水利工程對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響及生態(tài)水利工程的建設(shè)

葉爾江·哈木扎

摘 要：地球上的淡水資源是有限的，而其分布情況在影響著不同地區(qū)居民的生活狀況。也在制約著該地區(qū)經(jīng)濟(jì)的正常發(fā)展。人們?yōu)榱私鉀Q這類用水問題的困擾，興修水利工程，對水資源的分布狀況進(jìn)行人為的調(diào)整。這雖然可以造福不同地區(qū)的人民，但是隨之而來的一些問題，卻讓我們不得不停下腳步來思考一下。隨著人們綠色環(huán)保觀念的加深，大家對水利工程給生態(tài)環(huán)境造成的破壞也有了更深的認(rèn)識。文中，筆者將就水利工程的一些有利與不利的影響及相應(yīng)對策進(jìn)行簡要闡述。

關(guān)鍵詞：生態(tài)水利；河流生態(tài)系統(tǒng)；建設(shè)

1水利工程與河流生態(tài)系統(tǒng)的關(guān)系

1.1水利工程造成的河流形態(tài)的均一化和不連續(xù)化使生境多樣性發(fā)生了改變

所謂河流形態(tài)的均一化主要是指自然河流的渠道化或人工河網(wǎng)化；所謂河流形態(tài)的不連續(xù)化是指在河流筑壩形成水庫后，造成水流的不連續(xù)性。有的河流進(jìn)行梯級開發(fā)，更形成河流多級非連續(xù)化的格局。水庫蓄水后，淹沒了原有的河流兩岸的陸生植被，使得丘陵和平地島嶼化和片斷化，陸生動物被迫遷徙；被搬遷的城鎮(zhèn)及廢棄的農(nóng)田沉入庫底，為清除的垃圾、工業(yè)廢料及化肥農(nóng)藥殘留統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)入水庫。這樣就改變了生境多樣性。

1.2水利工程造成河流形態(tài)多樣性的降低，進(jìn)而使生物群落的多樣性降低

水利工程入河流的渠道化和裁彎取直工程徹底改變了河流蜿蜒型的基本形態(tài)，急流、緩流、彎道及淺灘相間的格局消失，而橫斷面上的幾何規(guī)則化，也改變了什坦、淺灘交錯的形式，生境的異質(zhì)性降低，水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能隨之發(fā)生變化，特別是生物群落多樣性將隨之降低，可能引起淡水生態(tài)系統(tǒng)退化。具體表現(xiàn)為河濱植被、河流植物的面積減少，微生物的生物多樣性降低，魚類產(chǎn)卵條件發(fā)生變化，鳥類、兩棲動物和昆蟲的棲息地改變或避難所消失，可能造成物種的數(shù)量減少和某些物種的消亡。河床材料的硬質(zhì)化，切斷或減少了地表水與地下水的有機(jī)聯(lián)系通道，本來在沙土、礫石或粘土中辛勤工作的數(shù)目巨大的微生物再也找不到生存環(huán)境，水生植物和濕生植物無法生長，使得植食兩棲動物、鳥類及昆蟲失去生存條件。本來復(fù)雜的食物鏈在某些關(guān)鍵種和重要環(huán)節(jié)上斷裂，這對于生物群落多樣性的影響是全局性的。

人們?nèi)菀卓吹剿こ淘诠┧⒐喔?、發(fā)電等方面給人們帶來的直接、有形的利益，卻往往忽視水域生態(tài)系統(tǒng)為人類帶來的利益，更難于看到因水利工程改變河流形態(tài)的多樣性，對人類的利益造成的長遠(yuǎn)的隱形的損害。一旦生態(tài)系統(tǒng)遭到破壞，大自然無償提供給我們的服務(wù)功能將下降，但破壞到某種程度時，這種服務(wù)功能甚至?xí)适А?/p>

2水利工程建設(shè)對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響

2.1河流形態(tài)的均一化和不連續(xù)化

所謂河流形態(tài)的均一化主要是指自然河流的渠道化或人工河網(wǎng)化。具體表現(xiàn)為兩方面，一是平面布置上，河流形態(tài)的直線化。即將蜿蜒曲折的天然河流改造成直線或折線型的人工河流或人工河網(wǎng)。二是河床材料的硬質(zhì)化。渠道的邊坡及河床采用混凝土、砌石等硬質(zhì)材料。防洪工程的河流堤防和邊坡護(hù)岸的迎水面也采用這些硬質(zhì)材料。原因是渠道工程中可減少渠水的滲漏，以利節(jié)水。河流形態(tài)的不連續(xù)化是指在河流筑壩形成水庫，造成水流的不連續(xù)性。

2.2水文特征的改變

水文特征的改變包括流速的改變、水位的改變、水溫的改變以及水質(zhì)的影響。施工期，工程截流引起河道接近壩址段水流流速增加；運(yùn)行期，上游水面增大，流速變緩，下游受水庫調(diào)節(jié)影響。水庫修建后上游水位抬高，水動力條件將發(fā)生變化；下游河道容易產(chǎn)生斷流，地下水位下降，以致下游的天然湖泊、池塘斷絕水源。水溫可能產(chǎn)生分層現(xiàn)象。另外，產(chǎn)生的垃圾部分會排入水中，使水質(zhì)變差。上游來水中攜帶的泥沙以及固體物質(zhì)等在庫底沉降，水庫稀釋自凈能力降低，容易造成水質(zhì)污染。

2.3河流中生物多樣性的改變

河流的人工化使得天然河道消失，水域生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能隨之發(fā)生變化，魚類原有的產(chǎn)卵場地被迫改變；其次，大壩的建設(shè)切斷了天然河道或江河與湖泊之間的通道，使魚類覓食洄游和生殖洄游受阻；最后，庫區(qū)及庫下由于流速、水深、水溫、溶解氧和餌料生物分布的改變，使水庫生物群落發(fā)生變化，魚類因水溫和溶解氧在垂向上發(fā)生分層現(xiàn)象而成層分布，從而最終導(dǎo)致生物群落多樣性將隨之降低，可能引起淡水生態(tài)統(tǒng)退化。

3生態(tài)水利工程的建設(shè)

現(xiàn)代水利的突出特征是人與自然和諧相處，保持人類的生產(chǎn)活動與自然規(guī)律之間的平衡與協(xié)調(diào)?；謴?fù)和維系良好的生態(tài)系統(tǒng)，以水資源的可持續(xù)利用支持經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展，是水利工作的基礎(chǔ)性目標(biāo)，把水利工程建設(shè)成“生態(tài)工程”，使水利工程一方面要滿足水生態(tài)環(huán)境建設(shè)與保護(hù)要求，另一方面要使水利工程滿足水資源合理配置的各項(xiàng)要求，充分發(fā)揮工程效益。

3.1堤線布置及堤型選擇

河流形態(tài)的規(guī)則化、均一化，會在不同程度上對生物多樣性造成影響。因此，在堤線布置時，應(yīng)盡可能保留江河湖泊的自然形態(tài)。在確定堤防間距時，遵循宜寬則寬的原則，河槽和河漫灘不僅要能滿足設(shè)計(jì)洪水行洪要求，還要保持一定的淺灘寬度和植被空間，為生物的生長發(fā)育提供棲息地，發(fā)揮河流的自凈化功能。堤型的選擇原則除滿足工程滲透穩(wěn)定和滑動穩(wěn)定等安全條件外，還應(yīng)結(jié)合生態(tài)保護(hù)或恢復(fù)技術(shù)要求，為植被生長創(chuàng)造條件，保持河流的側(cè)向聯(lián)通性。

3.2岸坡防護(hù)

岸坡防護(hù)工程的設(shè)計(jì)應(yīng)從強(qiáng)調(diào)人與自然和諧的生態(tài)建設(shè)要求出發(fā)，采用與周圍自然景觀協(xié)調(diào)的結(jié)構(gòu)形式，在滿足工程安全的前提下，確保生態(tài)和景觀的護(hù)岸形式多種多樣。在典型的岸坡防護(hù)結(jié)構(gòu)中，可盡量使用具有良好反濾和墊層結(jié)構(gòu)的堆石，多孔混凝土構(gòu)件和自然材質(zhì)制成的柔性結(jié)構(gòu)，盡可能避免使用硬質(zhì)不透水材料，為植物生長，及魚類、兩棲類動物和昆蟲的棲息與繁殖創(chuàng)造條件。

3.3景觀建設(shè)

城市水域整治的景觀建設(shè)中，可以保留江河湖泊天然的美學(xué)價值，避免將水流置于過多的亭臺樓閣等混凝土與砌石形成的人工環(huán)境之中。水利工程設(shè)施要造成一種人與自然親近的環(huán)境，現(xiàn)代的城市景觀設(shè)計(jì)，應(yīng)更多注重生物棲息地建設(shè)。水利工程還應(yīng)為公眾廣泛參與和對兒童進(jìn)行水環(huán)境保護(hù)教育創(chuàng)造良好條件。

4針對水利工程的不利影響所應(yīng)采取的技術(shù)對策

對于水利工程對生態(tài)系統(tǒng)的不利影響，我們應(yīng)該正視這些不利影響，對水利工程的工程理念進(jìn)行反思，以“趨利避害”的態(tài)度，改進(jìn)和完善水利工程的規(guī)劃和設(shè)計(jì)技術(shù)。加強(qiáng)庫區(qū)生物群落調(diào)查，開展已建水庫的生態(tài)系統(tǒng)健康評估與預(yù)測；合理調(diào)度水庫及其它水利設(shè)施，提高水枯水體的自凈能力和自我修復(fù)能力；保持河流的蜿蜒性來保護(hù)河流形態(tài)多樣性，即在河道整治工程中，應(yīng)尊重天然河道形態(tài)，避免直線和折線型的河道設(shè)計(jì)；保持河流斷面形狀的多樣性，尊重河流原有的自然斷面；河道防護(hù)工程的岸坡采用有利于植物生長的透水材料，特別注意采用當(dāng)?shù)靥烊徊牧?；水利工程設(shè)計(jì)應(yīng)為植物生長和動物棲息創(chuàng)造條件，提供魚類產(chǎn)卵條件以及鳥類和水禽棲息地和避難所；利用生態(tài)系統(tǒng)自我凈化和自我修復(fù)功能，開發(fā)與推廣生態(tài)系統(tǒng)治污技術(shù)。

5結(jié)語

傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)對河流等生態(tài)系統(tǒng)破壞較大，為此，我們應(yīng)該大力推進(jìn)生態(tài)水利工程的建設(shè)力度，這也是未來發(fā)展的趨勢。我們可以采用多樣化的建筑形式，使水利工程不僅具備常見的防洪、發(fā)電、航運(yùn)、灌溉等功能，還能成為新的景觀，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展創(chuàng)造良好的社會和生態(tài)效益。

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