水生态保护与修复的原则

1、水处理设备与仪表教案模块一水生态修复技术概述任务1水生态修复与保护学时4学时项目2水生态保护与修复的原则学时1学时教学内容水生态保护与修复的原则教学重点水生态保护与修复的原则教学难点水生态保护与修复的原则参考资料（1）水利部水资源管理中心. 水生态保护与修复关键技术及应用M. 中国水利水电出版社, 2015.（2）赵进勇, 董哲仁, 孙东亚,等. 河流生态修复负反馈调节规划设计方法J. 水利水电技术, 2010, 41(9):10-14.（3）张绍良, 张黎明, 侯湖平,等. 生态自然修复及其研究综述J. 干旱区资源与环境, 2017, 31(1):160-166.水生态修复应遵循自然规律和经

2、济规律，既重视生态效益，也讲求社会经济效益。其目标和内容应体现水资源开发利用与生态环境相结合；人工适度干预与自然界自我修复相结合；工程措施和非工程措施相结合。生态效益的重点放在水质改善、自然界水文情势和河流自然地貌形态修复。应遵循产出效益最大化和投入成本最小化的一般经济原则，采取负反馈分析规划设计方法，统筹兼顾，因地制宜。生态环境与经济协调发展是中国未来社会发展的必经之路，我们不能走发达国家曾经走过的先污染后治理的老路，也不能投入大量的资金来保护生态环境，放慢经济发展的进度。经济发展一旦受到限制，便会产生一些系列的社会问题，造成环境保护失去经济的支撑，更加不利于环境的保护。1.生态效益与社会经

3、济效益相统一的原则在水生态环境保护与修复过程中，坚持发展知识经济，依靠科技和高新技术，增加资源的利用率，减少资源消耗，开发新能源取代有限资源，能很好地促进经济增长方式由粗放型向集约型转变。建立循环经济，建立循环经济可有效利用自然资源，提高资源的配置效率，减少废弃物的生产和排放，使经济增长对生态环境的破坏达到最小。循环经济在环境保护上表现为污染的“低排放”甚至是“零排放”，并把资源综合利用、生态设计、清洁生产和可持续发展等融为一体，从而达到低消耗、低污染、高利用的目的，以最小的资源和环境成本，取得最大的经济效益。加快技术创新，不断推广节水、节能、节材的新工艺、新技术，降低产品的资源消耗，推行清洁

4、生产技术，减少和避免资源的浪费与对环境的破坏。同时，加快工业化进程。坚决淘汰那些技术落后、能源消耗高、环境污染严重、产出较低的产业，控制物耗高、污染严重的产业的发展，鼓励扶持能耗低、污染小、附加值高的高新技术产业，大力扶植环保产业的发展。健全环境法律体系，应从环境立法、环境问题和环保实际出发，坚持以人为本、人与自然和谐的理念，来维护生态平衡，改善生态环境。生态环境的保护和改善离不开经济的发展，而经济的持续发展也离不开现有的生态环境，优化生态环境就是发展生产力。中国在经济发展过程中要充分考虑生态环境的最大负荷力，建立起“资源节约型”和“环境友好型”的国民经济体系，最终实现生态环境与经济的协调可持

5、续发展2.恢复河流自然地貌多样性和自然水文情势的原则河流地貌特征的多样性是河流生态修复的重要内容。河流地貌多样性修复项目的实施需要了解流域特征，以及河流与流域之间所进行的能量、物质交换情况和河道泥沙输移情况,并综合运用河岸带廊道修复、河流蜿蜒性修复、河流断面多样性修复、深潭-浅滩序列的创建、河道内局部地貌特征的改善、生态型岸坡防护技术等河流地貌多样性修复方法。同时将流域内不同级次的河流、水陆交错带、高地等部分作为一个系统进行考虑，综合规划，提出一套完善的实施措施和步骤，并需要利用生态学、生物学、地貌学、泥沙学、水力学及景观学等多种学科的交叉研究成果。河流地貌多样性修复中需恰当处理与防洪目标的关

6、系，要兼顾栖息地多样性与防洪安全二者的不同需求。此外，还要正确处理河流地貌特征多样性保护与修复中与沿河两岸土地利用之间的矛盾，从而确保河流地貌特征多样性的修复目标得以实现。3.投入最小化和生态效益最大化原则恢复被人类干扰而退化的水生态系统需要付出的努力要比开发利用水生态系统大得多。水生态修复项目往往需要投入大量的资金，如何评估修复的成本与效益,这是河流生态修复经济评价需要面对的重要课题。水生态修复带来的影响是多方面的。同传统的农业灌溉工程、防洪工程等的性质相类似,生态修复工程也需要初期的投入、随后的各种支出,最后产生对人类有价值的效益。然而河流生态修复工程的经济分析有其特点。考察生态修复方案时

7、,传统的经济分析方法一直是对拟建工程的效益赋予货币价值,然后直接与预期的成本进行比较。在进行经济分析时应考虑环境和资源的成本与效益。效益成本比最高的方案是选择的解决方案。4.发挥生态系统自然修复功能生态系统都具有自然修复的能力，包括污染物的自净化植被的再生、群落结构的重构、生态系统功能的恢复等。其理论基础主要包括: 生物地球化学循环、种子库理论(生态记忆)、定居限制理论、自我设计理论、演替理论、生态因子互补理论等来自恢复生态学的基本原理。对于污染物，生态系统通过生物地球化学循环具有自我净化的能力，例如土壤中重金属可在物理、生物、化学作用下失活或转化，从而减轻重金属毒害。水资源中含砷、石油类等污

8、染物，也可以自然衰减，降低环境风险。对于破坏的植被，根据定居限制理论，在生态系统恢复前期可通过先锋植物、土壤种子库等为植被的再生提供基础，且这一能力十分突出，即使在重度损毁下依然存在着永久种子库。对于损毁的群落结构，生态系统可利用自身恢复力，通过"种子库"所记录的物种关系形成先前稳定的群落结构，而根据自我设计理论，退化生态系统也能根据环境条件合理地组织自己形成稳定群落。对失去的生态系统功能，虽然自然修复很难像人工修复那样定向且全面地修复各影响因子，但生态因子的调节性能力 某一因子量的增加或加强能够弥补部分因子不足所带来的负面影响 使生态系统能够保持相似的生态功能，例如，土壤

9、中微生物的增加，可以提高营养元素的活性从而弥补土壤肥力的不足，提高系统生物产量。修复的目的在于利用，如果破坏后的系统没有承载人类活动，不能为人类利用，那么这种破坏的修复，企业不会投入，政府也不会干预。例如，在戈壁滩上、在沙漠里采矿，也会造成地表沉陷，但是这里荒无人烟，沉陷治理好后也没有利用价值，所以这些沉陷不会被企业修复。由此可见，人工修复是为了获得修复对象的利用价值，那些没有利用价值的生态系统就只能靠自然恢复。换句话说，矿区生态破坏往往是面状的，但人工修复往往针对局部，呈现点状分布，所以自然修复的部分远远大于人工修复的部分。由于对自然修复的认知度不高，目前自然修复的技术研究进展不大，生态修复

10、实践中，自然修复区域多局限于封育手段的实施。根据我们的定义，自然修复时依然可以并且需要技术投入，但是工程需具有轻量化，低扰动的鲜明特征，其目的在于引导和控制生态系统自我修复进程。为此，除传统封育技术外，微生物技术、种子库技术、动物技术等也是未来自然修复技术的发展方向。5.工程措施与非工程措施相结合工程措施是指兴建水利工程（如建水库，大堤，涵闸等措施）以达到调节洪量，削减洪峰或分洪.滞洪等，改变洪水其自然运动状况，最终控制洪水，减少损失。是个硬件措施。非工程措施是指通过法律，行政，经济手段以及直接运用防洪工程以外的其他手段减少洪灾损失的措施。例如颁布和大力宣传关于水利的法律法规（规范从事水利工程

11、的工作人员的操作规范）；建设现代化的防汛指挥系统（做到及时有效地处理水利危机以减少损失）；开展洪水保险等等；是个软件措施。其两者的目的都是为民造福，减少经济损失。两者相依相存，缺一不可，少了工程措施，如同巧妇难为无米之炊，少了非工程措施，兴利就可能成为灾难。6.遵循负反馈调节设计原则所谓“负反馈调节”是大系统控制论的一个重要概念。首先需要定义“目标差”概念，目标差是指一个大系统的现状与预定目标的偏离程度。负反馈调节的本质是设计一个使目标差不断减少的过程，通过系统不断将控制后果与目标差进行比较，使得目标差在一次次调整中逐渐减小，最后达到控制的目的。在河流生态修复这一大系统中，河流生态系统是被控制

12、系统，人们的规划设计与管理系统是控制系统。河流生态修复过程是控制系统与被控制系统相互作用的过程。在生态修复过程初期，人们规划设计了一套河流生态修复方案，包括初步确定了修复目标。项目开始实施后，人们按照制定的修复方案施工和管理，其实质是向河流生态系统输入一系列干扰，促使其向良性方向发展。河流生态系统对这种干扰持续地作出响应，其演进方向具有多种可能。对于干扰的生态响应，系统以信息的方式输出。输出的大量信息可以分为四大类型，即水文、水质、地貌和生物。通过监测系统长期、持续地进行水文、水质、地貌和生物监测。经过信息滤波和传输,进入生态状态评估系统。评估系统需要有适当的评估模型支持，能够对河流生态系统状况作出综合评估。目标差评估系统的作用是对于现状与历史状况进行对比分析和判断，分析生态系统的演进方向，判断生态现状与修复目标的偏离程度。如图1中，在时刻a2开展了评估，需要判断河流生态状况到底在包络图的什么坐标位置，系统依据这些评估结果判断生态修复过程的方向是好转、持平或者恶化。如