水利水電工程維持河流連通性的思考

董愛明

(江西省水投華東設(shè)計(jì)有限公司，南昌 330036)

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水利水電工程維持河流連通性的思考

董愛明

(江西省水投華東設(shè)計(jì)有限公司，南昌 330036)

在氣候變化和人類活動的影響下，河網(wǎng)的水系結(jié)構(gòu)和聯(lián)通格局在發(fā)生著很大的變化。很多自然水系受到人類活動的影響發(fā)生了改變甚至遭到破壞，迫使水系的數(shù)量和面積急劇減少，很多支流干枯，只剩下了主要干系。河道的淤積也越來越嚴(yán)重，大大降低了河網(wǎng)和湖泊的調(diào)蓄能力。面對日益變化的水系環(huán)境，人類應(yīng)積極防御，使自然水系得到恢復(fù)，提高水資源承載能力，減少會環(huán)境的惡化，降低紅洪澇災(zāi)害發(fā)生的系數(shù)，使水安全大大得到提升。

水利水電工程；河流連通；河流健康；生態(tài)環(huán)境

0 引 言

伴隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和科技的進(jìn)步，人們對水資源和電力的需求也在增加，建設(shè)水電項(xiàng)目成為利用清潔能源的重要手段。但是興修水電在給人們帶來方便的同時(shí)，也使河道被改變，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，水體的自凈能力一日不如一日。所以在興建水利水電工程的同時(shí)，還要考慮到對生態(tài)環(huán)境的恢復(fù)問題，使得在利用水利的同時(shí)還能保證生態(tài)環(huán)境正常，能夠正常維持河流的連通性。

1 河流連通的重要意義

1.1 促使信息流通

河流的連通可以促進(jìn)生命信息的傳遞，其中的水位、水流速度以及水溫等因素都可以為魚類和很多與水相關(guān)的生物提供一定的信息。使其可以通過對信息的判斷從而確定環(huán)境和生存方向，繼而進(jìn)行繁衍和生殖[1]。河流的連通在促進(jìn)信息交流的同時(shí)，其實(shí)傳遞的是自然規(guī)律和生存信號，是生物和動物判斷自然環(huán)境的有力工具。一旦河流的連通遭到破壞，會使這些生物失去生存的工具，無法進(jìn)行交流和判斷，出現(xiàn)死亡甚至種族滅絕的危險(xiǎn)，從而使大自然的物種豐富受到影響，自然進(jìn)化和發(fā)展失去平衡。

1.2 促進(jìn)生物群落的空間連通

河流是一個(gè)能夠運(yùn)動的生態(tài)系統(tǒng)，連通起來的河流由于有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)和資源，可以為不同流域的生物提供不同的能源需求，使河流上游、中游和下游都能夠有不同的生物在生活和繁衍。空間的連通不僅僅涉及到河流兩旁相關(guān)動植物的生存，還涉及浮游動植物和魚類等的連續(xù)性分布，使食物鏈處于豐富的階段。

1.3 促進(jìn)營養(yǎng)物質(zhì)和能量連通

河流本身的運(yùn)動特性，產(chǎn)生一定的能量，可以將生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)移走，并且可以借助不同的地理位置和地勢條件進(jìn)行擴(kuò)散。尤其是在營養(yǎng)物質(zhì)方面，體現(xiàn)的等明顯。營養(yǎng)物質(zhì)可以將河流作為載體，當(dāng)河流不斷匯合和分支后，各種營養(yǎng)物質(zhì)也進(jìn)行匯合和交換，這樣在河流的不同階段就會有不同的營養(yǎng)物質(zhì)，從而為相關(guān)生物提供食物能量，使得河流所有流域的生態(tài)過程都有密不可分的關(guān)系。

2 水利水電工程給河流連通帶來的消極影響

2.1 影響河流生命健康生存

河流的生態(tài)系統(tǒng)具有流通性的基本特點(diǎn)，保持良好的河流生態(tài)系統(tǒng)有利于保護(hù)生態(tài)結(jié)構(gòu)和執(zhí)行相關(guān)生態(tài)功能。河流和其支流組成的系統(tǒng)相當(dāng)于人體的血管網(wǎng)絡(luò)，彼此之間有著密不可分的關(guān)系，共同作用，如果沒有了血液流通，人就會死亡。河流也是如此，如果沒有水系連通，河流的生命也將會消失，河流的任何部分受阻都會影響整個(gè)水系的健康。

2.2 使河流的連續(xù)性遭到改變

水利水電工程會將河流通過河壩攔截起來，從而使河流的連續(xù)性遭到改變。修建起來的大壩是為了提高水位，就要在一定時(shí)間內(nèi)將水流阻斷，使原有的河流形成了大型的靜止人工湖，從而使由庫區(qū)到大壩下游河段的流速、水溫等都大大改變。當(dāng)水利水電設(shè)備投入運(yùn)行后，會根據(jù)實(shí)際發(fā)電需要以及自然環(huán)境和惡劣天氣的影響進(jìn)行不同程度的放水操作，而在壩下就會有一系列變化隨之發(fā)生。

2.3 降低生態(tài)系統(tǒng)自我恢復(fù)能力

由于河流受到大壩的阻隔，是河流中的物質(zhì)循環(huán)性降低，能量流動空間和效率大大降低，河流在大壩修成后變得比較零碎，在很大程度上降低了生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復(fù)能力。降低的自我恢復(fù)功能使大自然失去了穩(wěn)定性，繼而使大自然的結(jié)構(gòu)和功能不再完整，遇到一些怕破壞就很難再恢復(fù)原有面貌，久而久之，成為環(huán)境的負(fù)擔(dān)。另一方面，對于魚類的生存非常不利，原本需要不同季節(jié)在不同流于活動、覓食和繁殖的魚類被大壩隔斷后失去了原有的生活地，有些捕獲不到食物，有些無法進(jìn)行繁衍，有些甚至是由于環(huán)境不適應(yīng)直接死亡。這樣使大自然的物種迅速減少，繼而降低了自我恢復(fù)能力。

3 我國目前水利水電工程連通性恢復(fù)的問題和解決策略

3.1 法規(guī)與制度

就我國目前的發(fā)展情況看，還沒有相當(dāng)完善的法律和法規(guī)對關(guān)于河流的連通性相關(guān)問題做出明確要求。在現(xiàn)有法律《水法》以及《漁業(yè)法》中雖然對過魚設(shè)施有修建的要求和標(biāo)準(zhǔn)，但那是在執(zhí)行過程中效果基本沒有。一方面是施工過程中忽略此條目，另一方面是相關(guān)的監(jiān)管不到位，使得這項(xiàng)工作沒有準(zhǔn)確實(shí)施依據(jù)。面對以上法律法規(guī)約束和指導(dǎo)的尷尬局面，建立健全相關(guān)法律法規(guī)，用法律武器為魚類和生態(tài)系統(tǒng)維護(hù)正當(dāng)權(quán)益迫在眉睫。各部門之間應(yīng)多進(jìn)行溝通和交流，出臺關(guān)乎生態(tài)保護(hù)的政策，不斷加快河流連通性恢復(fù)工程的開展。

3.2 魚道設(shè)計(jì)方面

目前我國由于缺乏相關(guān)的對魚道設(shè)計(jì)進(jìn)行約束的法律，所以在魚道設(shè)計(jì)方面止步不前，比較單一，考慮到的魚類不全。另外對于其它生物的過壩問題忽略的更加嚴(yán)重，相關(guān)的水生生物不能正常在上下游之間流動，營養(yǎng)物質(zhì)的流動也受到限制，非常不利于維護(hù)河流水生態(tài)系統(tǒng)完整和流通。在河道的功能方面，考慮不到魚類在產(chǎn)卵繁殖時(shí)期的特殊性，誘魚的效果不明顯，不能保持魚類在過道的體力，使魚類成功經(jīng)過到加大了難度。在過道的設(shè)計(jì)方面，施工材料和施工方法達(dá)不到環(huán)保要求，使得過道環(huán)境與兩岸環(huán)境相差甚遠(yuǎn)，并不利于魚類在其中生存。

設(shè)計(jì)魚道時(shí)首先要進(jìn)行完整的調(diào)研和系統(tǒng)的分析，加大科研投入力度，對所在河流的所有生物種類和生活習(xí)性等方面的內(nèi)容徹底查清楚，然后進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)和施工。在研究人員方面，要建立高水平、高技術(shù)的專業(yè)化隊(duì)伍，對專門人才進(jìn)行專門培養(yǎng)，加強(qiáng)與先進(jìn)國家的交流和溝通，吸收國外先進(jìn)做法和經(jīng)驗(yàn)，使科研能力不斷提高，為建設(shè)更適合的過道，保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)做有力保障。

3.3 生態(tài)保護(hù)設(shè)計(jì)

我國的魚類多數(shù)屬于多次繁衍，繁衍前后需要下壩，所以對魚類的保護(hù)需要做進(jìn)一步調(diào)整。我國魚類下壩目前途徑是通過溢洪道和水輪機(jī)。溢洪道下壩中下泄水流比較湍急，流態(tài)的變化情況也比較大，產(chǎn)生空氣過飽和的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，不利于魚類通過，造成很大的死亡率。而在通過水輪機(jī)時(shí)，除水流復(fù)雜外，水溫也會發(fā)生很大的變化，其中的金屬葉片也會對魚類造成很大的傷害。會導(dǎo)致魚類的線路受到外力作用發(fā)生改變，撞擊葉片，所以當(dāng)魚類通過后，都會有不同程度的傷害。

在魚道設(shè)計(jì)過程中，要結(jié)合生態(tài)學(xué)的相關(guān)原理，為魚類和其他生物提供廣闊的通過空間。另外還要加大對下行魚類的研究，想盡辦法在保證下行魚類安全情況下使水利水電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

4 結(jié) 語

水利水電工程應(yīng)該以綠色為標(biāo)準(zhǔn)，在修建和運(yùn)用過程中盡量減小對環(huán)境和生態(tài)的破壞，使河流保持連通，發(fā)揮河流連通的積極意義，建立健全相關(guān)法律法規(guī)，不斷提高科學(xué)素養(yǎng)，建設(shè)有文化、懂科學(xué)的專業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，從根本上保護(hù)生態(tài)環(huán)境，使水利水電能夠更長遠(yuǎn)的發(fā)展，為人類社會造福。

[1]史云鵬,曹曉紅.水利水電工程維持河流連通性的思考[J].中國水能及電氣化,2011(12):20-25.

1007-7596(2017)03-0189-02

2017-02-20

董愛明(1988-)，男，江西撫州人，助理工程師，研究方向?yàn)樗姽こ獭?/p>

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