4水资源和水环境(水环境)

是指人通过生产活动所建造的 人为环境，如城市、农村、工 社会环境： 矿区等。
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环境水利学
• 环境水利（Environmental Water Conservancy）研究水 利与环境之间的关系，以发挥水利优势，减免不利影响， 保护和改善环境。 • 环境水利既解决与水利有关的环境问题，也研究与环境有 关的水利问题，包括研究提出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、治理、 配置、保护、节约与生态环境保护互相协调，达到兴水利、 除水害和改善环境的目的。 • 环境水利学---是研究水资源开发利用和兴建水利工程过 程中出现的环境问题，并使水利建设与环境保护协调发展 的学科，是支撑环境水利的理论基础和技术体系
工 程 水 利
资 源 水 利
环 境 水 利
修堤拦洪 挖渠灌溉
调蓄工程 时空调节 供水管理 配套设施
优化调度 优化配置 提高利用率
水资源的保护 水环境的保护 水资源的 可持续利用
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(1)工程水利 大坝
水井
堤防
码头
航道
工程水利
沟渠
水电站
涵洞
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工程水利内涵：以水利工程设施的建设为核心，通过工程措施 除水害，兴水利，以满足人们安居乐业的需要和实现社会经济 的发展。
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环境影响评价
• 环境影响-----是指人类活动（经济、政治、 社会）导致的环境变化以及由此引起的 对人类社会的效应
作用 评价影响趋势
人类
反作用 制定减缓措施
环境
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二、生态水工学
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几个基本概念：
生态水利工程学(Eco-Hydraulic Engineering)简 称“生态水工学”，---- 重视生态的水利工程 学科
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• 人类活动对于生态系统造成的不利影响， 生态学中称为“胁迫”(stress)。水利工 程在不同程度上对河流生态系统造成某 种胁迫，具体表现是一些水利工程建设 造成河流形态的均一化和不连续化，其 后果是生物群落多样性水平下降。
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目前水工学需要改善的问题：
• (1) 治河工程对河流形态的多样化重视不足。在自然 界长期演变过程中，河流的河势也处于演变之中， 弯曲与裁弯两种作用交替发生，弯曲或微弯是河流 的主要形态。当人们为了防洪需要或对河流进行开 发时，对于弯曲的河流往往未经充分论证而实施裁 弯取直工程，把河流自然状态的弯曲形状改变成直 线或折线。其影响除了河段冲刷与淤积可能影响行 洪外，也使自然河流中主流、浅滩和急流相间的格 局改变。这导致浅滩中的湿地消失，而习性在急流 中游泳或在浅滩产卵的鱼类减少甚至绝迹，也会使 其他动植物种类减少。
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污水排放
河道污染
水土流失 水库淤积
与水利有关的环境问题 环境水利学
河道变形
与环境有关的水利问题
水生态系统退化 土地盐碱化
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第1章绪论 第 2 章 水环境与生态学 基础知识 第 6 章 水利工程环境影 响分析 第7章 水利工程环境影响 评价 第 8 章 水利工程建设与运行期 的环境管理 环境水利学的课程规划示意图
（美）肯尼斯.鲍而丁－－《一门科学－生态经济学》，指出经济
发展中必须考虑生态问题。（60年代） （美） MIT丹尼斯.麦多斯等17人小组－－《增长的极限》，主张
“零增长”（1972年）。
（英）哥尔德.史密斯－－《生存德蓝图》（1972年） （德）梅萨洛维克等－－《人类在转折关头》
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名词解释
要点： （1）发展是必需的。 (5) 可持续发展的定义：持续发展是既 （ 2）自然环境必需保护。 满足当代人的需要，又不对后代人 （3）保护环境和发展经济是同一个问题的两 满足其需要的能力构成危害的发展。 个方面。 “环境”是我们大家生活的地方；发 （载《我们共同的未来》）
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生态水工学的发展过程 • 从20世纪70年代开始，面对世界范围内的生态环境恶 化问题，各国学者探索系统解决问题的途径，在现代 生态学发展的带动下，为促进生态学与工程学相结合， 一门新兴的交叉学科－生态工程学（Ecological engineering）应运而生。 • 1993年美国科学院所主办的生态工程研讨会对“生态 工程学”定义为：“将人类社会与其自然环境相结合， 以达到双方受益的可持续生态系统的设计方法” 。 • 生态工程学的范围很广，包括河流、湖泊、湿地、矿 山、森林、土地及海岸等的生态建设问题。 • 水利工程是对地球表面生态系统影响最大的工程领域， 既有地形地貌的改变，也有水文条件的影响。因此， 生态水工学是生态工程学的重要内容。
工程水利研究重点：工程技术可行性、经济可行性
工程水利局限性： 重视前期工程建设，忽视后期的维护管理； 重视单个工程，忽视流域总体规划 有限的水资源得不到优化配置和高效利用
忽视水资源带来的环境问题、生态问题
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治理前：自然河道
治理后：经济断面河道
生境多样性不复 存在---〉生物多 样性消失
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(2)资源水利
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长江－洞庭湖堤防 与自然环境极不协调的混凝土护坡
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硬质化的堤防
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• (4)人们为争取土地，缩窄了江河两岸堤防 间距，使得河流失去浅滩和湿地。浅滩具 有曝气作用，使水净化，又增加氧气供给， 为无脊椎动物生存提供方便。浅滩又为鱼 类产卵提供栖息地。 • (5)水库建成后，有时忽略了库区的植被建 设，特别是忽略了恢复原有陆生及水生植 物，为鱼类、鸟类及两栖动物的栖息与繁 殖提供条件。
• 环境是一个相对的概念，是相对于主体而言的客体 • 相对于某一个主体的周围客体因空间分布、相互联系而构 成的系统，就是相对于该主体的环境 • 不同学科----主体不同----环境不同----研究内容不同
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非人创造的物质所构成的地理空间。 阳光、空气、土壤、野生动植物等自 然物质与一定的地理条件结合，就形 自然环境： 成了一定的自然环境。 (1)环境
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第3章 水体污染与水体自 净 第 4 章 水质模型与水环 境容量 第 5 章 水环境保护与管 理
环境影响评价
• • • • 环境影响评价出现于70年代初，美国 与30年代环境问题的出现明显滞后 我国： 环境评价---环境影响评价 风水学----选址、布局学-----环境评价（汉代， 公元前200年） • 50、60年代大规模建设时期， • 建设目的的环境评价 • 我国80年代初开始环境影响评价工作
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台湾宜兰河裁弯取直成败笔
ห้องสมุดไป่ตู้37
• (2)忽略了河流湖泊与岸上生态系统的有机联 系。河流整治工程着眼于河道本身，忽视了 河流周围的生物群落的存在，更忽视了整治 后原有生物群落的恢复。 • (3)渠道或改造过的河道断面、江河堤防迎水 坡面采用硬质材料，如混凝土、浆砌块石等， 使得植物难以生长，进而又影响到鱼类、两 栖类动物和昆虫的栖息，而这些动物又是鸟 类的食物，于是食物链就此中断。
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一、水工学与生态学结合的必要性
• 近代兴建水利工程的目的是为满足人们供水、防洪、 灌溉、发电、航运、渔业及旅游等需求。水利工程 对于经济发展、社会进步发挥了巨大推动作用。同 时，水利工程在生态建设方面也同样具有积极作用。 通过调节水量丰枯，抵御洪涝灾害对生态系统的冲 击，改善干旱与半干旱地区生态状况以及调节生态 用水等，水利工程同样作出了巨大贡献。但是，事 物无不具有两重性。一些水利工程的兴建，在不同 程度上降低了河流形态的多样性，生境的变化导致 水域生物群落多样性的降低，使生态系统的健康和 稳定性都受到不同程度的影响。
主要包括：水质管理，调控水资源以提高自净能力，水 污染源管理，水资源保护区管理，水质预测预报，水质 调度，防治水体富营养化，改善水生物生境的管理等. 以流域为单元作为一个生态系统，进行流域系统的环境 水利管理，开展了以下工作和研究： ①统一考虑全流域情况优选方案；②地表水、地下水统 筹安排，水量和水质并重；③考虑经济社会发展用水和 自然环境用水④水质预测与水量供需预测相结合；⑤开 源节流与污水资源化相结合；⑥科学合理利用水环境容 量；⑦对水体功能进行分区，拟定水质目标。
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我国降水的时间变化
哈尔滨、北京、武汉、广州降水量年 变化柱状图 夏秋多，冬春少 四地降水量的季节变化共同点_______________,
越往北雨季越短，降水集中程度越高 。 明显的差异是_________________________________
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7大水系的污染程度由重到轻为：
海河、辽河、黄河、淮河、松花江、长江、珠江
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• (6)城市为建筑停车场，采用了大量沥青或 混凝土的硬质不透水路面，不但植物无法 生长，也隔断了补给地下水的通道。 • (7)在城市水域整治的景观建设中，往往将 水流置于诸如楼台亭阁等混凝土与砌石形 成的人工环境之中，目的是使人们赏心悦 目，取悦于人的感官。这种人工环境也使 河流失去了自身的美学价值，失去了在自 然环境中生机勃勃的河流的生命。
展是在这个环境中为改变我们的命运，我们大家 应做的事情。两者不可分割。
（4）可持续发展是人类进入21世纪的头号 大问题，是人类走向未来美好生活的正确选择。
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《21世纪议程》揭示了可持续发展战略的实质
自然再生产
生态系统
资源与环境
科技 社会系统
人力再生产
经济系统
物质再生产
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2.水利发展阶段
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原 始 水 利
我国水资源特点： 水资源时空分布不均匀，水资源短缺。
从全国平均来看，中国属于轻度缺水的国家。 到21世纪中叶，人口达到16亿高峰时，人均水资源量仅 有1760亿m3，进入用水紧张国家的行列。
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我国降水的空间分布
注意观察
我国降水的地区分 布从东南沿海向西 北内陆递减
降水量 800 200 50 （毫米） 1600 400
环 境 污 染 的 分 类
( 3 )
按人类活动分 按造成污染的 性质、来源分
工业环境污染
城市环境污染 水 体 污 染
农业环境污染
化学污染
生物污染
物理污染
土 壤 污 染
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能源污染
(4)可持续发展观形成的社会背景
起因
全球问题－－对工业化道路的反思－－确立全新的发展观
对可持续发展观的酝酿、形成起到关键作用的工作 经济学家对传统经济增长方式和传统经济理论的反思:
我国年降水量分 布图
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我国降水的时间变化
哈尔滨、北京、武汉、广州降水量年 变化柱状图 4、5、6、7 、 8、9 降水较多的月份 ,广州为_________________ 月 ,武汉为
3、4、5、 6、 7,、 8 7、 8 __________________ 月 北京为 ______月 ,哈尔滨为 _____ 7、月。 8
环境水利学与生态水工学
1
太湖美——太湖水
2
江南风景-小桥流水人家
3
一、环境水利学
许士国 主编
中国广播电视大学 出版社出版 2005.1出版
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几个基本概念------环境、环境水利学
环境
• 定义：“本法所称环境，是指影响人类生存和发展的各种 天然的和经过人工改造的自然因素的总体，包括大气、水、 海洋、土地、矿藏、森林、草原、野生生物、自然遗迹、 人文遗迹、自然保护区、风景名胜区、城市和乡村等“ ------《中华人民共和国环境保护法》
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（2）资源水利的内涵
资源水利内涵：对水资源进行综合开发，科学管 理，实现水资源的可持续发展。 资源水利研究重点：水资源的配置、节约和保护 资源水利是对工程水利的改进： 工程水利是资源水利的基础 资源水利是工程水利的发展与提高 二者相互依存共同发展
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(3)环境水利的基本内容
1979年水利电力部环境保护办公室编写了“水利与环境保护——试谈环境水利 学的问题”，提出“环境水利”一词。
生态学-----是研究生物有机体与周围环境（包括 生物环境和非生物环境）相互关系的科学 -----是研究生命系统和环境系统相互关系的 科学
水利工程----人们为了防御或者治理水灾、开发 水力和水能资源而兴建的各类工程
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• 生态水工学的特点： • 工程理念和技术方法：从减轻水利工程对水 体生态系统负面影响来探讨水利工程 • 基本原理：研究水域生态系统的特点；不同 区域水文与水质因子与生物群落的相关关系； 水利工程与水域生态系统的交互作用；生态 型水利工程对生态系统补偿的原理和机制等。 • 遵循生态系统规律：自我设计、自我组织、 自我修复、自我净化
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1.环境与经济可持续发展的关系
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(2)传统发展观引发的环境问题：工业文明的代价
工业文明的代价即环境污染 – 环境问题，是指由人类活动所引起的环境质量变化， 以及这种变化对人类生产、生活以至健康和生命造成 危害的问题。
– 环境质量的恶化经历了环境污染发生期、加剧期和泛 滥期。
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大气污染 水污染 按环境要素分 土壤污染 大 气 污 染