关键词：水资源短缺；水污染；生态工程

　　中图分类号：X32102

　　文献标识码：A文章编号：16749944（2014）08016802

　　1引言

　　当前，随着经济的发展，工业、农业、生活用水量不断增加，中国人均水资源量位于世界100多位，水资源问题已成为制约经济社会发展越来越严重的问题之一。为解决当前水资源不足的问题，人们采取了各种各样的措施，从管理上、政策上、方法上提出相应的解决措施，在党的“十八大上，党中央提出生态文明建设，强调生态良性循环是实现可持续性发展的关键，为此，生态工程的资源化、清洁化生产特征，已越来越引起人们的关注。之前的多数文章都是针对水资源的某一问题提出生态工程措施，本文在总结前人的基础上，针对当前水资源存在的问题，提出其相应的生态工程措施，以期为后来的进一步研究提供一定的依据。

　　2中国的水资源问题

　　就目前来看，我国面临的水问题主要有三个：洪涝灾害频繁、水资源短缺和水污染严重。

　　21洪涝灾害频繁

　　20世纪90年代至21世纪初，我国几大江河流域频频发生洪灾，1998年发生在长江、嫩江和松花江流域的特大洪水，造成全国29个省（自治区、直辖市）农田受灾面积2229万hm2，死亡410人，房屋倒塌68万间，直接经济损失21亿元，这充分暴露了我国江河堤防薄弱、湖泊调蓄能力较低等问题。近年来，国家加大了对防洪工程的投入，一些重要河流的防洪状况得到了改善[1]。

　　22水资源短缺

　　农业方面，现有的044亿hm2灌溉面积中尚有0067亿hm2灌溉保证率低，不能满足干旱年份的灌溉要求；工业及城市用水方面，230个被调查城市中，严重缺水的有40多个，占17%，一般缺水的140个，占63%。鄱阳湖、洞庭湖、太湖、巢湖、洪泽湖五大淡水湖，面积已缩小1/4甚至1/2，水资源短缺问题越来越严重[2]。

　　23水污染严重

　　中国七大水系和内陆河流水质评价的123个重点河段中，符合《地面水环境质量标准》1、2类的占2%，符合3类的占27%，属4、类的占48%。具有监测资料的200多条河流中，有80条受到污染，230条受到严重污染，有60%的水质达不到饮用水标准，有11%的水质不符合农业灌溉要求，有6%的毒物含量超过污水排放标准[2]。

　　3生态工程定义

　　不同的学者对生态工程定义有不同的认识。eal（1991）认为生态工程是基于自然的生态系统设计而非传统的工程技术。美国..Odum将生态工程定义为“人类利用自然能源对环境进行控制，20世纪80年代后，生态工程在欧洲及美国逐渐发展起来，提出了生态工程技术，即“依据对环境生态的了解，以最小的投入达到对环境损害最小的一些技术。我国生态学家、生态工程建设先驱马世骏先生给生态工程下的定义为：“生态工程是借助生态系统中物种共生与物质循环再生原理，结构与功能协调原则，结合结构最优化方法，设计的促进分层多级利用物质的生产工艺系统[3]。

　　4生态工程的应用实例

　　41生态工程在解决水资源污染中的应用

　　411湿地生态工程设计

　　湿地介于陆地生态系统和水生生态系统，水位接近地表，或以浅水形式覆盖地表。湿地中有周期性的水生植物生长、终年饱和的土壤水分和不透水层。通过物理、化学、生物等过程使湿地中污染物降解[4]。

　　刘鹏指出可以通过自然人工湿地减缓水流的速度，增加水力停留时间，吸收输入湿地的营养成分，湿地植物如芦苇和水葫芦能有效地吸收有毒物质，有利于毒物和杂质的沉淀和排除，截留了68%的氮、43%的鳞；除此之外，还指出人工湿地利用可以吸收氮磷的经济作物，一方面减少了水体的富营养化，另一方面，增加了一定的经济收入。朱棣[6]等以山东南四湖为例，进行人工湿地生态工程设计，利用不同植物种类对水生生活的适应性状不同，吸收水体中的特定污染物质，分别设立了浮水植物区、挺水植物区、沉水植物区三级处理污水工艺，对BOD处理率为908%，COD为809%，悬浮物为911%，N和P的处理率为80%和7%。

　　412缓冲带截留技术

　　缓冲带，全称保护缓冲带，最早是由美国农业部国家自然资源保护局发布。缓冲带是指利用有一定宽度的植被与受纳水体隔开，减少污染源和河流、湖泊之间的直接连接并且能够控制土壤侵蚀伴随的养分流失[4，]。

　　刘鹏指出水体岸边的缓冲林带通过控制侵蚀，减少径流中氮、磷浓度，防止流失泥沙、养分进入河道水体。毛战坡[4]等指出氮在缓冲带内的截留作用主要是随泥沙沉降、反硝化作用、植物吸收；磷在缓冲带内的截留主要是磷随泥沙的沉降及溶解态磷在土壤和植物残留物之间的交换，以及缓冲带土壤中植物根孔的形成有利于过滤作用的增强和吸附容量的扩大。

　　413水塘系统

　　天然的或人工的水塘，通过其间歇性的雨与河流进行水、养分的交换，同时降低流速，使悬浮物得到沉降，增加水流与生物膜的接触时间，水塘对非点源污染物的滞留和净化能力很强。

　　刘兴国[7]等以水塘系统技术为基础，设计了一种生态工程化循环水池塘养殖系统，通过水质交换，使水体水质变好，同时还起到节水、减排效果。刘鹏利用多水塘系统，以水塘为点、沟渠为线的流域系统，表明多水塘系统能截留来自农业的氮、磷污染负荷94%以上。

　　414土地处理系统

　　土地处理系统是将土地处理技术与多种符合生态、环保要求的技术整合成一个系统，实现区域污水的循环处理和资源化利用。

　　刘明辉[8]等利用土壤、微生物、植物组成的生态系统通过过滤、吸附、沉淀、离子交换、微生物转化和植物吸收等来净化污水。刘鹏利用高分子如PAM能与水相互作用增加入渗、减少径流的特性来改善土壤的结构和增加土壤中团聚体的稳定性。

　　42生态工程在解决水资源不足问题中的应用

　　当前最主要的就是雨水的资源化，不仅可以减轻区域洪涝，还能够充分地利用雨水资源。

　　汪毅[9]将生态工程应用到雨水收集利用中，指出利用南方院区普遍存在的水塘和鱼塘，配以必要的钢筋混凝土调节池，利用天然防渗材料，实现了利用自然条件来为工程服务的初步设想。王一钧[10]等采用了自然回收净化、部分间接利用的雨水回收利用生态工程，指出利用雨水生态塘调蓄雨水净化的同时，也提高雨水的利用率上；另外提出水保耕作技术如带状间作技术、粮草等高带状轮作技术、等高耕作技术等在不同程度上起到拦蓄径流、减少土壤冲刷、提高粮食产量的作用。