建設環(huán)境友好型水利工程需要關注的九個水生態(tài)問題

張云昌

（水利部三峽工程管理司，100053，北京）

近年，水生態(tài)保護問題受到社會廣泛關注，如何使水利工程建設與水生態(tài)保護和諧統(tǒng)一成為水利部門的重要課題。習近平總書記在關于水利工作的重要講話中發(fā)出了“水生態(tài)損害嚴重”的警告，我們要高度重視，采取堅決有效的措施加以解決。解決問題不能只停留在概念和感性認識上，要有詳實的數(shù)據(jù)和理性的分析。1996年在三峽工程開工之初，根據(jù)中央領導同志指示，建設了三峽工程生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)至今已進行了23年連續(xù)不斷的全面監(jiān)測。根據(jù)監(jiān)測成果，以及國內外水利工程建設成敗得失，本文提出建設環(huán)境友好型水利工程需要關注九個水生態(tài)問題。

一、水利工程和水生態(tài)保護可以達到和諧統(tǒng)一

在討論建設環(huán)境友好型水利工程需要關注的水生態(tài)問題之前，先探討以下四個問題：

一是水生態(tài)和水環(huán)境的區(qū)別與聯(lián)系。現(xiàn)在人們一般把生態(tài)環(huán)境連在一起談論，好像兩者是一件事，其實，生態(tài)與環(huán)境這兩個詞有很大的區(qū)別。中國工程院給三峽工程做第三方獨立評估時，在《三峽工程階段性評估報告》中對生態(tài)和環(huán)境各列了一章。水生態(tài)主要是指河湖與生存于其中的水生生物構成的生態(tài)系統(tǒng)。水環(huán)境是一個復雜的，具有時、空、量、序變化的動態(tài)系統(tǒng)和開放系統(tǒng)，系統(tǒng)內外存在著物質和能量的變化和交換，表現(xiàn)出水體對人類活動的干擾與壓力。簡言之，水環(huán)境主要說的是人類活動對水的影響，水環(huán)境問題突出表現(xiàn)為水污染。

二是修建水利工程的利與弊。水利工程的利弊問題是老生常談，但是還是要反復說。水利工程有防洪、供水、航運、發(fā)電、旅游等多種效益，但也有移民、改變河流形態(tài)、影響魚類生長、誘發(fā)地質災害等問題。綜合分析各種情況，在現(xiàn)有的技術經(jīng)濟條件下，修建水利工程是防御水旱災害、高效利用水資源的最好方法，特別是在防洪、供水等方面無可替代。

三是水生態(tài)損害的原因。魚類資源是長江水生態(tài)的重要標志物，新中國成立以來，長江漁業(yè)捕撈量逐年下降，1954年長江流域天然漁業(yè)捕撈量為45萬t，1956—1960年捕撈量下降到26萬t，20世紀80年代捕撈量年均20萬t左右，21世紀初約為10萬t，近年已不足10萬t。著名魚類專家、中國工程院院士曹文宣在分析這一問題時指出，長江水域生態(tài)變化，魚類資源衰退，是多種因素造成的，并非全是修建水利工程的原因。因此，長江水域生態(tài)修復任務，除采取修建自然保護區(qū)，實施增殖放流、開展生態(tài)調度外，還必須嚴格漁政執(zhí)法，取締非法漁具，嚴禁捕撈幼魚，嚴格防治水污染，保護魚類的棲息地和產(chǎn)卵場。

四是修建各類水利工程與水生態(tài)保護能否達到統(tǒng)一。最近水利部水利水電規(guī)劃設計總院系統(tǒng)梳理了都江堰、靈渠、鄭國渠、泰晤士河擋潮閘、澳大利亞雪山調水等中外水利工程建設的成功案例，得出的結論是肯定的，只要本著“尊重自然、人水和諧，節(jié)約優(yōu)先、開發(fā)有度，系統(tǒng)治理、科學管理”的原則，因勢利導建設和管理水利工程，就能實現(xiàn)工程和生態(tài)的統(tǒng)一，造福當代、澤被后世。

通過上述分析可以得出結論：在現(xiàn)有經(jīng)濟技術條件下，修建水利工程是有效開發(fā)利用水資源、防御水旱災害的不可替代的方法。水生態(tài)損害是多種原因造成的。水利工程和水生態(tài)保護可以達到和諧統(tǒng)一。

二、需要關注的九個水生態(tài)問題

水利工程對水生態(tài)的影響除原來研究得比較深入的土地淹沒及移民、誘發(fā)地質災害等問題外，還需要關注九個問題。根據(jù)三峽工程生態(tài)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)23年的監(jiān)測成果，結合國內外水利工程建設成敗得失，對九個水生態(tài)問題進行分析。為說得更清楚，從工程分類和影響區(qū)域來界定這些問題，即從大壩工程、河道（航道）整治工程、涉湖工程等三類工程著手分析。

1.大壩工程方面的五個水生態(tài)問題

在大壩上游主要會形成兩個水生態(tài)問題：

①河流變湖庫后生境變化導致生物物種變化。三峽水利工程完建后，約600 km長江干流變成水庫，水文條件明顯改變，不再適合長年生活在其中的流水型魚類，尤其是長江上游特有魚類的棲息，曹文宣2008年在《有關長江流域魚類資源保護的幾個問題》一文中提出“魚類組成會出現(xiàn)明顯更替”。段辛斌等（2002年）和吳強等（2007年）分別調查了三峽工程蓄水前（1997—2000年）和蓄水后（2005—2006年）庫區(qū)的魚類資源情況，發(fā)現(xiàn)蓄水前后圓口銅魚等流水型魚類資源顯著下降。2010年曹文宣等對三峽二期蓄水前后魚類群落結構進行分析時，發(fā)現(xiàn)蓄水過程中魚類群落發(fā)生明顯替換。

②流速變緩導致富營養(yǎng)化。水庫內水流流速變緩，水體自凈能力降低，導致發(fā)生富營養(yǎng)化及藻類水華現(xiàn)象。據(jù)長江委組織的三峽庫區(qū)支流富營養(yǎng)化及水華情況監(jiān)測，2012年16條較大支流均為中營養(yǎng)程度，2013年5條支流進入富營養(yǎng)化階段，2014年富營養(yǎng)化的支流增加到11條。2012年春季，16條支流水華暴發(fā)概率達到81%，明顯高于2009年春季的38%、2010年和2011年的50%。2013—2015年水華暴發(fā)概率出現(xiàn)回落，分別為75%、63%、43.7%，但仍處于比較高的水平。

在大壩下游主要會形成三個水生態(tài)問題：

①清水淘刷造成崩岸。清水下泄，沖刷下游河道導致局部河道河勢變化較大。泥沙在水庫淤積會影響水庫使用壽命，短期內清水下泄還會導致下游河道發(fā)生崩岸，2003—2013年長江中游干流河道共發(fā)生崩岸698處，總長度521.4 km。但從長遠看，清水下泄可以沖深河床，對防洪有利。據(jù)監(jiān)測，2002年10月—2013年10月，宜昌到湖口段，平灘河槽總沖刷量為11.90億m3（含河道采砂量）。

②溫滯效應改變了下游魚類繁殖和生存條件。水庫蓄水會使壩下游水溫升高，水溫下降過程滯后，這一現(xiàn)象被稱之為溫滯，溫滯對水生態(tài)的影響叫溫滯效應。通過比較三峽水庫試驗性蓄水前后壩下江段的水溫變化發(fā)現(xiàn)，同期水溫偏高2～4℃，平均升高2.9℃；水溫下降過程滯后，平均推遲約20～36天。中科院水生生物研究所和水利部水工程生態(tài)研究所的研究表明，中華鱘和四大家魚繁殖對水溫過程滯后有明顯響應。

③水文過程改變。水庫蓄水導致大壩下游水文過程改變，水的流量、流速、流態(tài)發(fā)生時空變化。水文過程改變最嚴重的情況是河流斷流，由此帶來不利影響，比如永定河。2016年12月，國家發(fā)改委、水利部、國家林業(yè)局聯(lián)合印發(fā)了《永定河綜合治理與生態(tài)修復總體方案》，計劃投資370億元著力解決永定河水資源過度開發(fā)，水環(huán)境承載力差、污染嚴重、河道斷流、生態(tài)系統(tǒng)退化、部分河道防洪能力不足等突出問題，將永定河水系恢復為“流動的河、綠色的河、清潔的河、安全的河”。

2.河道（航道）整治工程方面的兩個水生態(tài)問題

前些年，我國河道治理走了彎路，出現(xiàn)了兩個問題：

①裁彎取直。這個問題在中小型水利工程和農(nóng)田水利工程中比較普遍。農(nóng)村土地整理，土地平整得方方正正有利于耕種和機械化。但是，河道裁彎取直不僅增加了防洪難度，同時也破壞了動植物棲息生長的環(huán)境。這一問題在大江大河治理中也屢見不鮮，不僅如此，航道治理工程為通航方便也常采取裁彎去灘的做法。

②河岸襯砌和硬化。1993年和1995年，歐洲萊茵河先后發(fā)生兩次洪災，造成幾十億歐元的損失。分析洪災原因，主要是萊茵河的水泥堤岸限制了水向沿河堤岸的滲透。因此，德國進行了河道及沿線岸邊回歸自然的改造，將水泥堤岸改為自然屬性的生態(tài)河堤，重新恢復河流兩岸儲水濕潤帶，并對水域內支流實施彎曲化改造，延長洪水在支流的停留時間，降低主河道洪峰流量。

這樣的問題在我國尚未引起足夠的重視，混凝土在河道治理工程中仍在大量使用。

3.涉湖工程方面的兩個水生態(tài)問題

①阻隔河湖。阻隔河湖主要有兩種形式：一種是修壩建閘，完全或部分時段隔絕河流與湖泊的連通；一種采用攔網(wǎng)、欄柵或者電網(wǎng)，阻隔河流生物通道。

在長江流域，目前僅鄱陽湖、洞庭湖和石臼湖三個湖泊與長江自由相通，這些湖泊對保護長江水系生物多樣性有重要作用 （Pan et al，2011）。從20世紀50年代開始，大規(guī)模的圍湖造田活動導致湖泊面積減小，此外，湖泊和長江之間修建了許多控制閘，造成江湖阻隔，使得江湖復合生態(tài)系統(tǒng)的連通性不復存在，湖泊中魚類物種減少，江湖洄游魚類消失，生態(tài)系統(tǒng)結構發(fā)生變化。加上濫捕、環(huán)境污染等人類活動的影響，長江泛濫平原湖泊魚類資源現(xiàn)狀已不容樂觀。王利民等（2005年）對漲渡湖調查發(fā)現(xiàn)，江湖阻隔后，魚類多樣性下降，群落結構向單一化方向發(fā)展，洄游性和流水性魚類比重由20世紀50年代的50%下降到現(xiàn)在的30%。有的漁業(yè)生產(chǎn)也造成河流阻隔，監(jiān)測發(fā)現(xiàn)三峽庫區(qū)通過攔網(wǎng)和電網(wǎng)阻隔支流和干流的有13處。

②填湖造地。近些年來，特別是’98洪水后，填湖造田問題得到遏制，但由于巨大的經(jīng)濟利益驅使，填湖造樓、填湖建工業(yè)區(qū)的事情仍時有發(fā)生。據(jù)中國經(jīng)營報報道，自20世紀80年代以來，長江流域某地湖泊面積減少了34萬畝（2.27萬hm2），填湖后的土地主要用于房地產(chǎn)項目開發(fā)。武漢大學環(huán)境法研究所主任王樹義認為，剎不住填湖之風的原因首先是利益驅動，其次是違法成本太低。

三、結 語

上述存在于大壩工程、河道（航道）整治工程、涉湖工程建設中的九個水生態(tài)問題，其發(fā)生原因有歷史的、社會的，也有知識欠缺和認識方面的，這些問題通過完善教育內容、轉變觀念、嚴格執(zhí)法、實施生態(tài)修復、開展生態(tài)調度，可以徹底解決或改善。認識問題是解決問題的第一步。我們要以十九大精神為指導，樹立人與自然是生命共同體的理念，尊重自然，順應自然，保護自然，努力實現(xiàn)江河不老、綠水長清，努力建設美麗中國。 ■