生态水利工程服务于绿色农业水资源配置价值研究

尚 特

(石家庄水文水资源勘测局，河北 石家庄 050000)

1 研究背景

自然环境(生态系统)和社会经济(经济系统)两个系统相互耦合相互联系，形成具有一定社会功能的复杂生态经济系统[1，2]。生态系统是经济系统的基础，同时又反作用于经济系统，具体结构和功能的类型；经济系统在生态系统下得以发展，同时又反作用于生态系统，使其朝着良性或恶性方向发展。生态系统和经济系统有效结合既能促进经济发展又能解决环境危机。以水资源为核心的生态系统和经济系统结合称为生态水利工程，与传统水利工程的本质差异在于：传统水利工程以工程技术为主，以实现经济增长为单一目标，忽视或放弃了生态系统的发展需求。生态水利工程兼顾生态环境和社会经济发展，为自然和社会同时服务，生态水利工程是未来的发展趋势。

2 绿色农业与生态水利工程

绿色农业通过科学指导和技术提升全面提升农业经济效益，同时注重农产品的产品安全及生态环境的环境安全，实现农业经济与环境的可持续发展[3，4]。绿色农业是适应我国国情的新农业发展模式。水利工程是提高农业产量的关键部分，劳动人民通过修建河流，修改水道，建立堤坝等措施实现对农作物的灌溉，提高农作物的年产量。但在控制水流过程中，由于改变了自然水的生态系统，或者把水流从原始系统中分离出来，存在水资源浪费，水自净能力降低，以及改变河流环境导致动物栖息场所遭到破坏等负面影响，可能会造成水资源短缺，生态系统失衡等问题，不符合绿色农业可持续发展的理念。生态水利工程顺应自然发展规律，以提高农作物产量为前提，既满足绿色农业的发展需求，提高农作物产量；又能保证环境的可持续发展。与传统水利工程相比，生态水利工程具有以下几个特点：首先，生态水利工程在平衡当地人口、地理环境、社会资源等多项因素下建设实施，遵循生态经济学原理，结合科学技术与思想指导水利工程的规划、设计、建设和管理，实现水利工程高效发展的同时合理节约水资源。其次，生态水利工程体现了人类与资源及环境和谐共处原则，有利于促进社会经济及生态环境的可持续发展。

3 生态水利工程研究现状

1998年，我国研究者刘昌明提出水转化是评价水资源的基础，建议将生态水利和环境水利结合在一起进行水资源供需平衡的研究[5]。我国研究员通过研究新疆部分区域河流，建立了路面水量-水质量-生态环境的耦合系统模型，并分析了三者之间的联系。2002年，董哲仁教授提出生态水工学-人与自然和谐工程[6]。他提出，健全的生态系统是水体与生物群落互相依存的系统，系统中的水体有自净化能力。

4 基本原则

生态水利工程服务于绿色农业水资源配置要遵循几个原则：首先在流域尺度内，生态水利工程的设计人员要科学的对水体和生物系统进行收集和调研，要明确在自然进化过程中，流域内生物群落对水体的依赖关系以及生物群落在遭到外界干扰作用力下的抵抗能力和恢复能力；生态水利工程的管理人员要利用生态系统的观点作为生态水利工程的管理工具，以提高农产品质量为首要目标实现对水资源最大化利用。生态水利工程服务于绿色农业，因此要保持“增产”核心不动摇[7，8]。在水利工程开发、建设、施工及实施管理过程中，要注重与当地环境结合，以国家规定标准为参考基础，实现对环境不破坏，对产地不破坏的两个“不破坏”目标。在“增产”的同时要“保质”，因此水利工程要严格保证水的质量。在水利工程设计过程中，要注意结合自然水的循环方式。如尽可能保证水利工程项目中水流方向与流域中水流方向一致，不能背道而驰，增加水利工程的难度，降低对水资源的利用率。要使生态水利工程更好的服务于绿色农业，就需要对地理环境进行综合考察，结合所在地理环境的土壤情况和地势情况对水资源进行合理配置。同时，需要对水资源的质量进行深入了解，重视水资源流转的机制。在完成整个供水渠道后不能随意更改水资源运作路线，以免产生干扰，使土地资源与水利工程之间的良好协作遭到破坏。

5 面临的挑战

生态水利工程是多学科结合的工程，不但要掌握水在气候系统中的变化情况，还要掌握水在具体地理环境中的转移规律，以及一些特性生物群落与水体之间的依存关系。根据多学科的技术手段，协调水利工程供水、供电、泄洪、防洪、航运的实际经济效益与生态系统之间的关系[9，10]。生态水利工程在实际应用中，会遇到很多问题，需要多学科多角度分析并采取相应措施。以在海拔3000 m上的一条河流建立生态水利工程为例，既要实现防洪灌溉又要实现水力发电。在建设工程中要考虑河内生态系统的维护，如果贸然阻断河流的连续性，必然会对水里的鱼群产生负面影响。另外，要考虑多功能协作的弊端，如水力发电可能导致在灌溉时泄低温水，影响农作物的生长和最终产量。因此，需要进行大量调研及监测，甚至进行数次的实验模拟来获取以及相关信息。在调研过程中，需要多学科结合，如水温的监测是一个比较复杂的问题。海拔3000 m，昼夜温差大，在冬季时水库浅层的水会结冰，因此在进行水温监测时，需要从大量气象信息中获得温度数据，除此之外，还需要获得河流入库时的水温实时监测数据，利用获取信息进行数学模型的建立。同时需要考虑到农作物的低温耐受性，农作物最低可承受何种程度的温度？是所有农作物还是部分农作物不能承受低温？由此来决定需不需要进行分层取水的设计。通过多方面数据支持改进数学模型，服务于生态水利工程建设。

6 建议

为更好服务于绿色农业发展，需要建设生态水利工程。在设计时，需要采用科学化的设计思想，并根据实际生态环境对建设工程进行调整。在具体生态水利工程服务于绿色农业水资源配置的应用中，提出以下几点建议：

(1)分析可操作性，绿色农业是国家发展必然趋势，而水利工程在投资和监管上仍不到位。目前生态水利工程还存在投资少，管理不到位问题，因此要增加资金的投入并做到严格有效的监管。

(2)提高生态水利工程建设技术人员的综合素质，生态水利工程工程巨大，建设周期长，且需要根据特殊地理环境进行方案改进，需要技术人员具备专业的科学素养。

(3)生态水利工程的建立是为了实现经济与环境的协同发展，因此必须提高生态水利工程的利用率。所以，在建设生态水利工程之前，要合理选择工程位置。

(4)国家政府部门要及时推进生态水利工程服务于绿色农业，如制定农药使用标准，在生态水利工程发挥作用的基础上，严格监管绿色农业的其他关键环节，确保绿色农业长期稳定可持续发展。

7 结语

绿色农业是国家和社会未来发展的重要方向，也是提升社会生产效率和节约能源的重要工作内容。在面对大力发展绿色农业的环境下，针对水资源配置和利用的研究层出不穷。生态水利工程结合生态系统和经济系统，符合绿色农业的发展需求。生态水利工程服务于绿色农业是我国国情所需，是未来发展趋势。生态水利工程既可以满足绿色农业对水的需求，促进农产品增产，又可以保护生态环境，改善水资源分布不均的问题。本文对生态水利工程在建设时需要遵循的原则、面临的挑战进行了分析，并提出了四点建议，希望可以完善生态水利工程的具体服务工作内容，为农业水资源配置事业保驾护航，促进生态水利工程更好地服务于绿色农业。