生態(tài)水利工程服務(wù)于綠色農(nóng)業(yè)水資源配置價值研究

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(tǒng))和社會經(jīng)濟(經(jīng)濟系統(tǒng))兩個系統(tǒng)相互耦合相互聯(lián)系，形成具有一定社會功能的復(fù)雜生態(tài)經(jīng)濟系統(tǒng)[1，2]。生態(tài)系統(tǒng)是經(jīng)濟系統(tǒng)的基礎(chǔ)，同時又反作用于經(jīng)濟系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)和功能的類型；經(jīng)濟系統(tǒng)在生態(tài)系統(tǒng)下得以發(fā)展，同時又反作用于生態(tài)系統(tǒng)，使其朝著良性或惡性方向發(fā)展。生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)有效結(jié)合既能促進經(jīng)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(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)結(jié)合稱為生態(tài)水利工程，與傳統(tǒng)水利工程的本質(zhì)差異在于：傳統(tǒng)水利工程以工程技術(shù)為主，以實現(xiàn)經(jīng)濟增長為單一目標，忽視或放棄了生態(tài)系統(tǒng)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(jīng)濟發(fā)展，為自然和社會同時服務(wù)，生態(tài)水利工程是未來的發(fā)展趨勢。

2 綠色農(nóng)業(yè)與生態(tài)水利工程

綠色農(nóng)業(yè)通過科學(xué)指導(dǎo)和技術(shù)提升全面提升農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益，同時注重農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)品安全及生態(tài)環(huán)境的環(huán)境安全，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展[3，4]。綠色農(nóng)業(yè)是適應(yīng)我國國情的新農(nóng)業(yè)發(fā)展模式。水利工程是提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的關(guān)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(xiàn)對農(nóng)作物的灌溉，提高農(nóng)作物的年產(chǎn)量。但在控制水流過程中，由于改變了自然水的生態(tài)系統(tǒng)，或者把水流從原始系統(tǒng)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(dǎo)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(tǒng)失衡等問題，不符合綠色農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的理念。生態(tài)水利工程順應(yīng)自然發(fā)展規(guī)律，以提高農(nóng)作物產(chǎn)量為前提，既滿足綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求，提高農(nóng)作物產(chǎn)量；又能保證環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。與傳統(tǒng)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?shù)厝丝凇⒌乩憝h(huán)境、社會資源等多項因素下建設(shè)實施，遵循生態(tài)經(jīng)濟學(xué)原理，結(jié)合科學(xué)技術(shù)與思想指導(dǎo)水利工程的規(guī)劃、設(shè)計、建設(shè)和管理，實現(xiàn)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(xiàn)了人類與資源及環(huán)境和諧共處原則，有利于促進社會經(jīng)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(xiàn)狀

1998年，我國研究者劉昌明提出水轉(zhuǎn)化是評價水資源的基礎(chǔ)，建議將生態(tài)水利和環(huán)境水利結(jié)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(zhì)量-生態(tài)環(huán)境的耦合系統(tǒng)模型，并分析了三者之間的聯(lián)系。2002年，董哲仁教授提出生態(tài)水工學(xué)-人與自然和諧工程[6]。他提出，健全的生態(tài)系統(tǒng)是水體與生物群落互相依存的系統(tǒng)，系統(tǒng)中的水體有自凈化能力。

4 基本原則

生態(tài)水利工程服務(wù)于綠色農(nóng)業(yè)水資源配置要遵循幾個原則：首先在流域尺度內(nèi)，生態(tài)水利工程的設(shè)計人員要科學(xué)的對水體和生物系統(tǒng)進行收集和調(diào)研，要明確在自然進化過程中，流域內(nèi)生物群落對水體的依賴關(guān)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(fù)能力；生態(tài)水利工程的管理人員要利用生態(tài)系統(tǒng)的觀點作為生態(tài)水利工程的管理工具，以提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量為首要目標實現(xiàn)對水資源最大化利用。生態(tài)水利工程服務(wù)于綠色農(nóng)業(yè)，因此要保持“增產(chǎn)”核心不動搖[7，8]。在水利工程開發(fā)、建設(shè)、施工及實施管理過程中，要注重與當?shù)丨h(huán)境結(jié)合，以國家規(guī)定標準為參考基礎(chǔ)，實現(xiàn)對環(huán)境不破壞，對產(chǎn)地不破壞的兩個“不破壞”目標。在“增產(chǎn)”的同時要“保質(zhì)”，因此水利工程要嚴格保證水的質(zhì)量。在水利工程設(shè)計過程中，要注意結(jié)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(wù)于綠色農(nóng)業(yè)，就需要對地理環(huán)境進行綜合考察，結(jié)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(zhì)量進行深入了解，重視水資源流轉(zhuǎn)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(chǎn)生干擾，使土地資源與水利工程之間的良好協(xié)作遭到破壞。

5 面臨的挑戰(zhàn)

生態(tài)水利工程是多學(xué)科結(jié)合的工程，不但要掌握水在氣候系統(tǒng)中的變化情況，還要掌握水在具體地理環(huán)境中的轉(zhuǎn)移規(guī)律，以及一些特性生物群落與水體之間的依存關(guān)系。根據(jù)多學(xué)科的技術(shù)手段，協(xié)調(diào)水利工程供水、供電、泄洪、防洪、航運的實際經(jīng)濟效益與生態(tài)系統(tǒng)之間的關(guān)系[9，10]。生態(tài)水利工程在實際應(yīng)用中，會遇到很多問題，需要多學(xué)科多角度分析并采取相應(yīng)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(xiàn)防洪灌溉又要實現(xiàn)水力發(fā)電。在建設(shè)工程中要考慮河內(nèi)生態(tài)系統(tǒng)的維護，如果貿(mào)然阻斷河流的連續(xù)性，必然會對水里的魚群產(chǎn)生負面影響。另外，要考慮多功能協(xié)作的弊端，如水力發(fā)電可能導(dǎo)致在灌溉時泄低溫水，影響農(nóng)作物的生長和最終產(chǎn)量。因此，需要進行大量調(diào)研及監(jiān)測，甚至進行數(shù)次的實驗?zāi)M來獲取以及相關(guān)信息。在調(diào)研過程中，需要多學(xué)科結(jié)合，如水溫的監(jiān)測是一個比較復(fù)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(jié)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(shù)據(jù)，除此之外，還需要獲得河流入庫時的水溫實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用獲取信息進行數(shù)學(xué)模型的建立。同時需要考慮到農(nóng)作物的低溫耐受性，農(nóng)作物最低可承受何種程度的溫度？是所有農(nóng)作物還是部分農(nóng)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(shè)計。通過多方面數(shù)據(jù)支持改進數(shù)學(xué)模型，服務(wù)于生態(tài)水利工程建設(shè)。

6 建議

為更好服務(wù)于綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展，需要建設(shè)生態(tài)水利工程。在設(shè)計時，需要采用科學(xué)化的設(shè)計思想，并根據(jù)實際生態(tài)環(huán)境對建設(shè)工程進行調(diào)整。在具體生態(tài)水利工程服務(wù)于綠色農(nóng)業(yè)水資源配置的應(yīng)用中，提出以下幾點建議：

(1)分析可操作性，綠色農(nóng)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(shè)技術(shù)人員的綜合素質(zhì)，生態(tài)水利工程工程巨大，建設(shè)周期長，且需要根據(jù)特殊地理環(huán)境進行方案改進，需要技術(shù)人員具備專業(yè)的科學(xué)素養(yǎng)。

(3)生態(tài)水利工程的建立是為了實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的協(xié)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(shè)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(wù)于綠色農(nóng)業(yè)，如制定農(nóng)藥使用標準，在生態(tài)水利工程發(fā)揮作用的基礎(chǔ)上，嚴格監(jiān)管綠色農(nóng)業(yè)的其他關(guān)鍵環(huán)節(jié)，確保綠色農(nóng)業(yè)長期穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展。

7 結(jié)語

綠色農(nóng)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(chǎn)效率和節(jié)約能源的重要工作內(nèi)容。在面對大力發(fā)展綠色農(nóng)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(jié)合生態(tài)系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)，符合綠色農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。生態(tài)水利工程服務(wù)于綠色農(nóng)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(nóng)業(yè)對水的需求，促進農(nóng)產(chǎn)品增產(chǎn)，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(shè)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(wù)工作內(nèi)容，為農(nóng)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(wù)于綠色農(nóng)業(yè)。