水科技論文

　　水是生命之源，是人類賴以生存和發展不可缺少的一種寶貴資源，小編整理的，希望你能從中得到感悟!

　　篇一

　　孟津縣生態水保科技園建設思路和成效

　　【摘要】為了豫西丘陵地區生態環境建設需要和改善孟津縣城人居環境，研究丘陵地區水土流失的預防和治理措施，規劃建設了孟津縣生態水保科技園。按照“生態孟津、人文孟津、宜居孟津”的總體思路，以水土保持綜合治理區建設工程示範作用和水土保持生態建設與城市生態建設相耦合的理念，建成水土保持綜合治理示範、生態修復、植物園、科研實驗、科普教育、生態經濟林、休閒娛樂七個區域於一體的多功能科技試驗示範基地。被水利部命名為國家級水土保持科技示範園，為黃河流域水蝕丘陵區綜合治理與城市生態建設的結合提供了良好範例。

　　【關鍵詞】水土保持;科技示範園;黃河流域;鄉村生態遊;城市生態建設

　　河南是全國重要的糧食生產大省，也是全國重要經濟發展大省。然而水土流失問題嚴重地制約了河南的經濟發展：水土流失面積達5194.5多萬畝，尤其在豫西黃河流域地區，水土流失面積已超過60%，伊河、洛河、沁河等河流的河床比1956年普遍淤高1.8米，因此實施水土保持工程十分重要。在水土保持工作中，孟津縣生態水保科技園走在了全省的前列，本文著重對孟津縣生態水保科技園建設的成效和特色進行總結，並對園區功能提升提出合理建議，以期為水土保持生態建設與城市生態建設相結合提供範例和參考。

　　一、科技園區概況

　　孟津縣跨東經112°12′―112°49′，北緯34°43′―34°57′，地處河南省中西部丘陵山區，位居黃河中下游分界地段，東眺鄭州，西接三門峽，南與洛陽毗鄰，北臨滔滔黃河，是中部與西部的結合點，黃河、金水河和纏河穿心而過，基本地形地貌概括為“三山六陵一分川”。豐富的水資源和使孟津成為水土流失的重災區，2006年水利部劃定孟津縣為國家級重點治理區。隨著孟津經濟發展和居民生活水平的提高，“崇尚自然，構建和諧最佳人居環境”成為縣城居民的呼喚，特別是開洛高速的引線和縣城會盟路的開通更讓孟津成為洛陽向北發展的要塞，因此水土流失成為孟津經濟發展和生態文明建設的限制因素，控制水土流失成為當務之急。在此背景下，洛陽市孟津縣生態水保科技園成立。

　　生態水保科技園區地處孟津縣城南側，毗鄰小浪底水利樞紐和西霞院調控工程，距縣城1km，為黃土地貌型別，丘陵起伏，呈丘崗形態，沖溝發育***圖1***，佔地1200畝，輻射面積達全縣9個鄉鎮，屬豫西丘陵地區，以水力侵蝕為主，主要表現為面蝕和溝蝕，呈現出面蝕為主，時空分佈集中的特點，在豫西具有典型代表性。

　　圖1 孟津縣生態水保科技園位置

　　二、生態水保科技園區功能分析

　　孟津縣生態水保科技園未治理前為一處荒廢的山頭***圖2***。草木稀少，土壤裸露，遇到大風天氣漫天灰塵，被當地人成為“禿頭嶺”。2002年初，在“縣委領導、政府協調、水利搭臺、全縣唱戲”的建設思路下，孟津縣採取多元化、多渠道、多層次籌資，共同建設水保科技園。專案一期建設總投資450萬元，為保證工程順利實施，省水利廳水保處連續5年向該園撥付專項資金，縣財政將科技園的土地租金、水電費、病蟲害防治等費用列入縣財政預算。2001年3專案正式動工，經過一年多的時間，完成投資800餘萬元，25項工程順利竣工。2002年9月，生態水保科技園開園。

　　圖2 生態水保科技園建設前的景象

　　生態水保科技園區的設計，認真貫徹落實“預防為主，全面規劃，綜合防治，因地制宜，加強管理，注重效益”的水土保持工作方針的方針，實行工程措施、農藝措施、植物措施相結合，堅持預防監督、保護環境和綜合治理、建設生態兩手抓，經濟、生態和社會效益並重，充分利用大自然的自我修復能力恢復生態，促進人與自然的和諧相處。該園由科研實驗區、科普教育區、水土保持綜合治理示範區、生態經濟林輻射區、生態修復區、植物園區和休閒娛樂區等七大功能區組成：

　　***一***科研實驗區

　　該區以科學研究、實驗研究為主。主要進行土壤侵蝕監測、水土流失規律、水沙變化、水土保持效益評價等相關試驗，成為水土保持科學試驗和研究的基地，藉助實驗區的裝置和技術優勢該區又可成為新技術研究與推廣的基地。

　　***二***科普教育區

　　該區以水土保持科普教育為主，是水保人員學習、培訓的基地，也為廣大學生提供一個水土保持科普教育的平臺。

　　***三***水土保持綜合治理示範區

　　該區以水土保持技術示範和綜合治理為主。主要展示水土流失綜合防治體系，和水土保持工程的先進技術，起到示範和指導的作用。

　　***四***生態經濟林輻射區

　　該區以建設經濟林為主，不僅對控制水土流失具有重要作用，而且結合當地實際情況和市場需求進行管理，帶動當地林業經濟發展和農民致富。

　　***五***生態修復區

　　該區主要對破壞嚴重、恢復困難的林地進行封禁，結合自然修復和人工修復實現生態環境的恢復並建立起相關技術檔案。

　　***六***植物園區

　　該區主要展示水土保持植物，建立百花園、盆景園、水土保持植物園、苗圃等，既滿足遊客觀賞需要，又能提供園區建設所需植物。

　　***七***休閒娛樂區

　　該區主要以展示水土文化發展休閒旅遊功能。在提供休閒娛樂服務的同時又可以做到以園養園的效果。

　　圍繞著七大功能區的建設，園區相繼並完成了水、電、路、通訊、綠化等設施的建設，提升了科研示範、推廣服務功能。園區建有4個5m×20m標準徑流小區、1個降雨氣象自動觀測站，共栽植80餘種各類喬、灌、花木20餘萬株，林草覆蓋率達90%以上;節水灌溉面積達800畝，道路硬化1500米、鋪設小徑2600米，安裝路燈74盞、廣場燈4盞;除此之外還配設了廣場、中心雕塑、噴泉等設施，建成了具有現代氣息和生態象徵的北、西大門。

　　圖3 生態水保科技園正門

　　三、孟津生態水保科技園的成效

　　園區從2001年開工建設至今，經過13年的不斷髮展和完善，取得了經濟、社會和生態效益的巨大成效***圖4-7***，主要表現在如下四個方面：　　***一***水土防治效果顯著

　　園區水保工程的實施使區內全部耕地得到治理，林草覆蓋率達90%以上，小型攔蓄工程每年至少減少3000噸的水土流失，另外，人工造林的建設在縣城南側形成了綠色屏障，有效減小了風沙的侵害。

　　***二***拉動縣域經濟發展

　　孟津生態水保科技園的建成，增加了縣城居民休閒娛樂的選擇，據不完全統計，平均每天園區晨練、娛樂人數達2000多人次，旅遊季節最多可達5000多人次。水保科技園附近，各種住宅小區相繼開工，各類商貿、事業單位投資數千萬元以上的重點工程投資建設，有些已經開始使用。

　　***三***示範輻射效益突出

　　科技園建設過程中受到了有關部門領導的指導和肯定，園區建成後北京延慶縣水務局，河南焦作、南陽、濟源、孟州、三門峽及洛陽周邊縣市水利部門同行等先後前來考察交流。直接帶動新安縣翠屏山、宜陽縣香鹿山、汝陽縣雲夢生態園等8個生態園的興建。

　　***四***科普教育成效明顯

　　科技園建設了氣象科普園和水保科普園各一個，並建有科普展示大廳、植物根箱、人工降雨模擬試驗場、徑流觀測場和集雨節灌工程科研設施等配合相關宣傳措施形成了良好的科普教育平臺，該園區與相關教育部門合作，探索園區和學校“雙井共建”的模式，積極引導學生了解水保知識，參與水保實踐活動，2003年以來先後被華北水利水電學院水利職工學院、河南科技大學林業職業學院等院校確定為“教育實習基地”，“水利部水土保持科技示範園區”、“全國首批中小學水土保持教育社會實踐基地”、“洛陽市環境教育基地”等。

　　圖4 科普園

　　圖5 控制站泥沙觀測儀

　　圖6 氣象觀測站

　　圖7 植物園

　　四、功能提升建議

　　為了展示水土保持先進的技術，進一步將其打造為水土保持科研、教育、訓練的優秀平臺，成為高技術含量高、服務功能強、治理模式多、綜合效益好的水保科教示範園區和廣大水保科技人員、學生、農民參觀學習、技術推廣的基地。同時努力發展成為豫南、鄂北地區乃至全國著名的旅遊休閒勝地。還需要繼續加大園區的功能建設，筆者認為應從以下幾個方面入手：

　　***一***深入挖掘水土保持內涵

　　園區在建設之初只側重於建築的設計，規劃比較簡單，缺乏更加詳細的遠景規劃，特別是缺少體現水土保持內涵的建設專案，在一定程度上影響了園區的文化品位。

　　***二***加強基礎設施建設

　　目前園區內基礎設施總體完善，但是隨著規劃的深入，一些輔助設施需要進一步完善和加強，另外在某些區域還應修建安全防護設施，並建立起園區巡查制度，排除安全隱患。

　　***三***提升科技示範能力

　　目前園區水土保持相關設施、裝置還不夠完善，比如缺少徑流觀測裝置和儀器，缺少魚鱗坑、平水階、植生袋、拱形、人字形等邊坡防護示範，缺少相關的蓄排水、節水、溝道工程示範，邊坡植被恢復試驗園、徑流觀測園也未完工。這些不足限制了園區科技推廣和示範能力的發展，需加快推進後期建設進度。

　　***四***提高水土保持科普教育能力

　　隨著多家院校將生態水保科技園作為教育實踐基地，園區的科普教育作用也越發重要，但是現有的科普宣傳區規模較小，限制了廣大師生的參觀人數，同時降低了實踐活動的質量。需擴大科普教育區的規模，同時應豐富科普宣傳手段，開設更多體驗專案，讓參觀者在參與實踐中學習到更多的水土保持知識。

　　參考文獻

　　[1] 河南省水土流失嚴重[EB/OL].中國廣播網.

　　[2] 中國水利部.公告關於劃分國家級水土流失重點防治區***2006***[EB/OL].　　[3] 朱曉玲，季海濤.一抹新綠繡中原――寫在國家水利部孟津水土保持科技示範園區掛牌之際[N].大河網河南日報，

　　[4] 河南省孟津縣生態水土保持科技園[EB/OL].中國水土保持建設網.

　　[5] 全國人民代表大會常務委員會. 中華人民共和國水土保持法[Z].主席令第三十九號，2011-03-01.

　　[6] 水利部.關於命名第一批水利部水土保持科技示範園區的決定[J].中國水土保持，2007***05***.

　　[7] 中華人民共和國教育部.分中小學社會實踐基地分佈表[EB/OL].

　　基金專案：本文系水利部水土保持示範園區專案***TG1309***。

　　作者簡介：李青松，南農業大學資源與環境學院，研究方向：水土保持科學研究;孟慶香，博士，副教授，研究方向：水土保持科學。

　　篇二

　　現代科技革命對水資源利用的影響

　　摘要：從科學技術在解決水資源問題中的應用和由科技進步帶來的負面效應兩方面，分析了現代科技革命和對水資源利用的影響，旨在使人們認清現代科學技術的作用，並在此基礎上提出一些有效利用水資源的建議，以更好地促進人與自然的協調和社會的發展。

　　關鍵詞：水資源;科學技術;社會發展

　　水是維持地球上一切生命活動的物質基礎，是人類賴以生存和發展的必需品。隨著社會的發展和人類對水資源的不合理利用，水資源的浪費、汙染日益加劇，淡水資源日益缺乏，水資源問題成為限制社會發展的一個重要因素。

　　現代科技革命的發生和進一步深入，一定程度上給水資源的利用帶來了一些不良後果，但更多的是為解決水資源問題提供了新的思路和科技措施，極大的推動了社會的發展。本文主要從這兩方面入手，深入分析了現代科技革命在水資源利用中的影響，並提出了一些具體的建議，以期更好地促進人與自然的協調發展和社會的進步。

　　1水資源問題

　　水是自然環境中最活躍的因素, 是一切生命的源泉, 是人類生存與發展所必須的最主要的資源。地球上水資源總量很大，但97.50%是海水，不能夠直接利用，淡水只佔2.50%，而其中絕大部分為極地冰雪冰川和地下水，適宜人類享用的僅為0.01%。同時，自20世紀五十年代以來，隨著現代科技革命的進一步深入和世界人口的急劇增長，工業、農業的迅猛發展，世界水資源面臨著前所未有的挑戰。

　　一方面，水資源浪費嚴重，而水資源需求越來越大。20世紀以來，全世界農業用水增長了7 倍,工業用水增長了20 倍，從1980 到2000 年,美國每年用水比往年增長約50 %。[1]世界上許多國家正面臨水資源危機，我國國內600多座城市，400多座面臨缺水問題。到2025年，水危機將蔓延到48個國家，35億人為水所困。另一方面，水資源的汙染日益嚴重。聯合國水資源世界評估報告顯示，所有流經亞洲城市的河流均被汙染;美國40%的水資源流域被加工食品廢料、金屬、肥料和殺蟲劑汙染;歐洲55條河流中僅有5條水質差強人意。[2]

　　人類對水資源的不合理利用導致人與自然關係的失衡，這種不和諧因素又反過來使得人與其他生物的正常生存與發展受到傷害，制約著社會的進一步發展。

　　2現代科技革命在解決水資源問題中的應用

　　20 世紀50 年代前後,以資本主義國家為主掀起了人類歷史上“規模最大、範圍最廣、層次最高、影響最深遠”的一次新的科技革命,被稱為第三次科技革命或現代科技革命，[3]主要涉及包括資訊科技、新材料技術、生物技術、新能源技術、空間技術與海洋開發技術等領域。與前兩次科技革命相比，現代科技革命呈現出既高度分化又高度綜合，知識更新的速度越來越短，技術發展及更新越來越快，以及小科學向大科學過渡等特點。它們在工業中的廣泛應用導致了新型工業部門的形成，並引起傳統產業結構和社會生活的巨大變化。

　　緩解水資源問題，促進人與自然的協調，更多的在於應用先進的科學研究成果，進行科學技術的滲透。[4]自現代科技革命以來，科學技術在解決水資源問題的過程中發揮了舉足輕重的作用，成為水資源可持續利用的支柱。

　　修建水壩調蓄徑流、攔截洪水以及調水工程是增加和調節水資源的重要方式，又是一項科技含量很高的人類改造自然的活動。20世紀以來，伴隨現代科技革命的成果的廣泛應用，現代壩中重力壩與拱壩設計理論得到了很大程度的完善和提高，水壩建設施工技術有了很大的進步，使整個壩工建設在全世界得到普遍與飛速發展。我國的三峽工程是世界上最大的跨世紀工程，它的開工建設除與我國經濟實力的增長有關外，還取決於涉及泥沙、水文、地質、施工、建材、機電裝置、生態環境等多學科的世界科技先進成果。同樣，如果沒有先進的科學技術為支撐，美國的南加州供水工程、原蘇聯的伏爾加-莫斯科調水工程以及我國的引黃入晉工程等都不可能變為現實。[5]為了預測大江截流合龍時可能出現的複雜情況，中國長江三峽工程開發總公司採用三維計算機圖形視覺化技術，建立了包括資料庫、圖形庫、動畫漫遊、數值模擬在內的“大江截流技術決策支援系統”，水文部門還運用全球衛星定位系統，對截流龍口水下地形地貌進行測量。這些高新技術為三峽工程如期截流奠定了堅實的基礎。

　　先進的科學技術如材料科學、資訊科技、製造技術及生物工程技術等在節約水資源方面也發揮了巨大的作用。農業上節約水資源主要包括工程性、農藝性和生物性節水。節水灌溉工程中渠道防滲灌溉、滴灌、噴灌、滲灌、膜灌技術等的應用，直接減少了輸配水過程的跑漏損失和田間灌水過程的深層滲漏損失，提高灌溉效率，節約了大量的水資源。例如在節水灌溉方面走在世界前列的以色列其80%的灌溉全部用滴灌，而且普遍推行了自動化控制系統。[7]除此以外美國、澳大利亞等國家將計算機模擬技術、自控技術、先進的製造成模工藝技術相結合，開發出高水力效能的微灌系列新產品等。在材料科學、製造技術的推動下，光降解地膜覆蓋材料、液態地膜的多種無汙染覆蓋材料得以成功的開發和應用。同時與覆蓋技術相配套的有多功能覆蓋機、免耕覆蓋播種作業機具和秸稈覆蓋機具等多種實用性保護性機具的成功研製，使農藝性節水技術在農業節水中產生了顯著的效益。[8]生物節水主要通過提高植物的水分利用效率來實現，也與植物的抗旱性密切相關。[9]通過基因工程技術可以進行遺傳改良，培育新的高水分利用效率和抗旱型的作物品種，也可以通過植物生理等相關技術對植物的生長過程進行調控。如美國和以色列的棉花品種、加拿大的牧草品種等，不僅有優良的節水抗旱效能，而且具有穩定的產量性狀。在傳統的節水農業技術中融入了生物、計算機模擬、電子資訊、高分子材料，3S 技術等的現代節水技術，促進了水資源的持續利用和社會的進步。

　　水汙染問題的解決除了取決於社會公眾的參與，還取決於科學技術的進步。隨著現代科技革命的深入，汙水處理技術也逐步得到更新和完善。各種組合技術工藝以及膜技術的發展，使得汙水處理技術得以廣泛應用，如膜生物反應器***MBR*** 技術在美國、日本和歐洲得到廣泛推廣。截至1990 年日本已建成1369 座“中水”工程，東京江東區、城北區汙水回用量的80%回用於工業用水，大大緩解了該地區的水資源嚴重短缺的矛盾。[10]

　　此外，現代科技革命中“三論”的提出，使人們對水資源系統的認識和解決水資源問題的思維方法有了根本性的變化。認識到水資源是一個複雜的自然―人工複合系統，水資源的開發利用和水資源問題的解決都必須綜合考慮社會，經濟和環境等諸多因素。[11]

　　3現代科技革命及其相關產業帶來的負面效應――水汙染

　　在現代科技革命的成果廣泛應用於水資源開發利用、節約及回用，促進社會進步的同時，先進的科學技術及其相關產業也給水資源帶來了眾多的負面效應。

　　科技進步帶來了現代工業的迅猛發展，但其產生的大量廢水排放到河流，這些廢水中有的含有大量的重金屬鉛、鎘、汞、鉻等使得水體汙染日益嚴重，新型農藥、化肥、除草劑等層出不窮，它們對於病蟲害防治和產品質量的提高起了重要的作用，但各種化肥和農藥的過度使用卻導致了地上水和地下水的嚴重汙染。水資源的嚴重汙染帶來生態系統惡化並嚴重威脅人類生存，在發展中國家，80%～90% 的疾病和三分之一以上的死因都與受細菌感染或受化學汙染的水有關。在我國有82% 的人飲用的淺井和江河水水質有不同程度的汙染。細菌汙染超過衛生標準的75%，飲用受有機物汙染的飲水人口約1.6 億。由於汙染，水質達不到飲用標準的城市佔城市總數的四分之一。[4]

　　儘管引起水汙染問題的原因有多種，但我們不能否認水汙染的產生也確實是現代科技革命及其引起的產業革命的後果之一。

　　4現代科技革命和水資源利用關係的再認識及相關建議

　　由上文我們可以發現水資源的缺乏和汙染限制了工農業的進一步發展，也逐漸成為制約社會進步的一個重要因素。我們也看到水資源問題的出現與先進的科學技術之間存在著無可否認的關係。如果沒有現代科技革命，也可能就不會存在嚴重的水汙染問題。但是需要強調的是這並不意味著水資源問題的出現和尖銳化就是現代科技革命的必然結果，或者說科學技術的進步並不是水資源惡化的充分條件。如果我們通過其負面影響的背後去深入分析，我們就會發現，要麼是人們在應用科學技術的過程中產生了預料不到的事與願違的後果，要麼就是一部分人為了實現其經濟、政治和其他利益而不適當應用而產生的後果，科學技術本身並不是問題的根本原因。 [12,13]我們更不能因為這些負面影響而否定科技進步的作用。正如上文所說，我們看到作為人類改造自然強有力手段的現代科學技術為人類社會帶來了巨大的而廣泛的積極變化。如果沒有先進的科學技術，規模巨集大的三峽工程、南水北調工程、抗旱節水的作物品種、海水淡化技術、汙水處理的膜生物反應器等等將永遠不可能實現，這些變化要遠遠大於其間接帶來的負面效應。

　　當然，儘管科學技術在日新月異，但我們也不能否認水資源問題仍作為全球問題擺在我們的面前，但這也絕非科技本身的無能為力，問題的解決更多的還取決於人類在水資源利用中的道德和環境意識，政府部門的重視、資金投入、監督管理以及國際間的相互合作等等。要更好的促進水資源的有效利用，推動社會的發展，可以從以下幾個方面入手：

　　4.1加強科學技術的研發和應用科學技術是第一生產力，解決水資源問題的關鍵還是加大科學研究的力度，增進成果轉化和技術研發，並有效的給以推廣。

　　4.2加強公民的道德和環境意識水汙染問題的產生很多是由於人為因素。所以要通過宣傳、教育加強公民的環境意識，通過法律法規的約束，降低在科學技術應用過程中對環境的破壞，促進人與自然的協調發展。

　　4.3加大政府部門的監管和國際合作水資源問題是一個全球性的問題，必須要得到各國政府部門的高度重視，並給以廣泛的政策、法律法規的調節，加大科技的資金投入，合理進行水價調節，加強水資源管理以及通過各種渠道開展國際合作等等方面。

　　在過去的幾十年中現代科技進步在解決水資源問題的過程中發揮了重大的作用，極大地推動了社會的進步，如果能更

　　好地處理認識、實踐和社會的關係，我們有理由相信在未來現代科技革命也必將更大地促進社會的發展。

　　參考文獻

　　[1] 王學東,王殿武,李貴寶等.國內外水資源狀況及存在的問題與對策[J].河北農業大學學報,2003,***26***:238-241.

　　[2] 何德功.世界水資源現狀.

　　[3] 王正.現代科技革命興起的必然性新論[J].內蒙古民族大學學報,2006,32***2***:53-57.

　　[4] 吳彥瓊.從全球化問題談人與自然協調發展的緊迫性[J].生態經濟,2006,***10***:352-355.

　　[5] 華北水利水電學院課題組. 科技進步與水資源的可持續利用.

　　[6] 國家發展改革委環資司.國外海水淡化發展現狀、趨勢及啟示[J].中國經貿導刊,2006***12***:34-35.