,进行了许多工作。

  发展方向与趋势

  (1)流域是研究水利的自然地理单元,故把流域的水体资源进行统一开发、利用、保护和管理,是研究环境水利的总的发展趋势。

  (2)为了有目的地调控生态系统演变的过程,使环境定向地朝着有利于人类生产、生活的方向发展,把生态系统的自然演变与经济,社会系统结合在一起来研究,是环境水利研究的另一个发展趋势。

  (3)环境水利涉及到经济效益,社会效益和环境效益,需要尽可能地在定性基础上发展定量化技术和无价格因素货币化技术,以便采用统一的经济价值尺度,进行环境水利经济分析,从经济上定量地描述水利与环境相互之间的关系。

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