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電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)范文1

[關(guān)鍵字]：污染土壤；修復(fù)技術(shù)；研究現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢

土壤污染指由于人類活動產(chǎn)生的有害、有毒物質(zhì)進(jìn)入土壤，積累到一定程度，超過土壤本身的自凈能力，導(dǎo)致土壤形狀和質(zhì)量變化，構(gòu)成對農(nóng)作物和人體的影響和危害的現(xiàn)象。

近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，國民生活水平得到普遍提高，但同時也給環(huán)境帶來了巨大的災(zāi)難。工業(yè)廢水、廢渣的隨意排放，企業(yè)長期生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)冗^程中不可避免的會發(fā)生跑、冒、滴、漏等現(xiàn)象以及農(nóng)業(yè)活動中化肥和農(nóng)藥的過量或不合理施用、污水灌溉等過程，都可能給場地帶來嚴(yán)重的污染。

隨著城市化進(jìn)程的加速，許多原來位于城區(qū)的污染企業(yè)從城市中心遷出，許多原本屬于農(nóng)用地的土地需要再開發(fā)利用，大量的污染場地需要進(jìn)行修復(fù)。這就要求我們要積極尋找切實(shí)、有效的土壤污染修復(fù)方法，提高土壤污染修復(fù)技術(shù)水平。

2016年5月國務(wù)院出臺的《土壤污染防治行動計劃》也將土壤修妥魑一項(xiàng)大事件，保護(hù)好土壤環(huán)境，加強(qiáng)污染防治，推動生態(tài)文明建設(shè)，這對于人類的健康和社會的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

1、土壤中的主要污染物

1.1重金屬

有些工業(yè)企業(yè)隨意的排放未經(jīng)處理的廢水、廢渣，使其中含有的不易在土壤中降解的重金屬如鉛、汞、鎘、錫等在土壤中沉降、擴(kuò)散，嚴(yán)重破壞了土壤的環(huán)境。再加上農(nóng)民對農(nóng)作物噴灑的超濃度的農(nóng)藥和使用的化肥，使我國土壤遭受了嚴(yán)重的迫害。

1.2有機(jī)化合物

在農(nóng)作物的種植過程中，農(nóng)民經(jīng)常噴灑農(nóng)藥來殺死啃食農(nóng)作物的害蟲，但是超濃度的農(nóng)藥含有對土壤危害的有機(jī)化合物，造成土壤有機(jī)化合物污染，我國在早期曾廣泛使用過的滴滴涕、六氯苯、氯丹等，這些農(nóng)藥均含有高殘留的不易降解的有機(jī)化合物。除此之外，一些工廠如化工廠、涂料廠等的日常運(yùn)行產(chǎn)生的廢水廢渣中由于含有很多有害的有機(jī)污染物無法自動降解也會污染土地，破壞土層結(jié)構(gòu)。

有機(jī)化合物具有難溶解、毒性大的特點(diǎn)，它一旦進(jìn)入土壤之后，就逐漸在土壤中積累、沉降下來，長期污染土壤和地下水，對農(nóng)作物及人體造成嚴(yán)重危害。

2、污染土壤修復(fù)技術(shù)研究現(xiàn)狀分析

環(huán)境保護(hù)部和國土資源部聯(lián)合《全國土壤污染狀況調(diào)查公報》，調(diào)查結(jié)果顯示，全國土壤總的點(diǎn)位超標(biāo)率為16.1%，土壤環(huán)境狀況總體不容樂觀，部分地區(qū)土壤污染較重。南方土壤污染重于北方，長三角、珠三角、東北老工業(yè)基地等部分區(qū)域土壤污染問題較為突出。

由于受地形及產(chǎn)業(yè)分布的影響，我國各地土壤污染的程度、污染源也不完全相同。有些工業(yè)集聚區(qū)，土壤污染較為嚴(yán)重，且污染地塊密集，多為重金屬污染或者有機(jī)物污染，也有些無機(jī)有機(jī)復(fù)合污染；有些農(nóng)用地受污染情況較輕，但污染地塊面積較大，多為重金屬、有機(jī)氯農(nóng)藥、有機(jī)磷農(nóng)藥污染，也有重金屬和有機(jī)物的復(fù)合污染。因此，這就要求我們要對具體地區(qū)的土壤污染現(xiàn)狀進(jìn)行具體分析，選擇較為合適的修復(fù)方法以便更好地改善土壤質(zhì)量。

在現(xiàn)階段，常用的污染土壤修復(fù)技術(shù)如下：

2.1物理-化學(xué)修復(fù)技術(shù)。

這種修復(fù)技術(shù)包括熱處理技術(shù)、土壤淋洗技術(shù)、土壤氧化-還原技術(shù)、電動力學(xué)法技術(shù)等。

2.1.1熱處理技術(shù)。

這種技術(shù)操作比較簡單，主要是通過熱交換，對污染物質(zhì)和介質(zhì)一同加熱，根據(jù)混合組分的熔點(diǎn)不同，通過揮發(fā)作用達(dá)到分離有機(jī)污染物的目的。這種技術(shù)包括兩種，一種是低溫操作，一種是高溫操作。這種技術(shù)是一種簡單的修復(fù)技術(shù)，目前，在工廠附近的土壤污染修復(fù)中被廣泛使用。這種熱處理技術(shù)對于土壤中那些易揮發(fā)組分和殘留的農(nóng)業(yè)以及半揮發(fā)的污染成分效果較好，但是對于土壤中一些重金屬的污染則不適用。

2.1.2土壤淋洗技術(shù)。

土壤淋洗技術(shù)能夠有效地促進(jìn)土壤中污染物的溶解，它的原理是利用水壓將清洗液有效地注入到被污染的土壤中，并根據(jù)自身特性，提取土壤中含有的污染液體，對其進(jìn)行分離處理，從而達(dá)到修復(fù)的目的。這種技術(shù)主要采用一些化學(xué)劑如絡(luò)合劑、氧化劑等為淋洗劑，由于不同淋洗劑的性質(zhì)不同，對土壤中污染成分的作用也不同，因此，選擇合適的淋洗劑對土壤的修復(fù)至關(guān)重要。在進(jìn)行淋洗劑的選擇時，不僅要考慮淋洗劑和污染物的作用，還要充分考慮到淋洗劑對土壤結(jié)構(gòu)的作用，避免對土壤結(jié)構(gòu)造成破壞，以免引起二次污染。

2.1.3土壤氧化-還原技術(shù)。

顧名思義，這種技術(shù)需要氧化劑或者還原劑，并將其投入到所要修復(fù)的土壤中，將其與土壤中的污染成分發(fā)生氧化還原作用，從而分解其中的污染物，達(dá)到凈化的目的，這種方法還有穩(wěn)定和改良土壤的作用。常見的氧化劑包括高錳酸鹽、過氧化氫、芬頓試劑、過硫酸鹽和臭氧。常見的還原劑包括硫化氫、連二亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、硫酸亞鐵、多硫化鈣、二價鐵、零價鐵等。現(xiàn)階段，對于這種氧化還原修復(fù)主要是針對對氧化或者還原比較敏感的污染物。

2.1.4電動力學(xué)法技術(shù)。

這種技術(shù)主要利用的是電化學(xué)原理，在待修復(fù)的土壤中插入電極，通過電極導(dǎo)入低強(qiáng)度的直流電，從而將土壤中的污染物清除。在通電后，處在陽極附近的酸物質(zhì)會在毛細(xì)孔里移動，將土壤中的污染物釋放在毛細(xì)孔中的液體里，毛細(xì)孔中的水會通過電滲透的方式移動到土壤表層進(jìn)而被吸收，從而被消除。這種方法能夠打破土壤中金屬和土壤之間的化學(xué)鍵，通電時間越長，去除效果越好。但是對于導(dǎo)電性不好的土壤不宜采用此法進(jìn)行土壤修復(fù)。

2.2生物修復(fù)技術(shù)。

生物修復(fù)技術(shù)是一種新興技術(shù)，主要是采用現(xiàn)代的先進(jìn)生物技術(shù)將土壤中的污染物進(jìn)行去除分解，從而凈化土壤的技術(shù)。這種技術(shù)根據(jù)主體的不同，主要包括三方面：微生物修復(fù)技術(shù)、植物修復(fù)技術(shù)和動物修復(fù)技術(shù)。其中動物修復(fù)技術(shù)在國外已經(jīng)研究多年，國內(nèi)研究還處于起步階段。生物修復(fù)技術(shù)具有高效、快速、費(fèi)用低的特點(diǎn)，但是由于生物技術(shù)的研究還處于起步階段，目前主要用于衍生物及烴類的有機(jī)分解和去除。

2.2.1微生物修復(fù)技術(shù)。

微生物修復(fù)技術(shù)是采用微生物為主體，利用微生物的代謝活動將其中的污染物分解為水、二氧化碳以及其他無害的小分子物質(zhì)。目前，這種修復(fù)技術(shù)主要用于石油泄漏以及其他有機(jī)污染物的污染處理中。但是由于微生物代謝活動有限，并不能很好地將所有污染物都分解掉，因而還需要進(jìn)一步的研究完善。

2.2.2植物修復(fù)技術(shù)。

植物修復(fù)技術(shù)主要是利用植物的吸收和轉(zhuǎn)化功能，在污染土地上繁殖非食用的種子、種植經(jīng)濟(jì)作物，實(shí)現(xiàn)對殘留農(nóng)藥或者重金屬等的吸收處理，從而凈化土壤。土壤植物修復(fù)技術(shù)成本低，在修復(fù)污染土壤的同r還能凈化周圍空氣，但是土壤植物修復(fù)過程相比其他方法過程緩慢、周期長，土壤植物修復(fù)技術(shù)對土壤肥力、氣候、水分、鹽度等自然條件有一定的要求。該技術(shù)理論體系、修復(fù)機(jī)理和修復(fù)工藝還需要在不斷的實(shí)踐中完善、優(yōu)化。

3、污染土壤修復(fù)技術(shù)未來發(fā)展趨勢

由于土壤污染問題日益得到重視，對土壤修復(fù)技術(shù)的需求也越來越大，目前我國土壤污染修復(fù)技術(shù)正在多元化穩(wěn)步發(fā)展并取得多項(xiàng)研究成果。然而有的方法雖然在土壤污染修復(fù)方面大有成效，卻不宜大范圍推廣實(shí)施。比如物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)，它的推廣實(shí)施不僅會消耗巨大的資金，還可能會導(dǎo)致土壤結(jié)構(gòu)破壞、土壤肥力流失甚至產(chǎn)生土壤二次污染。相較于物理化學(xué)修復(fù)技術(shù)，微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)更符合經(jīng)濟(jì)效益，且適合大范圍污染地塊使用。微生物幾乎可以降解所有的有機(jī)物，且對土壤無害，是一項(xiàng)具有前景發(fā)展的土壤污染修復(fù)技術(shù)。植物修復(fù)技術(shù)不僅綠色廉價，且新型高效。該技術(shù)的推廣，在修復(fù)有機(jī)物污染方面將發(fā)揮重要作用，《土壤污染防治行動計劃》中也對農(nóng)田修復(fù)，提出“對于輕度及中度污染耕地，采用農(nóng)藝調(diào)控、替代種植等措施，降低農(nóng)產(chǎn)品超標(biāo)風(fēng)險；對于重度污染耕地，采用退耕還林還草或種植結(jié)構(gòu)調(diào)整”。未來，在污染土壤修復(fù)技術(shù)方面的發(fā)展趨勢如下：

3.1發(fā)展綜合型的土壤修復(fù)技術(shù)。在上文中，我們提及到很多土壤修復(fù)技術(shù)，但是每種技術(shù)都是雙面性，有其自身的局限性，在推廣的過程中受到限制。在修復(fù)技術(shù)研究過程中，我們可以將單一的修復(fù)方法綜合使用，采取每一方法的可用之處，相互之間取長補(bǔ)短，將會收到不一樣的效果。

3.2充分考慮經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益?，F(xiàn)在我們提倡經(jīng)濟(jì)又好又快發(fā)展，走科學(xué)發(fā)展之路。但是，在大力發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時，我們還要兼顧生態(tài)環(huán)境的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不應(yīng)以犧牲生態(tài)文明為代價。因此，在研究土壤修復(fù)技術(shù)過程中，我們要多考慮危害較小的微生物修復(fù)技術(shù)和植物修復(fù)技術(shù)，加快生物修復(fù)技術(shù)的研究與實(shí)踐，現(xiàn)實(shí)經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益雙贏。

3.3借鑒、改進(jìn)其他行業(yè)先進(jìn)技術(shù)。目前水、大氣治理技術(shù)日趨成熟，土壤修復(fù)技術(shù)可以借鑒其他行業(yè)的修復(fù)技術(shù)，在此基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自我創(chuàng)新。現(xiàn)在基因工程發(fā)展趨于優(yōu)勢，我們可以有效地利用基因重組技術(shù)尋找、馴化更多的抗逆性強(qiáng)、降解能力強(qiáng)的重金屬富集植物，來修復(fù)土壤中的重金屬的污染。

3.4異位修復(fù)向原位修復(fù)轉(zhuǎn)型。異位修復(fù)分為異位原地與異位異地修復(fù)，無論哪種方式均可能在挖掘、轉(zhuǎn)運(yùn)、堆放、凈化過程中帶來二次污染。異位修復(fù)不僅處理成本高，而且許多無法開挖的地塊很難推廣異位修復(fù)方法。因而，發(fā)展多種原位修復(fù)技術(shù)以滿足不同污染場地修復(fù)的需求是未來場地修復(fù)的發(fā)展方向。

“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的途徑。土壤污染修復(fù)技術(shù)的方法多樣，具體哪一樣適合推廣，哪一樣符合實(shí)際，需要我們深入實(shí)踐中去檢驗(yàn)。只有采用綠色的、科學(xué)的、有效的修復(fù)技術(shù)，才能提高經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境的健康發(fā)展。

[參考文獻(xiàn)]：

[1]諶偉艷，沈柱華，趙潔麗.污染場地土壤修復(fù)與管理研究.資源節(jié)約與環(huán)保，2015（5）：152-152.

電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)范文2

關(guān)鍵詞：前沿 水科學(xué) 水文水資源 環(huán)境水利 農(nóng)田水利

水科學(xué)的研究是二十世紀(jì)末期人類極為關(guān)注的課題之一。自然界中水演化規(guī)律的復(fù)雜性，人類活動對天然水影響的日益加劇，致使水問題愈加突出，從而極大地影響和制約了人類社會的生存和發(fā)展。高新技術(shù)在水科學(xué)研究中的應(yīng)用，有力地推動了水科學(xué)的研究進(jìn)程。本文分析了水文水資源、環(huán)境水利、農(nóng)田水利等學(xué)科在21世紀(jì)初研究的前沿問題。

1 水文水資源

水文水資源學(xué)科分為水文極值理論與計算、水文預(yù)報理論與方法、水資源開發(fā)利用管理理論與方法等3個方向，目前是水科學(xué)研究中比較活躍的一個分支。

水文學(xué)研究的對象主要為大氣、植被、地表、土壤及含水層中的水分運(yùn)移和相互間的水分轉(zhuǎn)化[1]。目前研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題主要有：空間分布問題、水文尺度問題、穩(wěn)定化數(shù)值算法問題、分布參數(shù)計算、區(qū)間入流反演、單寬入流過程的反推等。引入的新理論和新方法有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型、灰色模型、遺傳算法、分形、混沌理論等。水文預(yù)報方法中數(shù)學(xué)模型的研究由黑箱模型發(fā)展到概念性模型，目前這一領(lǐng)域的研究主要集中在概念性模型的參數(shù)識別、模型參數(shù)的實(shí)時矯正技術(shù)；隨著GIS（地理信息系統(tǒng)）空間信息處理技術(shù)及相應(yīng)計算機(jī)軟件、高性能微機(jī)工作站及數(shù)字地形高程（DEM）等技術(shù)的出現(xiàn)，使得與水文水環(huán)境有關(guān)的地理空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、分析、模擬和顯示變?yōu)榭赡?，開始出現(xiàn)了分布式物理水文模型和半分布式物理水文模型等新的洪水預(yù)報模型，其中，分布式物理水文模型將在近幾年內(nèi)有較快的發(fā)展。今后水文學(xué)的主攻方向?qū)⑹菂^(qū)域尺度大氣輸入和分布式水文模型相耦合、新技術(shù)體系在流域水文學(xué)上的應(yīng)用以及建立數(shù)學(xué)模型模擬人類活動影響下的地下、地表水質(zhì)和水量的變化情況[1]。

水資源的優(yōu)化配置一直是水資源高效利用需要討論的議題之一，隨著近幾年來我國北方部分城市嚴(yán)重缺水以及洪、澇、旱等災(zāi)害的不斷出現(xiàn)，使得該分支的發(fā)展越來越受到社會各界的普遍關(guān)注，如何使水資源充分發(fā)揮作用，使之有利于人類社會的發(fā)展成為眾多學(xué)者為之努力的方向。為減輕洪澇災(zāi)害的發(fā)生，在分析流域水位徑流資料的基礎(chǔ)上修建防洪功能水庫，通過建立調(diào)度決策支持系統(tǒng)減少災(zāi)害損失的發(fā)生，同時也考慮洪水資源化，將洪水引入到適當(dāng)?shù)胤絻Υ嫫饋恚┤彼畷r使用。長距離調(diào)水是我國解決水資源南北分布不均、北方城市嚴(yán)重缺水的重要手段，由此而來的如何合理建立水市場便成為急待解決的問題之一，有關(guān)水權(quán)、水價的形成機(jī)制以及效益補(bǔ)償機(jī)制的建立成為該領(lǐng)域理論與實(shí)踐研究的前沿課題，這一領(lǐng)域也體現(xiàn)了水資源學(xué)與管理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)、法學(xué)等多學(xué)科交叉的特色。流域水資源管理從水資源工程的多目標(biāo)開發(fā)和統(tǒng)一管理，逐漸發(fā)展為集地下水、地表水、濕地、水生生態(tài)系統(tǒng)于一體，統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計、實(shí)施和保護(hù)的流域水資源集成管理。以水資源系統(tǒng)工程、大系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化理論、決策分析以及協(xié)商理論和對話機(jī)制為基礎(chǔ)建立的水資源管理決策支持系統(tǒng)為水資源統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理提供了強(qiáng)有力的支持。

開源節(jié)流是解決水資源緊缺問題的主要途徑。城市雨水資源化就是一個很好的節(jié)水思路?，F(xiàn)在城市雨水大多是通過下水道直接進(jìn)入城市排水系統(tǒng)中，在雨量較大時，常常造成排水不暢，引起城區(qū)滯水，給人們生活帶來諸多不便。如能將這部分雨水充分利用，對緩解城市水資源短缺，減輕城市排水系統(tǒng)的壓力將起到雙重作用。

地表水和地下水的相互作用是科學(xué)家們所熱切關(guān)注的話題，目前多從野外試驗(yàn)、示蹤劑、模型模擬和儀器測量等方面研究地下水與地表水交錯帶上發(fā)生的各個過程及地下水在質(zhì)和量上的相互作用。

數(shù)字地球、數(shù)字流域概念的提出，進(jìn)一步推動了水文水資源科學(xué)的發(fā)展。地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和遙感技術(shù)（RS），或稱為“3S”系統(tǒng)，在水文水資源研究和應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用，使得開發(fā)整個流域的產(chǎn)匯流過程，對洪水演進(jìn)和淹沒進(jìn)行三維空間的動態(tài)模擬仿真系統(tǒng)成為可能，這些技術(shù)的發(fā)展無疑對防洪部門的決策具有重要的參考價值。 2 環(huán)境水利

環(huán)境問題是21世紀(jì)全世界各國所面臨的重要問題之一，環(huán)境水利學(xué)科基礎(chǔ)研究主要涉及到河流水環(huán)境、非點(diǎn)源污染防治及治理、水污染處理工程等方向。

河流水污染是近年來人們普遍關(guān)注的主要環(huán)境問題之一，我國河流水環(huán)境質(zhì)量總體較差，有必要加強(qiáng)河流水質(zhì)管理、治理污染和防止污染加劇。目前這方面的研究主要集中在：①研究河流水環(huán)境質(zhì)量發(fā)展趨勢。建立水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測網(wǎng)，跟蹤研究水環(huán)境質(zhì)量因子在河流中的變化情況，預(yù)測河流水環(huán)境質(zhì)量的變化趨勢；②河流水環(huán)境不確定性風(fēng)險研究是世界性的難點(diǎn)和熱點(diǎn)問題。由于河流的多用途性，使得河流水環(huán)境經(jīng)常會遭到一些意想不到的破壞，而這種破壞是帶有突發(fā)性和不確定性的，因此給河流水環(huán)境的風(fēng)險研究提出了更高的要求；③建立河流生態(tài)環(huán)境預(yù)警系統(tǒng)。與河流水環(huán)境質(zhì)量發(fā)展趨勢相對應(yīng)，如果某個或某些水環(huán)境質(zhì)量因子的發(fā)展趨勢向著河流生態(tài)環(huán)境質(zhì)量惡化的方向發(fā)展，并接近生態(tài)環(huán)境可允許的邊緣時，通過發(fā)出警報，使人們能夠及時采取措施預(yù)防和治理；④河流水體的動態(tài)耗氧、復(fù)氧機(jī)理。研究河流的變化應(yīng)盡量接近河流的天然情況，河流水體的動態(tài)耗氧、復(fù)氧過程正是基于此而提出的，研究河流水體的動態(tài)耗氧、復(fù)氧機(jī)理對于正確認(rèn)識河流水體中氧氣的耗用情況，進(jìn)而研究河流水質(zhì)的發(fā)展變化機(jī)理有重要意義；⑤江河生態(tài)環(huán)境最小需水量定量化理論和應(yīng)用研究。江河生態(tài)環(huán)境是江河在長期的演化過程中形成和發(fā)展起來的較穩(wěn)定的生態(tài)關(guān)系，研究江河生態(tài)環(huán)境最小需水量對保護(hù)自然界生態(tài)平衡、確定人類可引用的河水?dāng)?shù)量具有重要參考價值。

非點(diǎn)源污染方面的研究，集中在人類活動對地下水污染的預(yù)測和如何對污染物進(jìn)行治理等方面。由于非點(diǎn)源污染需要綜合和顯示各種空間信息，利用GIS對空間數(shù)據(jù)的處理能力及模型的模擬能力，可研究不同的土地利用方式對流域水文和水質(zhì)的影響。農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染是造成地表水富營養(yǎng)化的一個主要原因，研究濕地生態(tài)系統(tǒng)對農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源氮、磷等元素的削減能力，為減輕和控制富營養(yǎng)化提供依據(jù)。對濕地非點(diǎn)源污染的控制機(jī)理研究將對非點(diǎn)源污染的治理起到積極作用。

水污染處理工程方向的研究愈來愈受到重視，地下水污染是水污染中較難解決的問題之一。我國地下水和土壤污染相當(dāng)嚴(yán)重，主要污染物是重金屬離子和有毒有害有機(jī)物，據(jù)調(diào)查，超過50%的城市地下水受到不同程度的污染。受污染士壤和地下水的修復(fù)技術(shù)基本上分兩類：物理化學(xué)類型和生物學(xué)類型。物理化學(xué)類型包括隔離、泵抽取、地上處理、士壤清洗、萃取、固化和穩(wěn)定化等；生物修復(fù)技術(shù)包括地上生物處理和地下現(xiàn)場生物修復(fù)等。物理化學(xué)類型能夠徹底清除土壤和地下水中的污染，其缺點(diǎn)是嚴(yán)重影響士壤的結(jié)構(gòu)和地下水所處的生態(tài)環(huán)境，而且成本非常高；相比，現(xiàn)場生物修復(fù)技術(shù)不會破壞生態(tài)環(huán)境，但是修復(fù)過程非常緩慢，效率低。目前出現(xiàn)了一種電動力學(xué)修復(fù)技術(shù)，既能修復(fù)受污染的土壤和地下水而又不會破壞生態(tài)環(huán)境，成為修復(fù)技術(shù)的發(fā)展方向[7]。水污染治理機(jī)理研究集中在：微生物措施研究，利用有益微生物保護(hù)水源；研究曝氣生物濾池中的氣液固三相流，提高污水處理效率；研究深層均質(zhì)濾料濾池處理微污染水的氧化機(jī)理等方面。此外，水污染經(jīng)濟(jì)損失評估、湖泊富營養(yǎng)化機(jī)理、生態(tài)環(huán)境評價指標(biāo)體系等方面也是環(huán)境水利學(xué)科研究的熱點(diǎn)問題。

3 農(nóng)田水利

農(nóng)田水利研究以農(nóng)田節(jié)水、作物高產(chǎn)為中心，涵蓋了節(jié)水灌溉理論與方法，節(jié)水灌溉綜合技術(shù)體系，灌溉排水技術(shù)與方法等方面的研究。

土壤水與作物關(guān)系問題的研究是農(nóng)田水利研究的基礎(chǔ)，圍繞著農(nóng)田土壤水分的轉(zhuǎn)化問題與農(nóng)田水分的有效利用開展了大量的研究。土壤水研究現(xiàn)已從單學(xué)科走向多學(xué)科交叉，如水熱和溶質(zhì)的耦合運(yùn)移，土壤-植物-大氣連續(xù)體中的水熱運(yùn)移等。其研究特點(diǎn)亦從均質(zhì)走向非均質(zhì)，從點(diǎn)的研究走向面（或區(qū)域）的研究，從理論研究推進(jìn)到應(yīng)用研究。土壤水運(yùn)移機(jī)理研究目前集中在優(yōu)先流、土壤水參數(shù)的測定和確定、土壤水參數(shù)的空間變異性、土壤水分運(yùn)動的隨機(jī)模型等幾個方面。

為緩解農(nóng)業(yè)用水緊張狀況或?yàn)榱颂岣吖喔人寐省⑻岣咚稚a(chǎn)效率、增加用水者的經(jīng)濟(jì)效益或減少勞動力和動力消耗而采取的節(jié)水措施主要有：①輸配水過程：渠系改建、渠道防滲、管道化輸水灌溉、灌區(qū)現(xiàn)代化管理；②田間輸水過程：水平畦田灌、噴灌、滴灌、滲灌、小管出流、波涌灌（渾水波涌灌）、膜上（下）灌、有限灌溉（限水灌溉、非充分灌溉、調(diào)虧灌溉）、集雨灌溉；③作物吸收轉(zhuǎn)化過程：坐水種、機(jī)械保墑、化學(xué)保墑、秸桿（薄膜）覆蓋等。近來，節(jié)水灌溉出現(xiàn)的新概念、新方法還有：地下滴灌、微噴灌、節(jié)水控鹽灌溉、控制性分根交替灌溉、微咸水灌溉[2]等。

灌區(qū)現(xiàn)代化管理是獲得灌區(qū)系統(tǒng)的最優(yōu)運(yùn)行、充分發(fā)揮工程效益的良好手段。灌溉排水規(guī)律的復(fù)雜、水資源日趨緊張、綜合利用供需矛盾的增加都需要加強(qiáng)灌溉排水系統(tǒng)的集中管理。自動化、GIS、GPS、RS、水情自動測報系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)灌區(qū)管理現(xiàn)代化提供了技術(shù)支持。實(shí)現(xiàn)灌區(qū)現(xiàn)代化管理，首先要有灌溉工程控制設(shè)備的自動化，其次有先進(jìn)的系統(tǒng)運(yùn)行軟件對系統(tǒng)控制問題進(jìn)行決策，從而建立灌區(qū)現(xiàn)代化管理決策支持系統(tǒng)，指導(dǎo)灌溉用水過程。

水平畦田灌是田面非常平整條件下的畦灌，要求供水流量大、土地平整精度高。用傳統(tǒng)技術(shù)難以滿足其精度要求，必須在進(jìn)行大地測量后，采用激光平地技術(shù)。該技術(shù)在美國等發(fā)達(dá)國家被稱為是地面灌溉最重要的進(jìn)展之一[8]。波涌灌溉利用了致密層在發(fā)展中不斷減小田面糙率與土壤入滲特性這一客觀規(guī)律，逐次為以后各周期的灌溉水流創(chuàng)造了一個加速水流推進(jìn)與提高減滲效果的新界面。渾水波涌灌溉則是利用含沙量較高的水進(jìn)行波涌灌概，能夠起到更加明顯的效果[4]。地下滴灌是目前節(jié)水效應(yīng)最為顯著的灌水方式之一，它具有微灌的所有優(yōu)點(diǎn)，又在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面效果明顯，將農(nóng)、水和生態(tài)等學(xué)科交叉融合，統(tǒng)一考慮地下滴灌技術(shù)參數(shù)組合與作物生長發(fā)育和水肥利用的關(guān)系，能較好地協(xié)調(diào)土壤水、肥、氣等狀況，防止土壤板結(jié)，為作物創(chuàng)造良好的生長環(huán)境，具有明顯的節(jié)水增產(chǎn)效益。目前該領(lǐng)域的研究主要集中在以提高水肥利用率及根區(qū)水分養(yǎng)分運(yùn)移過程的效率為目標(biāo)進(jìn)行的地下滴灌灌水技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化試驗(yàn)研究。微噴灌具有節(jié)水、調(diào)節(jié)田間小氣候等特點(diǎn)，缺點(diǎn)是受風(fēng)影響大，飄逸損失多。目前，國內(nèi)外微噴灌工程對水滴分布函數(shù)、飄逸蒸發(fā)系數(shù)研究不夠。節(jié)水控鹽灌溉制度設(shè)計模型以作物生長對土壤水鹽狀態(tài)的響應(yīng)為依據(jù)，在分析作物水鹽模型和大田水鹽平衡理論的基礎(chǔ)上，研究淡水、微咸水交替灌溉條件下灌溉制度的優(yōu)化設(shè)計，是節(jié)水灌溉制度的一種新的設(shè)計方法[5]?？刂菩苑指惶婀喔仁且环N局部根系受累時既能滿足作物水分需求，又能控制蒸騰耗水的農(nóng)田節(jié)水調(diào)控新思路[6]。微咸水是我國北方地區(qū)重要的水資源，實(shí)施微咸水灌溉對北方地區(qū)水資源的合理開發(fā)利用，提高作物產(chǎn)量，開辟新的灌溉水源、緩解我國北方缺水狀況將有重要意義。節(jié)水灌溉綜合技術(shù)體系也叫節(jié)水農(nóng)業(yè)技術(shù)體系，是為充分利用降水和可用水資源采取水利措施、農(nóng)業(yè)措施和管理措施，提高水的利用率和利用效率，達(dá)到農(nóng)作物高產(chǎn)高效的成套技術(shù)。是一項(xiàng)包括水源、輸水、田間供水、生物和管理等子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)工程[8]。該技術(shù)體系可緩解水資源供需矛盾，促進(jìn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效農(nóng)業(yè)發(fā)展。在排水控制澇漬和鹽堿化方面，目前采用的方法有明溝排水、豎井排水、二元結(jié)構(gòu)水文地質(zhì)條件下的豎井排水、暗管排水、輻射井排水等，研究內(nèi)容主要集中在對田塊、排域的排水模數(shù)等方面。分析節(jié)水灌溉技術(shù)的不同尺度影響，地理信息系統(tǒng)（GIS）在節(jié)水評價中的應(yīng)用也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問題。

4 小結(jié)

水科學(xué)的研究已經(jīng)進(jìn)入了一個全新的發(fā)展時期，研究的對象已經(jīng)向微觀和宏觀兩個領(lǐng)域的深層次發(fā)展，研究的尺度也呈現(xiàn)區(qū)域、流域、全球平行發(fā)展的態(tài)勢，各尺度的轉(zhuǎn)換問題研究是當(dāng)今水科學(xué)研究的前沿課題之一。水科學(xué)與多學(xué)科的交叉仍然是水科學(xué)由理論轉(zhuǎn)向?qū)嶋H的重要手段，高科技領(lǐng)域在水文水資源研究中的應(yīng)用更加廣泛；水資源評價已發(fā)展到在可持續(xù)發(fā)展思想指導(dǎo)下，不僅進(jìn)行水量評價，而且包括水質(zhì)、水資源保護(hù)、水資源經(jīng)濟(jì)、水資源管理等全方位評價的評價指標(biāo)體系；水環(huán)境問題的研究中，點(diǎn)污染、線污染和面污染研究并舉，并以非點(diǎn)源污染的研究領(lǐng)域有較大的開拓；加強(qiáng)了人類活動對水循環(huán)影響的研究；開發(fā)研制具有水文過程模擬、水污染控制、水資源規(guī)劃與管理等功能的流域規(guī)劃決策支持系統(tǒng)軟件等。 參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉蘇峽.世紀(jì)之交的水文研究.水科學(xué)進(jìn)展.2001，12(1).

[2] 沈振榮，等.節(jié)水新概念——真實(shí)節(jié)水的研究與應(yīng)用.北京：中國水利水電出版社，2000，4.

[3] 彭盛華，等.GIS技術(shù)在水資源和水環(huán)境領(lǐng)域中的應(yīng)用.水科學(xué)進(jìn)展，2001，12（2）.

[4] 王文焰，等.渾水波涌灌溉的節(jié)水機(jī)理與效果.水利學(xué)報，2001，(5).

[5] 張展羽.節(jié)水控鹽灌溉制度的優(yōu)化設(shè)計[J].水利學(xué)報，2001，(4).

[6] 史文娟，等.控制性作物根系分區(qū)供水的節(jié)水機(jī)理及研究進(jìn)展[J].水科學(xué)進(jìn)展，2001，12(2).