環境水利
環境水利
研究環境與水利相互關係的科學技術。它作為一門新的綜合學科,正處於開拓階段。
目錄
由水力學和水文學衍生出來的環境水力學、環境水文學是環境水利的基礎學科。在環境學科中,先後形成了環境地質學、環境化學、環境生物學、環境法學等多種學科,都與環境水利有密切的聯繫,也可以認為是它的基礎學科。這些學科都還在繼續豐富和延伸發展,不斷充實環境水利工作的理論基礎。環境水利既研究興修水利對環境產生的影響,也研究環境變化對水利的影響和提出的新任務、新要求,使水利事業趨利避害,更好地發揮改善環境的作用,減少或避免其不利影響。
環境研究和水利研究各自涉及許多領域,環境和水利之間相互影響的範圍更加廣泛。水利建設的根本任務就是減免水旱災害,開發利用水資源,改善人們賴以生產和生活的環境條件。如防洪工程式控制制洪水泛濫,可以創造一個比較安全的環境;灌溉工程為乾旱農田補充水源,可以使低產田獲得豐收,荒地變成綠洲。另一方面,如處置不當,水利工程也會對環境產生不利的後果。如平原地區盲目蓄水,灌區只灌不排,會造成土地鹽漬化、沼澤化;閘壩等攔河建築物截斷航道和魚類洄遊通道,會影響航運和水生物的繁衍。環境的改變也會影響水利。如工礦企業向江河排放大量污水、廢水、廢渣,就會污染水體,降低河道過水能力。半個世紀以來,世界各地污水和廢水排放量迅速增加,而控制水污染的投資和技術措施多不相適應,許多地方水體污染加劇,環境和水利關係的研究日益引起人們的重視。
研究內容 主要有水資源保護,水利工程對環境的影響,流域或區域治理開發的環境問題等。
水資源保護 主要是保護水資源的數量和質量。傳統水利的內容主要側重於水量的保護和開發利用。而保護水質,防治水體污染已成為當今水利工作的主要內容之一。水質變壞到一定程度時,就會使水喪失使用價值,轉化為水量損失,甚至形成公害,後果十分嚴重。水體污染物大量來源於城鎮和工礦企業排放的污水和廢水,也來源於農田排出的含化肥和農藥的退水、航道中船隻排放的污物,以及旅遊區的廢棄物質等。某些水利工程擴大了靜水水面,或減少了水量,降低了流速,使藻類和微生物迅速繁殖,使水流的自凈能力降低,水質下降。
水質保護關係到許多部門,需採取綜合防治措施,控制污染物的排放,擴大水環境容量。辦法是:節約工礦企業和城鎮用水,提高水的重複利用率,降低用水和排水定額;推行技術改造,改進生產流程,發展無污染或少污染的新工藝,處理污水,按規定控制污染物的排放濃度和排放總量,採取各種手段,加強面污染源控制;在水資源開發利用規劃中安排必要的環境用水,以維持通航河道通航、多沙河流沖沙、河口生態平衡,合理利用水的自然凈化能力。有些國家綜合治理已污染的水體,使魚蝦絕跡多年的河道恢復了生機,成效顯著。中國也在1979年頒布了防治水污染的法令,並逐步設立專管機構,開展了水質調查、監測、規劃和治理等項工作(見水質管理)。
水利工程對環境的影響 水利工程對環境影響研究的目的在於發揮工程的綜合效益,消除或減少不利於環境的影響。有些國家很早就開始此項研究。20世紀30年代美國田納西河治理就考慮到殺滅瘧蚊的工程調度方式。許多國家在修建攔河閘壩時早已注意設置過魚設施。但全面研究工程的環境影響問題,是近幾十年水利建設規模逐漸擴大后才受到重視。1969年美國最先把工程的環境影響評價定為制度。70年代國際上有許多學者和團體提出了一些評價方法,並在實踐中得到不斷發展。中國從70年代末已開始對已建水利工程進行環境影響回顧評價,80年代初並規定新建工程都要先期做好環境影響評價。
水利工程環境影響評價分單項工程和工程群兩類。單項工程評價要研究許多有關因子。自然環境因子包括水文、氣候、水域、土壤、地下水、地震、生物、細菌、藻類以及自然景觀等。社會環境因子包括淹沒區和工程範圍內土地佔用和居民遷移安置,工礦交通等基本設施的拆遷重建,以及文物古迹的保護和遷移等。評價步驟大致分為:識別影響因子,篩選重點因子,預測有工程和無工程的環境狀況及其差別,綜合評價有利影響和不利影響,提出減少或消除不利影響的對策和代價。評價方法有矩陣表格法和巴特爾環境評價系統法等(見水利工程環境影響評價)。
對建設目標相似、地理位置相近的由幾項工程組成的工程群,可先進行各單項工程的評價,然後進行工程群體的綜合評價,有的因子可合併研究。評價結論包括工程群的總體影響和單項工程自身的及在群體中的影響。對工程群中影響較大的工程,如河流梯級開發中位置重要、調蓄能力較大的工程,應進行重點評價。
灌溉、引水等工程有多項工程單元,一般以工程單元的整體作為單項工程。
流域或區域治理開發的環境問題 城鎮的不斷發展和城鄉關係的日益密切,使污水治理、供水水源及其保護、防禦洪水、水文情勢的變化等問題的研究涉及到越來越大的範圍,因而提出了按流域或區域研究環境的課題。其評價的方法,可將流域或區域分成若干片分別評價,再歸納幾個片為一個區進行評價,最後綜合成流域的或區域的評價結論。評價中要全面研究工程措施和非工程措施、大中型樞紐工程和面上小型工程的環境問題。流域或區域治理開發的環境影響評價比較複雜,經驗不多。中國在珠江支流東江進行過試點工作,其成果可供小流域參考(見流域治理開發環境影響評價)。
展望 中國的環境水利工作有以下發展趨勢。
①防治水源污染要控制點污染,也要控制面污染。要積極處理污染源,也要重視用水量和水污染預測,以預防為主。水利設施對環境的影響也在擴大。因此,環境水利與江河流域治理和水資源開發利用的關係日益密切,勢必要作為一個大系統,進行統一規劃。
②重視研究水環境改變后對水文、土壤、氣候等自然條件的影響,研究生物種群對水環境變化的適應能力,特別要研究不可逆轉的、潛在的和長期的不利影響,從而提出可允許的水環境變化的程度,使評價和對策有科學的依據。
③綜合分析和單項分析、定量分析和定性分析都是環境影響評價的重要方法,都是決策的依據。在逐步積累經驗以後,要加強綜合分析和定量分析,尤其要加強環境水利經濟的研究,從經濟上定量描述水利與環境之間的關係。
④推行系統分析方法,較全面地論證各水利環境因子的影響及其相互作用。