第1章导论
1.1选题缘由
    随着经济的发展和社会文明的进步，人们对于水生态环境的要求也越来越高。水利工程可以通过调节河道水量，抵御洪涝灾害对生态系统的冲击，通过引排水的调度实现水体的循环流动，对水生态文明建设和经济社会的发展起着巨大的推动作用。本文以松江区域的水环境和水利工程管理为研究对象，通过查阅资料、分析数据，探索科学管理水利工程对于改善区域水环境的重要作用以及管理上存在的问题，并提出一些科学管理水利工程的经验和建议。
1.2研究的目的及意义
    1.2.1研究目的
    随着全球科学技术的发展和经济水平的提高，国家在水利工程项目的建设中，投入越来越多，规模也越来越大，不仅满足了防洪、发电、灌溉、供水等经济效益，同时也有效改善了区域的水生态环境。但是，某些时候，思想认识上的不够重视、水利设施管理上的不够科学、以及诸多客观因素，导致了许多水利工程未能发挥其应有的作用，甚至水生态环境的平衡遭到破坏，给国家、给人民带来了许多负面影响，甚至给我国的水利建设带来了一定的阻滞作用。
    俗话说:“三分建，七分管”，对水利工程而言，建设是基础，管理是关键。本文通过研究水利工程管理和区域水环境的关系等方面，积极探索如何不断提高水利工程的科学管理水平，通过合理的调度，除害兴利，改善区域水环境，最大限度发挥水利工程的综合效益。
    1.2.2研究意义
    早在解放初期，我国中科院、工程院院士张光斗先生就国家发展水利建设提出了有关提高水利工程管理和建设水平的一些措施和建议。’从根本上来讲，水利工程较其他工程而言，对环境的影响地域广，牵涉人口多，对社会以及自然的影响都远远超过其他工程，因此科学地管理水利工程，使其充分利用水资源、防治洪涝灾害，为改善水环境提供可靠的保障，其重要意义不言而喻。
    本文研究的不是水库、水坝等大型水利工程设施在宏观层面上的管理，而是从微观层面出发，针对局部区域的水环境及水利工程管理，对大都市的水利工程的管理进行探索，并希望本文在理论和实践上的探索对先前的相关研究来作一种充实和完善。
1.3研究界定
    1. 3. 1水利工程的概念
    水是人类生产和生活必不可少的宝贵资源，但其天然存在的形式并不是完全符合人们生产生活的需要，有时还会产生一些灾害。水利工程就是用于控制和调配自然界的水资源，达到除害兴利目的而修建的工程。常见的水利工程有水闸、泵站、水库、堤防等。
    1.3.2水利工程管理的概念
    水利工程管理是指水利工程管理部门为调节水资源、防洪抗早、改善水环境等需要对水利工程进行管理，这种管理可以分为外部管理和内部管理两个方面。外部管理主要是指针对水利工程管理单位的管理，包括流域管理、区域管理等。内部管理主要是指水利工程管理单位自身管理，包括人员的管理、职能工作的管理、制度的优化等。两者的目的是一致的，都是通过科学的管理更好地发挥现有的水利工程设施的作用，以及通过合理的规划新建和维护水利工程设施，以达到优化区域水环境、合理调节水资源等目的。本文研究的水利工程管理特指大都市的水利工程，其主要的管理职能是:利用大都市水利工程对城市进行防汛、调节城市河道水质，改善水环境等。
1.4文献综述
    下面笔者从国外和国内两个层面对水利工程管理及其对水环境影响的相关文献进行回顾和总结评价。
    1. 4. 1国外研究文献综述
    (1)国外水利工程管理情况
    随着世界经济的高速发展，水资源的战略地位愈来愈重要，水利工程的高效利用和有效管理也越来越得到各国政府的高度重视。欧美国家以及日本等邻国在水利工程管理上与我国也有一定的差别，都有各自的特点。笔者就欧美及日本等一些国家在水利工程管理方面的情况梳理了一些特点。
    第一，管理体制不尽相同
    在美国，有一种流域管理体制，就是针对某一个流域而设立的流域管理局。这样的机构是依据流域管理的相关法案成立的，其目的是为了最大限度地发展该流域内的航运和高效地管理水利工程来进行防洪抗灾以及改善水环境，同时也可以带动和发展该流域内的经济。美国的流域管理局作为一个单一的机构，它将私有企业特性与政府特性相结合，管理着整个流域内所有的水利资源。因此，美国的流域管理局被定位为一个既享有政府的权利，同时又具有私人企业灵活主动特点的联邦公司。其机构是按公司形式设立的，它的组织结构是由董事会按照明确职责和提高效率的原则自主设置。美国的流域管理局与我国的太湖流域管理局、长江水利委等机构在管理职能和范围等方面有相似之处，但是机构的性质不同，美国的流域管理局具有公司性质，我国的则是政府管理机构。
    在日本，水利工程的管理体制属于“多龙治水，多龙管水”模式，日本的水利工程建设和管理分别由国土厅、建设省、农林水产省、通商产业省等部门按准公益性政府赋予的职能进行管理。多龙治水的模式和我国有类似之处，治水不仅仅是水利部门的职责，同时其他相关部门也有应尽的义务。
    在英国，水利工程管理体制是以英格兰和威尔士两个地区作为代表，管理级别上分为国家级、区域级和地方级。英国没有专门管水利的国家级行政部门，水利是由环境、运输与区域等有关部门分管。其实在我国，水利工程的管理虽然有水利部门主要负责，但是在日常的管理中，往往需要环保、交通、运输、气象等多个部门协调或帮助，共同来科学地管理水利工程，使其发挥应有的工程效益。因此，从这点上来看，英国由多个部门分管水利工作还是有其道理的，一定程度上也和我国的管理体制有相同之处。
    第二，自动化程度普遍较高
    在美国、日本、荷兰以及欧洲的很多发达国家中，水利工程管理的自动化程度都已经达到比较高的水平。一方面是由于这些国家在水利工程的设备制造上的技术水平较高，效率较高，自动化建设起步较早，因此在水利工程管理上也得到了更早的应用。另一方面，是在其管理中有完善的数据记录作为设备的性能监测的依据，并注重水利工程设施的技术改进，其实这也是源于对管理的严格要求，在日常的管理工作中注重对水利工程设施本身性能的管理，寻找可以改进的空间以不断提升自动化水平。
    第三，水利工程管理人员精简、分工严密
    国外很多国家针对水利工程的管理采用人员精简、分工严密的管理方式，对水利工程管理人员的综合素质要求相对较高。在分工严密的管理方式下，较高的管理人员素质可以为整个管理队伍的人员精简做好保障，提高水利工程管理的效率。并且，也注重水利专业人才的培养，在水利工程管理的各个领域都有专业人才，管理队伍结构较为合理。
    第四，注重水利工程设施的建设及维养管理
    在水利工程管理的费用方面，国外很多国家是以受益者支付以及国家拨款的方式等得到充足资金，因此在水利工程的维护和保养方面做得都比较到位和及时。在水利工程的建设上，大都重视排水灌溉、防洪排涝，以及生态环境治理，相应的资金投入也相当大。如日本等国家，其国内的水利工程设施覆盖率和控制面积相当高。
    (2)国外学者关于水利工程管理及其对环境影响方面开展的不同方面的研究
    国外学者在水利工程管理以及水利工程对环境影响方面的研究开展的较早，研究的方式多样。
    德格拉夫通过对孟加拉河流内鱼群的活动情况来分析河道上的水闸运行对水环境的影响。另外，Jutagate等人的研究表明，绝大多是的建造在河流上的大坝等水利工程设施都对水环境有影响，而且对渔业生产有不利影响，包括对农业的一些负面影响。但是他们也表示通过合理的管理这些水利设施，可以有助于减少负面影响。
    在澳大利亚的某些城市为确保饮用水和农业用水，环境往往会被忽视。伊丽莎白·芬克尔等人则是通过研究流域内水利工程的全局管理来逐步改善水环境。他们通过研究建立平衡三方的一种模式，进行全局的流域规划，统筹管理流域内的水利工程来达到经济社会和生态平衡的需求。
    在日益复杂和不断变化的环境中，为有效地应对天气和水灾害，朱塞佩.罗西等人研究在一个不断变化的环境中如何来进行水利工程的管理。3他们探讨了水利工程和水环境之间的联系，提出了创新管理模式以确保水资源和水环境得到可持续发展。
    亚西尔·特拉贝尔西等人则是以突尼斯伊其克乌尔湖为个案，通过分析水质数据、泥沙沉降速度等来研究水坝和水闸等水利工程设施的管理问题。‘他们的研究结论表明，通过科学的管理水利工程，可以优化伊其克乌尔湖的水质及区域内的水环境状况。
    国外众多学者的研究很多都表明了水利工程和水环境之间存在着密切联系，并且无论水利工程对水环境有积极或负面的影响，大部分都可以通过合理地调控水利工程来缓解或优化水环境，同时也提出了一些管理的概念或管理的模式。
    (3)国外的研究成果在中国运用的局限性
    关于在如何科学管理水利工程改善水环境方面，无论是国内还是国外，虽然其研究的个体和方式不同，但研究的目标无非就是通过科学的分析得到的研究成果为改善水环境服务，通过水利工程的管理来改善或维持一个健康的、能发挥各种生态功能的水环境。
因此，鉴于研究的目标的一致性，其研究的成果具有一定的借鉴和参考作用。但同时，由于受国内外的水环境的区别、水利工程管理方式的差异、以及水利工程本身的不同等诸多方面的影响，国外的研究在中国的运用存在一定的局限性。鉴于此，本文中笔者也将立足国内水环境的实际情况，选取有代表性的区域和个案来进行研究探索。
    1.4.2国内研究文献综述
    (1)国内水利工程管理研究的现状
    目前，国内对科学管理水利工程改善水环境的研究也比较多，既有对水利工程与水环境之间关系的研究，也有如何科学管理水利工程的研究，既有在宏观层面的理论研究，也有在局部区域对大都市水利工程管理的探索。其中，宏观层面的理论研究，以及根据实际地区情况提出科学管理水利工程的研究较多，针对大都市局部地区的水利工程管理
研究相对较少。
    (2)在研究水利工程与水环境的关系方面
    在研究水利工程与水环境的关系方面，国内有许多学者做了详细的分析和研究，主要分为水利工程对水环境造成的积极和负面影响两个方面，给我们研究如何科学管理水利工程改善水环境提供了理论依据。
    水利工程为人类带来了很大的经济利益和社会利益，但也很大改变了河流自然演进的过程。出乎人们意料的是，由于对于河流大规模的改造，造成了对于河流生态系统的破坏，导致河流生态系统不同程度的退化。吕铀认为水利工程存在对河流生态系统的胁迫，主要表现在两方面:一是自然河流的渠道化，二是自然河流的非连续化。’
    水利工程的不合理建设对我国生态环境的影响也巨大，水利工程建设大多数就是修建在天然河道上，这样做的直接结果就是破坏了河流长期演化成的生态环境，使河流局部形态均一化和非连续化，从而改变了河流生态环境的多样性。王晓平的研究表明其影响主要表现在水资源承载力问题、生态环境承载力问题等方面。他提出应尽快建立和实施生态补偿机制，防止和缓解水利工程建设对生态平衡的破坏。
    水利工程对河道生态存在正面和负面的两方面影响，乔述菊就此做了相关研究，她认为水利工程对河道生态的正面影响包括有利于发挥河流的各项功能，发展洁净能源;有利于水资源的合理配置，保持足够的河流动力，提高河流的调节能力;有利于防止河道断流，排解水污染，改善水生态环境。负面影响则包括对水利工程周边的水文地质、水流条件、河流水体生物、文化景观等多方面的影响。她同时认为这些影响的恶果也正在日渐凸显，因此关注水利工程的负面影响己经不容忽视，要用积极的态度去解决这个问题。”
    郑保强，窦明等人针对水闸调度对河流水质变化的具体影响的问题，研制了水闸调度影响模型，较好地反映出水闸调度过程中水动力条件及污染物浓度的变化情况。通过设计不同水闸调度情景并模拟分析后，得出结论:水闸调度使河流流量、水流流速、水深等水情要素发生较大变化。水闸的存在以及水闸不同的调控方式使得河流中污染物迁移转化过程更加复杂，对区域水环境优化有着不可忽视的影响。
    (3)在科学管理水利工程的途径和方法方面
在科学管理水利工程的途径和方法方面，国内学者或行业的管理者根据各个地区水环境和水利工程情况的不同特点，提出了许多不同的管理方案，有的是理论上的科学建议，有的是实际的管理经验，都对我们研究如何科学管理水利工程有着很好的参考作用。
    孙志芹通过研究水闸考核标准，结合水闸工程具体现状，进行了大量的调研，提出了水闸“分区”管理的新方法。他的新方法认为可以充分发挥工程效益，推进水利工程管理规范化、制度化、科学化、现代化建设，以提高水利工程管理的水平。程绪水等根据淮河流域水利工程及水质概况，分析了水闸调度对改善水质的作用，提出了进一步发挥水利工程作用、改善水质的建议。一是防止河道断流，提高水体自净能力;二是合理调度，充分利用汛期洪水，清污分流。三是对洪水实施风险调度、充分利用汛期洪水，实现洪水资源化。他们认为可以通过水利工程的科学管理，可以改变污染水体走向，对确保重要供水水源地水质安全以及促进水生态环境有着非常重要的作用。陈文龙，徐峰俊等利用数学模型计算分析了水闸群联合调度方案实施后的水动力环境，对河道排污有积极作用，创新了在科学管理水利工程方面的方法。
    也有学者从一些比较特殊的角度进行研究，如郑州大学管理工程学院副教授段世霞从哲学角度对水利工程管理的根本和实质及方法进行了分析，他在阐述水利工程决策阶段系统思维及发展思维、实施阶段的创造思维、集成思维和文化思维以及运营阶段的生态思维、责任思维的基础上，认为水利工程管理是哲学的实践和体现，可以通过协调，在矛盾中求得平衡。
    关于具体的管理操作方面，张鑫，张振华等通过研究城市防洪工程，提出了城市调水的有效方法，即:通过合理的水闸启闭，将较好水质的水引入大包围内;科学合理地启动泵站排水，使大包围内河道水体流动，改善水质;尽可能减少水体流动时较脏的水对其他河道的影响，尽量缩短较脏的水滞留在大包围内的时间;尽量扩大调水范围，使调水受益的面积增加。通过城市防洪工程，形成一个大都市相对独立的防洪及调水调控体系，通过灵活调度，达到引清释污，有效改善城区水环境的目的。”
    (4)在以上海各地区为例的一些研究方面
    在上海城市中没有大型的水利工程设施，一些以上海作为研究对象的学者根据上海城区水环境的特点，分析了城区河道和水环境，提出了适合上海地区管理水利工程的诸多方案，这对本文研究松江地区的水利工程管理就会有很大的帮助。
    长宁区位于上海城市中心区域，区内有多条河道分布，因此区内泵闸较多。杨小寒、陈在连等人就以上海市长宁区泵闸现状为例，分析了中心城区泵闸存在的问题及对河道水环境影响，从河道水环境改善的角度探讨了泵闸管理等方面的改进措施和设想。他们认为，如果不合理使用和管理泵闸，会对城市水生态产生一系列不利影响。市政泵站承接了大量雨污水，由于在干旱少雨的季节，泵闸开启次数较少，调蓄池内的雨污水经过长期存放，会变得腐败黑臭，在雨天泵闸突然开启，这些高浓度污水集中下泄，往往造成河道突然黑臭。泵闸如果长期关闭，只在排涝或换水时偶尔开启，河道的水体循环就会断掉，就会破坏水系的连通性，导致河道纳污能力大幅度下降，水体自净能力下降，使水体污染加剧。在一些中小河道，每到高温季节就会出现富营养状态，浮萍、蓝藻大量滋生;泵闸长期关闭还会导致水流流速趋缓，河道径流减少，引起河床形态变化，河道淤积，会使河流的泄洪蓄洪能力降低。因此，他们提出要充分发挥新建泵闸的作用，加强信息化建设以及统一调度管理水利工程，以改善水环境。
    在利用现有水利工程设施方面，应荣弟，顾彩红等人在崇明岛开展了全岛范围的引清调水试验，用以改善岛内河道水环境。根据调水试验的水文水质调查监测数据，分析引清调水试验对主要河道的水质改善效果。他们通过充分发挥长江过境水量充沛、水质良好的优势，利用潮汐涨落规律，因地制宜地利用周边的水源和水利工程，通过多闸的联合调度，使岛内河道水体有序定向、定量流动，通过调活、稀释、降解，促进水体质量改善的方案，他们得出的结论是崇明岛独立的河网水系、比较完善的水利工程设施、长江口潮汐水动力特征、丰富的水资源量以及良好的水质状况，为引清调水提供了良好的基础条件。可以利用现有水利工程开展引清调水，改善崇明岛河道水质是可行的，是改善水环境质量的重要措施之一。
    在上海市奉贤区，针对与水体调控密切相关的水闸调度与管理，胡天英对全区水闸运行调控与水体流动、水质变化的关系做了一个较科学的总结，由此得出一个总体调水方案:“北引南排，西引东排，定期运行，保量调质”，并在此基础上制定了具体实施方案。通过确定管理范围、管理目标，采取相应的管理手段等途径科学管理水利工程，达到调控水体改善水环境的目的。
    杜晓舜，王春树等通过回顾上海市引清调水工作的开展情况，重点探讨了上海世博会期间及以后引清调水优化调度水利工程的总体思路和研究内容，并论述了上海市黄浦江、苏州河及其他重要区域引清调水的常规方案和应急预案，以确保实现河道水质保持稳定的目标，并根据这一目标，提出了一些管理水利工程的工作建议。比如，如何协调好引清调水和防汛的矛盾、加强区域间利益协调、加强行业服务和监管力度、加大资金支持力度、提高水闸管理人员技能素质等。
    (5)对国内研究现状的评价
    综上所述，目前在科学管理水利工程改善区域水环境问题上，学术界有了比较多的研究。不管是在水利工程与水环境的关系，还是在管理水利工程的途径和方法上，都有比较好的研究成果。但是从大多数文献中可以看出，目前对于宏观层次上的研究较多，而针对某个地区或某个局部环境的研究较少，尤其对于大都市水利工程管理问题方面的研究更少。本文正是以上海松江地区为例，从局部范围以小见大，重点研究大都市水利工程的管理问题。
1.5个案的选取和代表性
    本文以松江区域作为研究探索的对象。松江地处黄浦江干流的上游段，地势低洼，处于太湖流域蝶形洼地底部，境内河道均属黄浦江水系。黄浦江上游段贯穿东西，北、西、南向分别为柳河一斜塘、大蒸塘一圆泄径、大柳港三支源流。目前，全区拥有河道1238条段，总长1735. 78公里。其中，市级河道为11条段，长88. 64公里;区级河道为63条段，长326. 15公里;镇村级河道1164条段，长1320. 99公里。全区河网密集，同时地处黄浦江上游段，对全市水环境也有重要影响，因此作为研究对象具有一定的典型性。
    对于水利工程管理部门而言，松江区水务局统筹管理全区各类水利工程，其中区水利工程管理所负责管理大小区管水闸43座，其中包括5座重要沿江水利枢纽，对区域水环境的影响作用巨大。因此，作为研究对象，该单位也具有一定的典型性。
    本文选取松江区作为代表性个案进行实证分析，处于以下几方面的考虑:(1)松江区在地理位置上处于黄浦江干流上游段，对于区域水环境有较大影响作用;(2)松江区域内河网密集，对于水环境研究具有很好的研究价值;(3)笔者目前从事水利工作，一向对水利工程管理感兴趣，而且由于工作的便利，比较容易调查和掌握相关的数据和资料。
1.6研究方法
    首先本文是定性研究，这种研究与个案式解释模式结合，即试图对特定的个案进行全面的了解，找出解释某个行为或事件的原因。本文以松江区为例，对科学管理特定区域的水利工程以改善该区域的水环境进行全面地探讨和论述。
    其次在资料收集上，本文结合了文献法和观察法。
    (1)文献法:通过对国内外相关文献资料的研究和整理，全面了解目前有关在水利工程管理和水环境方面的研究状况，并从中获得一些启示。
    (2)观察法:观察松江区的水利工程管理现状和松江区水环境的变化。
    (3)数据分析法:采集松江区水利工程管理中历年有关调水等数据，以及采集相对应的河道水质等水环境数据，研究其水利工程管理问题。