江西小型水利工程生態(tài)水利設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

龍保成

（江西省贛西土木工程勘測(cè)設(shè)計(jì)院，江西 宜春 336000）

小型水利工程數(shù)量多、結(jié)構(gòu)靈活，適用于小型水體條件。小型水利工程建設(shè)的水資源調(diào)度系統(tǒng)，服務(wù)于農(nóng)業(yè)灌溉、水資源供給等。部分小型水利工程設(shè)施的建設(shè)與運(yùn)作，容易導(dǎo)致生態(tài)鏈斷裂、水陸分隔等問(wèn)題，并且問(wèn)題具有一定的衍生性，如果處理不及時(shí)負(fù)面影響會(huì)愈演愈烈。所以小型水利工程建設(shè)，要重視生態(tài)水利設(shè)計(jì)要點(diǎn)，同時(shí)避免工程運(yùn)作對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的負(fù)面影響。

1 小型水利工程特點(diǎn)

1.1 小型水利工程概述

小型農(nóng)業(yè)水利工程，主要適用于農(nóng)作物灌溉、人畜生活用水等，用水量不大、規(guī)模相對(duì)較小。主要有灌區(qū)抗旱水源工程、灌溉系統(tǒng)、小型水庫(kù)、塘壩、蓄水池、引流系統(tǒng)、抽水系統(tǒng)等設(shè)施，設(shè)施的應(yīng)用能夠形成整體或獨(dú)立的水資源應(yīng)用流水線，以滿(mǎn)足農(nóng)業(yè)灌溉需求。其中，小型水庫(kù)可將水資源集中儲(chǔ)存，在水資源應(yīng)用上有很高的便捷性。

1.2 小型水利工程靈活性

大部分小型水利工程的設(shè)施體積較小，可以在許多空間狹小的環(huán)境下進(jìn)行建設(shè)，靈活性較高?，F(xiàn)代小型水利工程管道大多埋入地下，不會(huì)占用太多的空間，同時(shí)地上部分往往也可以自行調(diào)節(jié)，有較好的空間適應(yīng)性、靈活性。

1.3 小型水利工程低成本

較大型水利工程、小型水利工程成本相對(duì)較低，且具有分散性，整體性較差。小型水利工程主要分為水資源調(diào)用、水資源應(yīng)用兩個(gè)部分。水資源調(diào)用部分，主要包括蓄水池、塘壩、小型水庫(kù)、引流系統(tǒng)、抽水系統(tǒng)等，這些設(shè)施因?yàn)轶w積較小、成本較低，主要由地方政府單位或者經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的事業(yè)單位承擔(dān)；水資源應(yīng)用部分，主要包括了灌區(qū)抗旱水源工程、灌溉系統(tǒng)，設(shè)施成本主要由農(nóng)戶(hù)承擔(dān)。

1.4 小型水利工程數(shù)量多

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，小型水利工程在農(nóng)業(yè)區(qū)迅速發(fā)展，其數(shù)量急劇上升，目前江西省所有農(nóng)村都有1～2個(gè)小型水利工程。

2 小型水利工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞

2.1 生態(tài)鏈斷裂

水生生態(tài)鏈主要包括，水體、水草類(lèi)、魚(yú)類(lèi)、浮游生物類(lèi)，這些組成部分相輔相成，推動(dòng)生態(tài)鏈的生息繁衍、繁榮發(fā)展。水體能夠給魚(yú)類(lèi)、水草類(lèi)、浮游生物類(lèi)提供生存環(huán)境；在合適的生存環(huán)境之下，水草類(lèi)能夠迅速繁衍，可以給魚(yú)類(lèi)提供生存空間、給浮游生物類(lèi)提供食物；浮游生物類(lèi)迅速繁殖，可為魚(yú)類(lèi)提供食物；浮游生物主要以水中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為食，起到凈化水質(zhì)的作用?？梢?jiàn)，完整生態(tài)鏈中所有的組成部分，都得到了食物以及良好的生存環(huán)境，如果其中缺少了任何一個(gè)部分，就會(huì)打破這種循環(huán)的平衡[1]。

小型水利工程建設(shè)，如塘壩、蓄水池等建筑結(jié)構(gòu)的施工，難免對(duì)水環(huán)境造成較大沖擊，導(dǎo)致水底泥沙迅速上浮，使得水質(zhì)渾濁不堪。大量的泥沙會(huì)直接與浮游生物類(lèi)相互接觸，浮游生物類(lèi)作為一種運(yùn)動(dòng)能力較差、身體強(qiáng)韌度較差的生物，很容易被帶有巨大沖力的泥沙所擊殺；并且有部分浮游生物因?yàn)槿狈κ澄锉鎰e能力，會(huì)吸入大量的泥沙，導(dǎo)致食物消化系統(tǒng)被堵塞致死。小型水利工程的建設(shè)會(huì)影響浮游生物類(lèi)的數(shù)量，打破生態(tài)鏈的平衡，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)導(dǎo)致區(qū)域水生生態(tài)鏈斷裂。

2.2 生物習(xí)性路徑阻隔

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)有60%的魚(yú)類(lèi)為洄游魚(yú)類(lèi)。其主要習(xí)性為，在某一個(gè)季度遷移到另外的水域當(dāng)中進(jìn)行生存、繁衍，再在另外一個(gè)季度洄游會(huì)上一個(gè)水域，在這樣的循環(huán)之下，才能保障族群的不斷繁衍。而當(dāng)小型水利工程介入其中，類(lèi)似塘壩、蓄水池的功能就可能阻隔了洄游魚(yú)類(lèi)的洄游路徑，導(dǎo)致大部分魚(yú)類(lèi)無(wú)法完成洄游，此時(shí)因?yàn)樗疁氐年P(guān)系，可能造成洄游魚(yú)類(lèi)大面積死亡，甚至有部分魚(yú)類(lèi)會(huì)做出試圖跳過(guò)水利工程的舉動(dòng)，但事實(shí)上能夠成功跳過(guò)工程的例子很少，所以跳躍失敗之后魚(yú)類(lèi)可能會(huì)直接撞擊致死。當(dāng)小型水利工程介入生物習(xí)性路徑當(dāng)中，同樣會(huì)導(dǎo)致生物大量死亡，引發(fā)生態(tài)鏈平衡被破壞的問(wèn)題[2]。

2.3 生物居所環(huán)境破壞

小型水利工程的灌區(qū)抗旱水源工程、灌溉系統(tǒng)、引流系統(tǒng)等，會(huì)導(dǎo)致水體的走向發(fā)生變化，局部形成一個(gè)特殊的流域。結(jié)合大量實(shí)證可以看到，這些流域往往具備水流速率較大、沖擊力較大的特點(diǎn)。在此影響下，該區(qū)域周邊生態(tài)環(huán)境的結(jié)構(gòu)遭到破壞，給區(qū)域生活的生物造成了居住環(huán)境破壞。例如引流系統(tǒng)的引流功能，導(dǎo)致水體中大量的浮游生物被吸走，致使魚(yú)類(lèi)失去了食物來(lái)源，水草數(shù)量也會(huì)逐漸上升，影響?hù)~(yú)類(lèi)的活動(dòng)；此時(shí)部分魚(yú)類(lèi)會(huì)在此影響下死亡，另一部分可能會(huì)選擇遷移棲息地[3]。

2.4 水陸隔絕

塘壩、蓄水池等設(shè)施，為避免水體流失，四周擋墻與壩體需具備良好的隔水性。一些體積相對(duì)較大的塘壩、蓄水池的擋墻，會(huì)導(dǎo)致水體無(wú)法與岸邊陸地相互連通，形成水陸隔絕狀態(tài)。水陸隔絕現(xiàn)象除了會(huì)導(dǎo)致水域生態(tài)連斷裂以外，還會(huì)影響到周邊陸地與陸生動(dòng)物的生存。具體來(lái)說(shuō)，當(dāng)形成水陸隔絕之后，陸地地下水是無(wú)法與河流水資源相互補(bǔ)充的，那么在失去了水資源的滋潤(rùn)之下，周邊陸地會(huì)逐漸變得干旱、易碎，不利于植被生長(zhǎng)；同時(shí)陸生動(dòng)物也無(wú)法越過(guò)塘壩、蓄水池的外側(cè)擋墻飲水，所以在此影響下，會(huì)導(dǎo)致局部陸生動(dòng)物絕跡[4]。

3 小型水利工程生態(tài)水利設(shè)計(jì)分析

3.1 工程概況

某小型水利工程，主要用于農(nóng)業(yè)灌溉。工程主要建筑物，包括塘壩、引流系統(tǒng)、小型水庫(kù)、灌溉系統(tǒng)、抽水系統(tǒng)。該區(qū)域的水資源相對(duì)豐富，共有3條河流，各自長(zhǎng)度分別為213 m、154 m、106 m；寬度分別為12 m、23 m、18 m；深度分別為7.1 m、5.9 m、8.3 m。塘壩、引流系統(tǒng)的建設(shè)數(shù)量為3，塘壩建設(shè)主要以橫穿河流為主；塘壩建設(shè)規(guī)模，寬度分別為13 m、24.2 m、20 m；高度分別為8.2 m、7.3 m、9.8 m。在引流系統(tǒng)上，主要以連接水源與灌溉區(qū)為主要目的，針對(duì)3條河流的規(guī)模進(jìn)行建設(shè)，引流系統(tǒng)的長(zhǎng)度分別為219 m、233 m、316 m。

3.2 環(huán)境勘察

該工程為了不對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成過(guò)多的負(fù)面影響，在正式施工設(shè)計(jì)之前，進(jìn)行了環(huán)境勘察工作，主要勘察內(nèi)容為：水生物種類(lèi)、水體流速、水體流向、水陸形態(tài)等，勘察方法主要采用航測(cè)法，表1為工程環(huán)境勘察結(jié)果。

表1 工程環(huán)境勘察成果表

通過(guò)環(huán)境勘察成果表可見(jiàn)，工程環(huán)境具有完整的生態(tài)鏈，需要重點(diǎn)對(duì)此進(jìn)行保護(hù)，但同時(shí)該地域環(huán)境有利于農(nóng)業(yè)灌溉，所以在工程建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)重視生態(tài)環(huán)境與農(nóng)業(yè)應(yīng)用的平衡，盡可能實(shí)現(xiàn)兩者的相輔相成，可將塘壩建在水生生物棲息地周?chē)?，不直接介入其中，再在兩端建設(shè)可控閘門(mén)，實(shí)現(xiàn)水源控制功能。棲息地中的水生生物，可以?xún)艋翂嗡|(zhì)，塘壩也可給水生生物提供更好的生息場(chǎng)所，有助于水生生物繁衍。另外，可控閘門(mén)可以在魚(yú)類(lèi)洄游時(shí)期打開(kāi)，以此形成洄游通道。

3.3 設(shè)計(jì)圖紙分析

在環(huán)境勘察結(jié)果以及評(píng)估指導(dǎo)下，該工程圍繞“柵格形式”設(shè)計(jì)。柵格形式主要模仿生活當(dāng)中常見(jiàn)的“籬笆”形態(tài)，具有較高的牢固性，又能夠保持通透。柵格孔洞間隔為1.5 m，孔洞采用可控閘門(mén)實(shí)現(xiàn)管理；符合上述評(píng)估指導(dǎo)要求，同時(shí)也滿(mǎn)足了農(nóng)業(yè)灌溉的需求。

3.4 施工計(jì)劃

首先，建設(shè)水資源調(diào)度部分，包括塘壩、引流系統(tǒng)、小型水庫(kù)三個(gè)組成部分，要嚴(yán)格依照設(shè)計(jì)圖紙以及施工要求施工。其次，水資源應(yīng)用部分，主要包括灌溉系統(tǒng)、抽水系統(tǒng)。采用U型PVC管道鏈接灌溉系統(tǒng)與抽水系統(tǒng)，U型PVC管道埋設(shè)于地下50 cm處，以便節(jié)省空間；抽水系統(tǒng)采用可控性較強(qiáng)的設(shè)備，實(shí)現(xiàn)灌溉水調(diào)度，為避免對(duì)生態(tài)環(huán)境造成影響，抽水系統(tǒng)功率參數(shù)選擇，應(yīng)避免造成水體流速過(guò)快的現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展，小型水利工程數(shù)量不斷增加。在小型水利工程建設(shè)中，應(yīng)當(dāng)重視生態(tài)環(huán)境保護(hù)。本文主要分析了小型水利工程的生態(tài)水利設(shè)計(jì)要點(diǎn)，首先介紹了小型水利工程特點(diǎn)，了解了其應(yīng)用價(jià)值，之后結(jié)合前人研究了解了此類(lèi)工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞表現(xiàn)，最終結(jié)合實(shí)例分析了其工作流程以及設(shè)計(jì)要點(diǎn)。