生态水文与水环境关系研究

来源:用户上传      作者:

　　摘要：目前我国对生态水文的研究还处于发展阶段，对水文的形成过程与模型的分析水平较低，加强生态水文的过程研究有利于实现水环境治理。基于此，本文以生态水文与水环境关系作为研究对象，分析生态水文过程中对水环境造成的影响，应用生态修复技术和湿地生态保护工程等方式实现水环境的综合治理。
　　关键词：生态水文;水环境;影响分析
　　中图分类号：X143 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）06-0-02
　　DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.110
　　Abstract：At present， the research on eco-hydrology in China is still in the developing stage， and the analysis level of the formation process and model of hydrology is relatively low. Strengthening the research on the process of eco-hydrology is conducive to the realization of water environment governance. Based on this， this paper takes the relationship between eco-hydrology and water environment as the research object， analyses the impact of eco-hydrology on water environment， and realizes the comprehensive management of water environment by applying ecological restoration technology and wetland ecological protection engineering.
　　Key words：Ecological hydrology;Water environment;Impact analysis
　　早期生態水文与生态湿地系统关系密切，人们探究生态水文是为了了解水文因素如何影响湿地系统的发育，随后人们确定了水生生态系统和陆地生态系统中间的过渡带，对生物循环有着重要的影响，这就是生态水文学说的最早发展阶段。当水资源的承载能力超过一定范围时，河流就会断流，进而导致水生态环境遭受严重破坏，因此，对水生态环境的保护至关重要。
　　1 自然水环境下的生态水文与水环境关系
　　生态水文学的研究对象是自然生态与生态过程变化水文学，生态过程和水循环的过程相互作用，生态与水文相耦合时生物和水分之间发生着密切的联系。自然生态系统就是生态水文的重要研究目标，无论是湿地，还是湖泊或河流，都属于生态水文的过程。一直以来，随着社会经济的发展与科学技术的进步，人们的生活水平不断提高，人类的活动对水环境造成了影响，进一步影响到自然界中水循环的过程。比如，为了推动生产活动，人们会在流域的下垫面进行水利改造工程，地表水蒸发过程被改变;人们为了蓄水而修建水库，在充分利用该流域的水资源的同时，也改变了水资源动力条件，水库周围的生态格局发生变化，水文过程受到影响。
　　生态水文过程中，无论是生物体还是水环境，二者都在进行水分的交换，水环境影响着水体生物。如果水环境质量高且具有安全性，那么水体生物的生长态势就会良好，水体生物不断发展，促进水环境的优化，从而形成良性循环。如果生态水文过程存在良性循环，水环境质量也会愈加改善，不管是涵养水源还是调节径流，都会起到保护水环境的作用。当前国内外学者对水环境与生态水文的研究主要体现在被动治理的角度，面对环境日渐退化和自然资源不断减少，人们不得不被动的寻找治理水环境的对策，希望通过有效治理恢复水系统[1]。
　　2 生态水文过程对水环境的影响
　　2.1 地貌分异特征的影响
　　河流与湖泊演化腹地就是流域，在流域内生态水文过程的发展与变化可以从河流和湖泊的生态特征上找到特点。现如今，人类的活动对河流湖泊的影响主要体现在两个角度：（1）人类活动对河流与湖泊产生直接性作用。（2）人类对水文生态过程造成过度管理。无论是哪一角度，都会对河流湖泊产生危害影响，其中过度管理的影响更严重，甚至有着较强的潜在性。人们过去管理的时候，经常将目光只放在河流和湖泊自身上，而流域的深层次变化却没有注意到。因此，人类对流域的管理经常达不到预期目标。流域边界是水和陆地的分水岭，人们利用水与陆地的交界处，通过河流中泓线研究可以画出剖面图，根据剖面图的信息完成流域管理。在管理的时候因为地区分异，只能应用末端治理分析流域尺度[2]。
　　2.2 流域尺度上的影响
　　随着全球内覆地变化影响加深，人们对土地利用的研究不断深入，生态水文在流域尺度方面的研究有了新的进展。流域生态的研究使人们注意到了流域尺度的影响，对流域尺度角度的生态水文过程变化、生态格局以及水质效应研究持续深入，各方面产生的综合影响让人们与生态水文过程有了新的认识。虽然人们对流域尺度与生态水文效应的研究分析还不够深入，相关模型已初步建立，但是人们通过对非点源污染的研究，了解到在某一格局内一直变化的非点源污染物负荷量情况，接下来还会进一步分析流域生态水文中生态的影响过程。
　　2.3 对水体理化生的影响
　　为了保护水体环境，将所有因素对生态水文的影响降到最低，人们必须进行流域综合治理。治理的关键在于研究水体理化特征，观察水体理化特征变化情况，在制定各个阶段的实验计划时，人们会从河流管理方式和生态水文模型入手，但是研究成果还不够明显，需要进一步结合实际情况加以分析。 　　德国柏林年降雨量500mm，年蒸发量400～600mm，枯水期时大量污水处理厂的出水作为湖泊进水，污水处理厂处理量和雨水径流量几乎为同样量级。半封闭式自循环排水系统使城市的污水进入了湖泊，湖泊不能富营养化，然后取深井自然水水源再利用。德国自然水不是地表取水，而是经过河流与湖泊进入地下取水，为了保护取水水源，人们采用除磷的方式处理污水。柏林在水环境治理方面，除了污染治理，还有雨洪管理，包括河流管网改造。其目标是2020年要实现河流管网总水量小于雨水径流总量20%，径流量大于河流管理的雨水量。
　　3 生态水文过程中水环境综合治理对策
　　人们在早期研究中，先对水里的鱼类进行研究，分析鱼类的功能与种群结构，探究影响鱼类生存的因素，随着研究的深入生态水文的研究内容不断丰富。在生态安全管理与维护方面，研究人员探究水动力条件的变化情况，使水资源生态过程与结构随之发生变化，从而提高了生态水文环境治理水平。
　　3.1 应用生态修复技术治理水环境
　　3.1.1 水生植物修复技术
　　水生植物可以和水中污染物在某种环境内实现工程，并利用生态系统内相互竞争的关系控制对方继续繁衍。利用人工湿地技术可以有效处理环境污染问题，特别是工业废水，即充分利用理化生作用净化工业废水，有效改善水体质量，此外湿地可以去除水中的悬浮物，并起到良好的過滤作用。
　　3.1.2 生物膜法处理技术
　　这种技术以天然材料为载体，利用载体的表面积为微生物提供生长空间，让微生物可以附着在天然材料上，有效降解目标污染物。这种方法周期比较短，能够降低水治理成本。
　　3.1.3 水生动物修复技术
　　生态水文过程中，水生动物种类较多，他们的食物种类繁杂，例如水藻和有机物都可以作为它们的食物。使用水生动物修复技术治理水环境，有利于提高水体的透明度，减少水体中大量悬浮物，将水生动物的食物链不断延长，起到良好的水体净化作用。与此同时，还应该做好水生动物的比例配合，防止各类水生动物繁衍过程，从而改善生态水文中水环境物质循环，减少水中有机物含量，调节水生态系统[3]。
　　3.2 启动湿地生态保护工程
　　上文提到过，湿地生态保护对水文生态过程有着积极的影响，良好的湿地环境可以有效保护水环境，不仅能治理水污染，还能够加快水环境修复。湿地有着净化功能，可以提高水体质量，并调配水资源用量情况，吸收水体中杂质，降解各类污染物，全方位净化各流域的水资源。现如今，我国湿地面积逐年缩小，湿地保护工程迫在眉睫。
　　某省湿地生物种类较多，生态功能较强，全省湿地内有着超过两百亿吨的淡水，是水资源安全的生态保障。该地区湿地内有着众多高等植物和脊椎动物，大量野生物种生活在湿地地区，为了推进湿地生态保护工程，全省在近十年来建立了100余处湿地公园，形成了完善的湿地生态保护网络，将湿地保护率提高到35%。2019年，该省继续深入湿地生态保护工程与修复工程，对农村地区的湿地进行保护，争取在2025年将全省湿地保护率提升到65%以上，加强对湿地用途的监管，扩大湿地面积的同时增加生态功能，维护生物多样性，优化生态水文进程。
　　3.3 充分认识流域治理与区域治理相结合的必要性
　　对于生态水文治理来说，流域治理是生态系统治理的基本方式，流域得到治理后，生态系统初步实现可持续，在治理水环境的时候，还应该对不同区域加以治理，部分地区重点治理。
　　某市从去年开始就实施了水系环境治理工程，主城区水系生态修复工程、水体治理工程、雨水污水分流工程以及各大污水处理厂改造工程逐渐施工，近年1月份城区内多处不达标水体被治理，水系生态初步改善。为了继续提高水质量，全市引调水量超过6亿m3，水库地区生态修复工程正式开展。与此同时，该市将加大不达标水体治理力度，彻底消除多去不达标水体，实施江河湖水系联通工程，通过各类工程改善湖泊引水与输水条件，通过雨水污水分流提高污水处理厂的污水收纳力。最后，该市计划在2019年进行再生水厂建设，将污水处理后的水继续利用，实现全市范围的水循环，从而改善水生态环境，营造良好的水文生态系统。
　　4 总结
　　总而言之，政府可以利用经济杠杆的积极作用，对冶金行业和化工行业等造成水体污染的企业收取排污费用，通过差额水价的方式提高对水污染的治理力度。分析生态水文与水环境之间的关系，探究生态水文过程对水环境造成的影响，随着人们研究的不断深入，水环境治理对策也将更加完善。
　　参考文献
　　[1]朱晓红.生态水文与水环境关系研究探析[J].河北水利，2017（12）：42.
　　[2]张俊凯.生态水文过程对水环境的影响分析[J].科技创新与应用，2016（04）：229.
　　[3]严登华，何岩，邓伟.流域生态水文格局与水环境安全调控[J].科技导报，2016（09）：55-57.
　　[4]余新晓.森林生态水文研究进展与发展趋势[J].应用基础与工程科学学报，2013，21（03）：391-402.
　　收稿日期：2019-01-20
　　作者简介：荣立（1991-），男，汉族，大专学历，助理工程师，研究方向为水文、水利工程。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14948169.htm