水利水電工程對生態(tài)環(huán)境的影響及保護(hù)對策分析

文／蔣黎平 中國水利水電第九工程局有限公司 貴州貴陽 550081

引言：

淡水是人類社會生存、生活不可缺少的戰(zhàn)略性資源。合理開發(fā)使用淡水資源是我國建設(shè)小康社會，提高國民幸福感、實(shí)現(xiàn)興華戰(zhàn)略的重要要素。新中國成立之后，我國政府投資建設(shè)大批的水利水電工程。首先，建設(shè)該工程能夠促進(jìn)西部經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，使政府調(diào)節(jié)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的計劃得到實(shí)現(xiàn)，能夠拉動工程施工地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，刺激與該工程供應(yīng)鏈企業(yè)的發(fā)展。其次，該工程的建設(shè)能夠改善能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)。目前，我國能源消費(fèi)仍以煤炭為主，水力發(fā)電是利用水資源發(fā)電，因而水電發(fā)展?jié)摿Ψ浅４?，能夠?yàn)閲鴥?nèi)居民提供的電能的水發(fā)電站不需要燃燒煤炭，能夠使水資源產(chǎn)生電能。水電工程雖然能夠?yàn)榉篮椤⒐喔取⒑竭\(yùn)等活動提供便利，但它會給自然帶來土地淹沒、施工期環(huán)境變化等問題。

自20世紀(jì)之后，洪澇加蝗蟲、病毒加干旱等災(zāi)害輪番出現(xiàn)，給受災(zāi)國家民眾生活帶來嚴(yán)重影響，大規(guī)模的火災(zāi)使可使用的樹木化為灰燼，礦物、能源在被人們消耗，逐漸減少。人類應(yīng)該如何利用現(xiàn)有的資源，應(yīng)對當(dāng)前礦物與生物資源日漸的消耗減少，成為世界各國科學(xué)家們考慮的問題。雖然水電工程項(xiàng)目在建設(shè)中會給當(dāng)?shù)丨h(huán)境帶來污染，但項(xiàng)目建設(shè)帶來的好處也是非常多，因此在建設(shè)水電項(xiàng)目過程中，如何減少工程建設(shè)過程中的活動對生態(tài)環(huán)境的破壞，則成為政府與工程建設(shè)者正在面對以及需要解決的現(xiàn)狀。

1、施工對環(huán)境的影響

1.1 河流生態(tài)環(huán)境在水利工程建設(shè)中受到的影響

水電工程建設(shè)是通過預(yù)先設(shè)定的工程建設(shè)計劃，在原有河流上建設(shè)水利工程。而這樣會使原河流的形態(tài)以及它的屬性改變，使河流的深淺程度、新渠道中河流含沙量、使水文、水流速發(fā)生改變。生物形態(tài)發(fā)生改變，河流的水溫等以另外的形態(tài)出現(xiàn)。首先，大型水利工程的建成，會使天然河道水平以及溫度發(fā)生變化。而大型水庫工程的竣工會使水庫中水面寬、水體深等特點(diǎn)，在雨水相對較少的日子里，水庫中水流動緩慢會為靜止?fàn)顟B(tài)。這樣的水體經(jīng)過太陽較長時間的照射，水庫水溫必然會高一些。水利水電工程建設(shè)會顯著改變河流水質(zhì)，水利水電工程建設(shè)完成后，會使得局部地區(qū)河水流速減小，導(dǎo)致氣體和水的交換率降低，并使污染物移動與擴(kuò)散能力下降，水質(zhì)的自動凈能力也就隨之下降。與此同時，沉降作用帶來的影響也會不斷攀升，水中重金屬會迅速沉積，引起嚴(yán)重的重金屬水體污染。水利工程的建設(shè)甚至?xí)肮こ探ㄔO(shè)區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和氣候變化。尤其在建成水庫之后，水庫蓄水會形成大面積的水域，該地區(qū)水汽蒸發(fā)量會明顯升高，使得雨霧天氣增多，降水幾率及降水量增加，形成與原先截然不同的氣候條件。雖然水利水電工程有一定的抗風(fēng)險能力，但大型水利樞紐工程依然存在庫岸崩塌的風(fēng)險，甚至?xí)艿降卣鸬挠绊懏a(chǎn)生一系列地質(zhì)災(zāi)害，從而嚴(yán)重威脅水利水電工程建筑安全及當(dāng)?shù)鼐用癜踩?/p>

1.2 水利工程建設(shè)對陸生生態(tài)環(huán)境的影響

水利工程建設(shè)對陸生生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了不可逆轉(zhuǎn)的嚴(yán)重影響，主要有兩方面原因，一是工程施工會對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)景觀、土地性狀、歷史文物產(chǎn)生影響，因?yàn)楣こ瘫旧肀厝粫加孟喈?dāng)規(guī)模的土地資源，除此之外，亂堆棄碴、亂修臨時設(shè)施等違規(guī)操作頻頻出現(xiàn)，土地資源無效浪費(fèi)，并且不按照設(shè)計及施工標(biāo)準(zhǔn)、要求取土開挖和廢土堆棄也屢有發(fā)生，尤其對山地表土擾動有影響，造成水土流失，抬高河床甚至淤塞河道，植被也會隨之死亡甚至消失。二是經(jīng)過施工機(jī)械的碾壓和施工人員的踩踏，青苗在所難免有損失。建筑工地工人臨時居住區(qū)的建設(shè)也會造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞等問題。例如工人在生活中的寵物飼養(yǎng)會無意間引進(jìn)在當(dāng)?shù)貨]有天敵的外來物種，打破當(dāng)?shù)卦猩鷳B(tài)平衡，本土生物與外來物種在競爭與被捕食關(guān)系，甚至對外來物種自身攜帶的致病細(xì)菌和病毒沒有抵抗力，本土生物生存受到極大威脅，區(qū)域生物多樣性受到嚴(yán)重威脅。人類施工活動會對當(dāng)?shù)伉B類和哺乳動物的棲息地造成破壞，降低動物壽命，動物被迫遷徙，在途中遇到各式各樣的生存危機(jī)。水庫的建設(shè)或汛期泄洪會使森林被淹沒、施工造成的水土流失災(zāi)害、新建人類生活區(qū)和水路、公路對野生動物棲息地的分割，皆對當(dāng)?shù)卦忌鷳B(tài)系統(tǒng)帶來巨大影響，動植物生存受到脅迫，物種滅絕隨之加快。

1.3 工程建設(shè)對泥沙淤積的影響

庫區(qū)和下游河道泥沙的輸移和沉積模式也會隨水利工程建設(shè)而變化。打個比方，三門峽工程設(shè)計時就考慮把黃河大量泥沙攔截沉積于水庫內(nèi)，來解決黃河下游河床淤高問題，并為黃河下游帶來清澈水質(zhì)卻未曾考慮，這種錯誤設(shè)計會對處在上游的渭河帶來嚴(yán)重威脅，再加上原先設(shè)計中忽視設(shè)置底孔排沙系統(tǒng)，雖經(jīng)兩次改建，仍然有大量泥沙預(yù)計在下游地區(qū)，導(dǎo)致水庫庫容下降，形成的“地上懸河”隨時有決堤和洪災(zāi)風(fēng)險。中國兩院院士、前水利部部長錢正英就曾呼吁“三門峽水庫停止蓄水，不再發(fā)電”，來反映三門峽教訓(xùn)的慘痛。原來流動的活水在水庫里處于相對靜止的狀態(tài)，水中泥沙趁機(jī)加速沉積，泥沙淤積于河道中。還有很重要的一點(diǎn)是會對航運(yùn)產(chǎn)生影響，船只通過升船機(jī)通過船閘需要消耗大量時間，航速勢必受到影響。水庫中的水溫也可能會升高，引起赤潮降低水質(zhì)，而且污染常發(fā)生于水庫中。

1.4 工程建設(shè)對土壤環(huán)境的影響

土壤環(huán)境會隨水利工程的建設(shè)而受到影響:（1）為使農(nóng)田免遭澇災(zāi)，可以采取筑堤建庫、疏通水道的工程措施；為使土壤的養(yǎng)分和熱狀況得到改善，并使土壤水分得到及時補(bǔ)充，可采取攔截、調(diào)節(jié)地表徑流的施工方法。（2）因建設(shè)水利工程，淤泥等培肥資源在下游平原的堆積會減少，下游平原的土壤肥力自然也就隨之降低。不僅如此，地下水位會因輸水渠道在兩岸的滲漏而抬高，引起土壤規(guī)模性次生鹽漬化及沼澤化。例如三峽水庫中下游地區(qū)湖田遭受漬害幾率明顯升高。

1.5 對動植物、水生生物的影響

堤壩修筑類工程會使魚類季節(jié)性遷徙遭受不良影響。工程竣工后，魚類遷徙水路遭到人工隔斷，大量無法遷徙的魚類因季節(jié)變化死亡甚至滅絕。長江里巖原鯉等魚類數(shù)量已遠(yuǎn)比從前稀少。水利工程施工難免造成工程范圍內(nèi)植物生存環(huán)境破壞，原先的農(nóng)田、樹木被水淹沒，尤其是陸地生物被迫遷徙，動、植物間生態(tài)平衡被打破。水利工程的建設(shè)也會阻礙動物的氣候性遷徙，大大影響了動物的生活習(xí)性。

1.6 其他影響

水電工程建設(shè)的進(jìn)行對于水土流失的影響因素包括自然因素和人為因素。其中自然因素主要包括地形地貌、水文地質(zhì)、地質(zhì)條件、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、土壤松散程度、植被稀疏程度、地面坡度大以及降雨強(qiáng)度等；人為因素主要包括工程建設(shè)過程中擾動地表、毀壞植被、土石方開挖、填筑以及棄渣等。以湖南東江水電站水庫為例，據(jù)統(tǒng)計，湖南東江水電站水庫建設(shè)后，水庫周圍的水土流失63 萬噸/年。水利水電建設(shè)過程中的山挖，造成塵土飛揚(yáng)，粉塵、對周圍的環(huán)境和人類健康的不利影響。水利水電工程建設(shè)的廢渣和采石場占用大量的土地，工程結(jié)束后沒有進(jìn)行還懇與綠化，對于地貌景觀與植被破壞較大。水利水電工程對氣候也有一定的影響，由于水庫的修建形成了大面積的蓄水，在太陽的輻射下，使蒸發(fā)量增加，并增加了降雨量；水庫的低溫度效應(yīng)將使降水分布產(chǎn)生變化，庫區(qū)蒸發(fā)量增加，空氣變得濕潤，改變了原來的氣候。

2、問題分析

（1）在施工場地以及施工過程中，施工產(chǎn)生廢物和施工工人生活廢水隨意排放，這些水不是滲入土里，便是流到河里，使得原有水源受到污染，并且改變了河道的理化性質(zhì)，使生態(tài)系統(tǒng)失去平衡。

（2）施工噪聲的影響。在進(jìn)行水利工程建設(shè)過程中，需要使用炸彈進(jìn)行爆破作業(yè)，需要使用挖掘機(jī)挖土，工程車運(yùn)輸土石、建筑工程需要的原料。這些設(shè)備加上炸彈爆破聲形成的噪聲，會給水利工程附近生存的人帶來影響。

（3）項(xiàng)目施工帶給空氣質(zhì)量的影響。運(yùn)輸水泥等項(xiàng)目建設(shè)物資的車輛、施工現(xiàn)場工作的鏟車等排放的尾氣、大型施工設(shè)備的運(yùn)行以及爆破帶來的揚(yáng)塵，不但會使當(dāng)?shù)乜諝赓|(zhì)量下降，讓灰塵裹著有害物質(zhì)漂浮于空氣中，給工程附近的生物健康帶來負(fù)面的影響。大量水利工程用工非常多，其中的許多人會居住在水利工程承包者為他們提供的房屋，該房屋離水利工程施工現(xiàn)場不遠(yuǎn)。施工人員每天都會產(chǎn)生廢水、生活垃圾等。如果不能即使把這些廢物處理掉，那么這些廢物便會給土壤或水源造成污染。

3、對策建議

3.1 堤防工程生態(tài)技術(shù)必要性

之前水利工程竣工后，給原有河流帶來生態(tài)破壞的現(xiàn)象，使人們意識到水利工程的建成與投入使用，一定會給河流生態(tài)系統(tǒng)造成負(fù)面影響。而該類影響可從以下兩方面體現(xiàn)出來：一是工程設(shè)計師設(shè)計出有行有角或有坡的人工渠道替代原有的河流河道，河床底硬質(zhì)化。二是水利工程筑堤會給側(cè)向的水流聯(lián)通性造成破壞。工程開發(fā)者與政府應(yīng)對這種現(xiàn)象進(jìn)行分析，設(shè)計研究選擇合理的方式對河流生態(tài)受損狀況給予補(bǔ)償，是河流生態(tài)建設(shè)的重要工作之一。近年來，各地政府在河流整治工程中，通過采用一些新技術(shù)以及新材料，來對人工河道開展河道生態(tài)建設(shè)項(xiàng)目，例如，在人工河道兩邊進(jìn)行堤防綠化等。但是這些技術(shù)還不能把人工河流的生態(tài)環(huán)境，復(fù)原到自然河流生態(tài)環(huán)境，因而需要政府以及生態(tài)學(xué)家、工程師繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn)。

3.2 在生態(tài)化建設(shè)過程中的建議

防洪工程是為抵御山洪暴發(fā)、降雨過大帶來的洪水而建設(shè)的項(xiàng)目。因此，政府應(yīng)在保證防洪工程的可行性、實(shí)用性外盡量維護(hù)河流的生態(tài)環(huán)境。改變只為以耐洪水沖擊、抵抗洪水為目的設(shè)計建設(shè)水利工程的理念，在對該工程進(jìn)行規(guī)劃時，應(yīng)對原河道周圍生物群落進(jìn)行分析；對它的水文、地質(zhì)進(jìn)行勘察、研究和分析；了解它周圍的植被植物，并把這些記錄下來，統(tǒng)一規(guī)劃、設(shè)計和建設(shè)。盡量在工程建設(shè)期間最小限度的減少土地浪費(fèi)，合理開挖取土或堆棄，防洪工程竣工后，生態(tài)環(huán)境盡量保持原樣，或者可按生態(tài)學(xué)家指定的要求去做。

3.3 堤線布置及堤型選擇河流形態(tài)的多樣化

堤線布置及堤型選擇河流形態(tài)的多樣化是生物物種多樣化的前提之一，河流形態(tài)的規(guī)則化、均一化，分別會在不同方面對生物的多樣性造成不同程度上的影響。因此，針對有關(guān)條款，建議補(bǔ)充或強(qiáng)調(diào)以下要點(diǎn)：在堤線布置原則中，補(bǔ)充說明應(yīng)盡可能保留江河湖泊的自然形態(tài)，保留或恢復(fù)其蜿蜒性或分叉散亂狀態(tài)，即保留或恢復(fù)濕地、河灣、急流和淺灘。在確定堤防間距時，遵循宜寬則寬的原則，要處理好行洪和生態(tài)保護(hù)要求與土地開發(fā)利用之間的矛盾，河槽和河漫灘不僅要能滿足設(shè)計洪水行洪要求，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。避免外來物種引入，以免影響本土物種生物鏈及生存環(huán)境。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，盡量采用當(dāng)?shù)夭牧虾途徠?，為植被生長創(chuàng)造條件，保持河流的側(cè)向聯(lián)通性。

3.4 岸坡防護(hù)

在自然原河道中，河道水陸交錯帶的岸坡是動物的覓食、喝水的地方，該地方也是河流植物繁茂生長地。在水利項(xiàng)目建設(shè)中，需要對這個地區(qū)進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)工程要求不能對這個地區(qū)進(jìn)行保護(hù)時。岸坡防護(hù)工程設(shè)計者應(yīng)在確保水利項(xiàng)目堅固耐水沖擊的基礎(chǔ)上，再從生態(tài)建設(shè)視角出發(fā)，采用與河流周圍景觀協(xié)調(diào)顏色、結(jié)構(gòu)，使人工河道生態(tài)環(huán)境與護(hù)岸形式多樣化。在岸坡防護(hù)結(jié)構(gòu)方面，設(shè)計者可以選擇反濾和墊層結(jié)構(gòu)的堆石；或者選用多孔混凝土構(gòu)件；或者選用自然材質(zhì)和柔性材料形成的結(jié)構(gòu)或有利于植物生長、動物成長的環(huán)保材料，為植物生長、水生物的生存與生長提供良好的條件。除有必要，岸坡防護(hù)結(jié)構(gòu)不要選擇硬質(zhì)且不透水的材料如混凝土等。

3.5 工程建設(shè)管理

要延長工程的使用時間、保障工程效果的實(shí)現(xiàn)、盡量減少施工環(huán)境帶給原河河流生態(tài)環(huán)境負(fù)面影響，便需要行動者在工程建設(shè)計劃時即全盤考慮工程對當(dāng)?shù)丨h(huán)境影響，要把生態(tài)環(huán)境保護(hù)融入到水利建設(shè)工程的各個環(huán)節(jié)中，設(shè)計時本著和諧發(fā)展的理念，盡量不破壞原生生態(tài)系統(tǒng)，避免人為造成自然災(zāi)害。后期對工程進(jìn)行良好的養(yǎng)護(hù)與維護(hù)，該項(xiàng)工作內(nèi)容包括對工程維護(hù)、工程質(zhì)量的評估、工程容易損壞的地方進(jìn)行跟蹤、制定與實(shí)施對應(yīng)的保護(hù)措施。工程維護(hù)者應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)政府以及水利部門為水利工程管理制定的規(guī)則，按照該規(guī)則要求對水利工程進(jìn)行維護(hù)。政府應(yīng)對工程維護(hù)者提供河流環(huán)境保護(hù)知識的培訓(xùn)，通過多種方式宣傳環(huán)境保護(hù)對河道生態(tài)環(huán)境發(fā)重要性；在工程的規(guī)劃以及整個施工工程中，政府都應(yīng)要求相關(guān)者注意對河道生態(tài)環(huán)境的保護(hù)；同時通過采取科技、法律等措施，為水利工程建設(shè)建立環(huán)境保護(hù)管理體系。明確工程管理者和他應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任，落實(shí)評價工程質(zhì)量以及它的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的體系，找出其中需要更改的問題進(jìn)行更改。工程完成，建立工程環(huán)境影響監(jiān)測和反饋機(jī)制，及時進(jìn)行環(huán)境跟蹤評價，發(fā)現(xiàn)明顯不良影響，及時采取措施。

3.6 防治水土流失和生態(tài)破壞，保持原生環(huán)境

在規(guī)劃或其他建設(shè)前，對建設(shè)可能造成的周圍地區(qū)的環(huán)境影響進(jìn)行調(diào)查、分析、預(yù)測及評價，提出防治水土流失和生態(tài)破壞的對策，制定方案；按工程設(shè)計和合同要求合理利用土地，嚴(yán)格控制臨時用地規(guī)模，減少或避免占用農(nóng)田耕地，同時還要避免用地范圍以外的耕地被機(jī)械碾壓或堆放材料；臨時用地在竣工后應(yīng)及時復(fù)耕還田或恢復(fù)植被；進(jìn)行土石方填挖和臨時道路施工時，合理設(shè)置邊坡的坡度，采取工程或生物防護(hù)措施，防止邊坡失穩(wěn)、滑坡、坍塌或水土流失；合理設(shè)置土石方填挖施工現(xiàn)場臨時排水系統(tǒng)，及時疏導(dǎo)雨水，以減少雨水對挖填土坡坡面的沖蝕；填方坡面應(yīng)及時夯實(shí)并進(jìn)行邊坡綠化；合理確定借土棄土位置，合理開采砂石料場，注意料場棄土棄渣分離處理；多余的土方盡量就地用來整理坡面，當(dāng)不得不外運(yùn)時，應(yīng)該運(yùn)至無自然保護(hù)價值的規(guī)定場所，棄土不得破壞或掩埋地表植物；當(dāng)堆棄高度較高時不應(yīng)進(jìn)行護(hù)面設(shè)計并應(yīng)設(shè)擋土構(gòu)造物以免將來發(fā)生坍塌；盡量避免在工地內(nèi)造成不必要的生態(tài)環(huán)境破壞，盡可能的把施工帶來的環(huán)境影響降到最低。

結(jié)語：

水利工程施工要以科學(xué)發(fā)展觀為統(tǒng)領(lǐng)，按照生態(tài)環(huán)境效益與社會經(jīng)濟(jì)效益協(xié)同發(fā)展原則，努力做到工程建設(shè)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)能夠有機(jī)結(jié)合，在建設(shè)中保護(hù)，在保護(hù)中建設(shè)。從過去單純的施工管理轉(zhuǎn)變?yōu)槭┕?、生態(tài)環(huán)境、安全生產(chǎn)的全面管理；從過去單純考慮工程效益轉(zhuǎn)變?yōu)閷で蠊こ绦б媾c生態(tài)效益的最優(yōu)組合。堅持人與自然的和諧共處，正確處理工程與環(huán)境保護(hù)、自然和人類的關(guān)系，把對自然環(huán)境的不利影響減少到最小程度，保證自然生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)和人類社會經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)的相互協(xié)調(diào)和良性循環(huán)，努力做到人與自然和諧發(fā)展。