水利工程的生態(tài)環(huán)境影響及調(diào)控措施

王智陽

（黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475004）

0 引言

為了合理利用水資源，達(dá)到興利除害的目的，需要修建水利工程，消除水資源在時(shí)間和空間上分配不均勻的問題。 水利工程一方面能夠發(fā)揮防洪、灌溉、發(fā)電、供水、航運(yùn)等綜合效益，給人們的生產(chǎn)、生活帶來更多的安全和便利；另一面，興修水利工程勢必會(huì)影響原有的生態(tài)平衡，產(chǎn)生一些負(fù)面影響，因而，應(yīng)從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行等方面防止和降低這些負(fù)面影響。

1 水利工程對生態(tài)環(huán)境的影響分析

1.1 對水體的影響

攔河修建擋水建筑物后，在上游形成水庫，隨著庫水位的抬高，庫內(nèi)大體積水體流速變慢，滯留時(shí)間變長，有利于懸浮物的沉降；庫內(nèi)流速慢，藻類活動(dòng)頻繁，呼吸作用產(chǎn)生的CO2與水中鈣、鎂離子結(jié)合，產(chǎn)生CaCO3和MgCO3并沉淀下來，降低了水體硬度，這是有利的一面。 但是同時(shí)也會(huì)有不利的一面，即庫內(nèi)流速小，降低了水、氣界面交換的速度和污染物的遷移擴(kuò)散能力，復(fù)氧能力減弱，使得水庫自凈能力比河流弱，庫內(nèi)水流流速變小、透明度增大，利于藻類光合作用，藻類大量生長，會(huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化。 另外，水庫不僅存蓄了汛期洪水，還截流了非汛期的基流，使下游水位下降，造成下游湖泊水位和地下水水位下降，濕地萎縮、綠洲消失、海水倒灌，對航運(yùn)、灌溉、漁業(yè)等均產(chǎn)生一系列負(fù)面影響。

1.2 對水文地質(zhì)的影響

大中型水庫修建后，會(huì)改變下游河道流量，因而會(huì)對周圍環(huán)境帶來影響，同時(shí)水庫滲漏問題會(huì)造成周圍的水文條件發(fā)生變化。 修建大壩后，還可能會(huì)誘發(fā)地震、塌岸、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。 大型水庫蓄水后，可能誘發(fā)地震。 其主要原因在于：水體壓重引起地殼應(yīng)力的增加；水滲入斷層，可導(dǎo)致斷層之間的潤滑程度增加；增加巖層中空隙水壓力，庫岸會(huì)產(chǎn)生滑塌。 水庫蓄水后，水位升高，岸坡土體的抗剪強(qiáng)度降低，易發(fā)生塌方、山體滑坡及危險(xiǎn)巖體的失穩(wěn)現(xiàn)象。 文獻(xiàn)《長江保護(hù)與發(fā)展報(bào)告》顯示：2003 年三峽水庫蓄水以來，三峽地區(qū)微震活動(dòng)頻率明顯增加，庫區(qū)共有各類崩塌、滑坡體4719 處。 其中627 處受水庫蓄水影響，863 處在移民遷建區(qū)。

1.3 對土壤的影響

通過興修水利工程、疏浚河道等措施，保護(hù)農(nóng)田，使之免受干旱、洪澇等災(zāi)害影響，通過攔截天然徑流、調(diào)節(jié)地表徑流等措施，補(bǔ)充了土壤的水分，改善了土壤的養(yǎng)分和內(nèi)熱狀況。 另一方面，水利工程的興建也使下游平原的淤泥肥源減少，土壤肥力下降。 同時(shí)，在輸水渠道兩岸，由于滲漏，使地下水抬高，造成大面積土壤的次生鹽堿化和沼澤化。 另外，泥沙淤積問題也是每個(gè)水利工程都要面臨和解決的問題，攔河修建擋水建筑物后，會(huì)在建筑物前造成泥沙大量淤積。 例如，三門峽水庫被設(shè)計(jì)成以防洪、減淤和發(fā)電為主的工程。 由于其建設(shè)和運(yùn)行方式違背了河道的自然輸水輸沙的特性，水庫建成之后，庫區(qū)淤積，而且直接影響到上游渭河的輸水情況。多年來，政府投入了大量的人力物力，并在1972年初開始改變水庫原有的運(yùn)行方式，打開導(dǎo)流底孔，采用低水頭的運(yùn)行方式解決水庫淤積問題。

1.4 對社會(huì)和文化的影響

大中型水利工程建設(shè)必將占用耕地，并進(jìn)行施工后淹沒區(qū)內(nèi)居民遷移安置。 移民問題是水利工程建設(shè)中突出的問題，涉及的問題較多，也很復(fù)雜，會(huì)增加國家、地方政府工作難度。 興建水庫，淹沒土地，必將使人地矛盾更加緊張。 如果移民未進(jìn)行妥善安置，還會(huì)造成毀林開荒，引起水土流失等問題。三峽水庫將淹沒陸地面積632km2，移民總數(shù)130 萬人，移民投資占了工程總投資的40%。 移民政策的調(diào)整表現(xiàn)為：（1） 將原計(jì)劃在三峽庫區(qū)就地后靠搬遷的部分農(nóng)村移民，遠(yuǎn)遷到庫區(qū)以外的經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)。 （2）對一批原計(jì)劃搬遷重建的工礦企業(yè)實(shí)行破產(chǎn)或關(guān)閉。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料，在三峽庫區(qū)原有的1 599 個(gè)工礦企業(yè)中，有1 013 個(gè)實(shí)行了破產(chǎn)或關(guān)閉。另一方面是文化遺產(chǎn)保護(hù)問題，庫水位抬高后庫區(qū)文物和古跡將被淹沒，對有紀(jì)念性的古跡建筑物要加以保護(hù)和遷移 （如三峽庫區(qū)的張飛廟就整體向高處遷移）。

1.5 對生物多樣性的影響

修建水利工程后，打破了原有水系內(nèi)的生物(尤其是珍稀動(dòng)物)的生活環(huán)境，會(huì)造成原始生態(tài)系統(tǒng)的改變，使食物鏈遭到破壞，威脅多樣生物的生存，嚴(yán)重的會(huì)造成滅絕。 如：修建新安江、富春江水庫后，就導(dǎo)致了錢塘江鰣魚的消亡和風(fēng)尾魚、鰻、蟹類產(chǎn)量的下降；修建葛洲壩和三峽水庫等大型水利工程后，又大大壓縮了長江中華鱘、白鱘、達(dá)氏鱘、白鰭豚等國家保護(hù)的名貴水生生物和某些江河性、溪流性魚類的生存空間。

2 防止生態(tài)不利因素的調(diào)控措施

水利工程建設(shè)在一定程度上改變了原來的自然面貌和生態(tài)環(huán)境，使已經(jīng)形成的平衡狀態(tài)受到影響。 因此，可以采取以下措施對水利工程進(jìn)行調(diào)控，使水利工程在帶來經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益的同時(shí)，把對環(huán)境的負(fù)面影響降低到最低程度。

2.1 規(guī)劃中的調(diào)控

對于水利工程建設(shè)或流域開發(fā)而言，在規(guī)劃階段，就要從可持續(xù)發(fā)展的角度，全面、客觀地認(rèn)識工程與自然環(huán)境的關(guān)系，正確把握工程與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)的度，使水利工程的建設(shè)和流域開發(fā)目標(biāo)真正能夠促進(jìn)流域經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境相協(xié)調(diào)的可持續(xù)發(fā)展。 在規(guī)劃設(shè)計(jì)的前期，要切實(shí)搞好工程所在地水文資料的收集及地質(zhì)條件的勘測。 如，對于大型蓄水水庫，重點(diǎn)是水文資料和地質(zhì)構(gòu)造，充分考慮大壩的防洪能力、穩(wěn)定性，以及避免誘發(fā)地震的需要。規(guī)劃中還應(yīng)設(shè)計(jì)一定的工程構(gòu)造，以滿足大壩流域內(nèi)水生物的生活習(xí)性，減少庫區(qū)淹沒范圍。 規(guī)劃階段是最為重要的階段，是決定工程與自然是否能夠協(xié)調(diào)的關(guān)鍵。 如果黃河三門峽水庫當(dāng)初的規(guī)劃目標(biāo)不是以發(fā)電為主，而像小浪底水庫一樣，能充分兼顧水庫上、下游輸水輸沙關(guān)系，就不會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)水庫上游防洪的較大壓力。

2.2 設(shè)計(jì)中的調(diào)控

從設(shè)計(jì)階段開始，工程技術(shù)人員就應(yīng)把庫區(qū)的水環(huán)境保護(hù)目標(biāo)作為必須考慮的約束條件，納入水庫調(diào)度運(yùn)行中去，這樣才能在以后的運(yùn)行中把環(huán)境目標(biāo)效益最大化。 長江三峽水庫庫區(qū)的環(huán)境生態(tài)保護(hù)是世人關(guān)注的焦點(diǎn)。 除采取一系列必要的控制措施之外，進(jìn)一步研究如何具體針對庫區(qū)的河道型水庫形態(tài)和大壩壩身布局中泄洪、排沙、發(fā)電孔洞的特點(diǎn)，在滿足水庫防洪、發(fā)電、下游河道水環(huán)境承載力要求等目標(biāo)的前提下，充分利用庫區(qū)水體的水動(dòng)力特性，優(yōu)化水庫的運(yùn)行方式，將成為庫區(qū)環(huán)境保護(hù)的有效途徑。

2.3 施工中的調(diào)控

在招標(biāo)書中，施工承包合同書內(nèi)應(yīng)設(shè)計(jì)承包商對施工現(xiàn)場環(huán)境保護(hù)責(zé)任書、 各種相應(yīng)的環(huán)保措施、對各種污染物排放管理等。 還要在施工現(xiàn)場建立必要的環(huán)保監(jiān)測機(jī)構(gòu)，進(jìn)行水質(zhì)、大氣、噪聲的本底測定，便于同施工階段不同時(shí)期監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行對比。 施工人員進(jìn)入工地后，還要建立衛(wèi)生防疫機(jī)構(gòu)，以避免流行病的傳播和擴(kuò)散。 在施工過程中，應(yīng)采取多項(xiàng)有效措施，保護(hù)和改善施工環(huán)境，解決生態(tài)環(huán)境問題，如采用封閉式、專用垃圾道，散灰罐存運(yùn)等，以防止大氣污染；積極采用先進(jìn)設(shè)備和工藝，妥善安排作業(yè)時(shí)間，以防止噪聲污染；嚴(yán)格處理有毒廢棄物和生產(chǎn)、生活污水，以防止水源污染；合理采用工程措施以解決水流控制和下游用水等生態(tài)環(huán)境問題。 在施工后期，應(yīng)當(dāng)對施工階段破壞的植被景觀及時(shí)進(jìn)行恢復(fù)，制訂工區(qū)的全面綠化規(guī)劃，保護(hù)已經(jīng)形成的生態(tài)平衡。 在工區(qū)范圍內(nèi)的生物圈內(nèi)，研究生物資源的利用、 保護(hù)和生產(chǎn)的合理的方式，保持生物種群的恰當(dāng)比例。

2.4 運(yùn)行管理中的調(diào)控

在運(yùn)行階段，應(yīng)當(dāng)研究并實(shí)施各類安全、合理、可靠的措施，確保滿足規(guī)劃階段制定的目標(biāo)。 以現(xiàn)在已基本建成的黃河小浪底水利樞紐為例。 在工程的規(guī)劃階段，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員就十分關(guān)注建壩之后應(yīng)采用何種運(yùn)行方式，既盡可能長久地保持規(guī)劃目標(biāo)中的防洪庫容要求，又不對下游河道形態(tài)等造成不利于行洪的影響。 而2002 年夏季進(jìn)行的大規(guī)模水庫調(diào)水調(diào)沙原型試驗(yàn)， 就是為滿足規(guī)劃目標(biāo)的要求，尋找出一套科學(xué)、合理、可靠的運(yùn)行模式。 從中得到了大量寶貴的原型數(shù)據(jù)，包括水庫輸水輸沙對河南、山東河段帶來的沖淤變化情況等，為小浪底水庫今后實(shí)施合理的調(diào)水調(diào)沙方式，奠定了重要的基礎(chǔ)。

3 建設(shè)生態(tài)水利

優(yōu)良的水域生態(tài)環(huán)境、高質(zhì)量的居民生活是全面實(shí)現(xiàn)文明、富裕小康社會(huì)的重要標(biāo)志。 近幾年，長江三角地區(qū)的杭州、嘉興、湖州、寧波、紹興以及上海蘇南等地，通過治理太湖、城市防洪、城市水土保持試點(diǎn)、小流域治理、河道拓浚、標(biāo)準(zhǔn)化水庫和標(biāo)準(zhǔn)化電站建設(shè)、堤防建設(shè)等一系列水利工程建設(shè)和水事活動(dòng)，不僅顯著地改善了生態(tài)環(huán)境，而且通過精心設(shè)計(jì)，營造出一批與周邊自然景觀、城市景觀相協(xié)調(diào)的生態(tài)景觀河道和親水工程 （如生物護(hù)岸、濱水濕地、綠地等），從而進(jìn)一步優(yōu)化了投資環(huán)境，提升了城市品位和吸引力。 因此，生態(tài)水利對經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)的改善效益是不言而喻的。 水利工程與土地、旅游、房地產(chǎn)捆綁開發(fā)，精心營建一批生態(tài)水利工程，打造一批高質(zhì)量的親水景觀，不僅實(shí)現(xiàn)了水資源的永續(xù)利用，而且也滿足了經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的要求。

4 結(jié)論

修建水利工程，改變了原有的自然面貌，對生態(tài)環(huán)境有一定影響。 水利工程能否帶來環(huán)境效益，能否把對環(huán)境的負(fù)面影響降低到最低程度，是衡量水利工程規(guī)劃建設(shè)質(zhì)量的重要標(biāo)志之一。 人們對水利工程與生態(tài)環(huán)境之間的關(guān)系也發(fā)生了較大轉(zhuǎn)變，從以解決人類生存安全和基本生活需求為主要目標(biāo)的原始水利階段，到以建設(shè)工程來改造河川、調(diào)蓄洪水、制止洪水危害的傳統(tǒng)治水階段，再到以“人與自然相和諧”為主要特征的現(xiàn)代治水階段，實(shí)現(xiàn)了人與自然由平衡狀態(tài)到不平衡狀態(tài)再到平衡狀態(tài)的發(fā)展，只有從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理上對水利工程進(jìn)行合理的調(diào)控，建設(shè)生態(tài)水利、構(gòu)筑生態(tài)環(huán)境友好的水利工程建設(shè)體系， 才能實(shí)現(xiàn)人水和諧、人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

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