關(guān)于水利工程中的生態(tài)問題與生態(tài)水利工程的分析

王紅彥

浙江省水利水電建筑監(jiān)理有限公司 浙江 杭州 310020

隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境的關(guān)注度不斷提高，相關(guān)部門也陸續(xù)頒布一系列的新的能源政策，生態(tài)水利工程要根據(jù)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，按照綠色的原則來建設(shè)和發(fā)展，并通過對(duì)周邊的生態(tài)環(huán)境進(jìn)行改造，合理的使用和保護(hù)水資源，將經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益有機(jī)的結(jié)合起來，從而滿足社會(huì)和廣大人民群眾對(duì)水利工程的需求，實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展[1]。

1 水利工程對(duì)生態(tài)環(huán)境發(fā)展的積極意義

1.1 有利于保護(hù)水源和生態(tài)修復(fù)

具有調(diào)節(jié)作用的水庫(kù)，在枯水期采取排水調(diào)節(jié)措施，可使下游水體具有明顯的自凈能力，可改善下游水體的水質(zhì)、水源情況等，也有利于下游周邊區(qū)域利用水庫(kù)發(fā)展水產(chǎn)養(yǎng)殖，或利用景區(qū)開發(fā)等方式發(fā)展第三產(chǎn)業(yè)。水利風(fēng)景區(qū)是指以水利工程為基礎(chǔ)，打造具備一定的旅游、娛樂休閑以及文化教育等功能的場(chǎng)所。水利風(fēng)景區(qū)的建設(shè)，既能促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，又能保護(hù)水源的健康，修復(fù)生態(tài)環(huán)境，維護(hù)工程安全。

1.2 對(duì)水電發(fā)展形成支持

水力發(fā)電是指利用可再生的、清潔的水資源進(jìn)行發(fā)電，所以其開發(fā)費(fèi)用整體相對(duì)低廉，完全取代礦物燃料用于生產(chǎn)和生活，將會(huì)帶來很大的生態(tài)效益。與傳統(tǒng)的燃煤電站相比，水利工程中的水力發(fā)電項(xiàng)目的竣工和投入運(yùn)行，在降低環(huán)境污染、降低溫室效應(yīng)、減少化石燃料發(fā)射所引起的酸雨災(zāi)害等方面，都能起到積極的促進(jìn)作用。在水利工程中，蓄水池能提高水庫(kù)的上游水運(yùn)系統(tǒng)，降低運(yùn)輸成本，減少占用空間等[2]。水利工程還能改善非遷移禽類的生活環(huán)境，增加水的含氧量。而且從血吸蟲的疾病防治層面來看，通過水利工程可以進(jìn)行有效的滅螺，對(duì)疾病的控制起到了很好的效果。

2 水利工程對(duì)生態(tài)環(huán)境發(fā)展的負(fù)面影響

2.1 對(duì)河流水域的影響

由于修建水利設(shè)施會(huì)在一定程度上阻礙河流的流動(dòng)，從而減少河流與大氣、土壤的交換。尤其是將污染物排放到河流之中時(shí)，有了水利工程的障礙，這些污染物也難以擴(kuò)散，危害到水域環(huán)境。而且水利工程也擁有著極大的蓄水量，這會(huì)導(dǎo)致周圍區(qū)域的水蒸發(fā)增大，周邊的地區(qū)氣候也會(huì)受到影響，比如出現(xiàn)降水增多的情況等。

2.2 對(duì)生物物種的影響

水利工程通常都裝有溫度采集裝置，當(dāng)太陽(yáng)光線強(qiáng)烈時(shí)，水庫(kù)內(nèi)的水會(huì)迅速吸收太陽(yáng)能，使水溫度迅速升高。結(jié)果表明，庫(kù)區(qū)的水溫比河段的水溫要高，這種溫差會(huì)對(duì)江河的生態(tài)穩(wěn)定造成很大的影響。此外，由于水利工程的建設(shè)，使洪泛區(qū)與灘地分隔開來，導(dǎo)致河堤內(nèi)各種植被的生長(zhǎng)減少，這也會(huì)影響到整個(gè)食物鏈，比如會(huì)導(dǎo)致草食性動(dòng)物數(shù)量銳減，生物多樣性下降，生態(tài)環(huán)境的穩(wěn)定性嚴(yán)重下降。此外，在修建水利設(shè)施時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，將其排入河流，造成水體中的生物大量死亡。

2.3 對(duì)社會(huì)生態(tài)的影響

水利工程的建設(shè)，不僅占用了有限的土地資源，而且還會(huì)給耕地、房屋建筑和歷史遺跡帶來巨大的損害。比如前郭縣是一座歷史悠久的城市，松花江、嫩江都是從這里經(jīng)過的，再加上查干湖是全國(guó)排名第七的湖泊，所以很多人也都是以河道為基礎(chǔ)，在周邊進(jìn)行生活。然而，前郭縣也開始了大量水利工程項(xiàng)目建設(shè)，這不僅會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境造成損害，還會(huì)導(dǎo)致大量的人口遷移，而且前郭縣是一個(gè)多民族的聚居區(qū)，移民很容易引起民族沖突。

3 開展生態(tài)水利工程的必要性

隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步和發(fā)展，傳統(tǒng)的水利工程在推動(dòng)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，對(duì)當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境也有一定的影響。同時(shí)，由于河流生態(tài)功能的逐步衰退，對(duì)人類長(zhǎng)期的利益也將造成不可忽略的損失[3]。因此，在今后的水利建設(shè)中，必須在水資源的開發(fā)和利用以及保護(hù)自然生態(tài)等方面，找到一個(gè)科學(xué)的立足點(diǎn)，并進(jìn)行全面的統(tǒng)籌性規(guī)劃，保證水利工程的建設(shè)不能以破壞環(huán)境為代價(jià)。從河流生態(tài)可持續(xù)發(fā)展的大局來看，將其與河流環(huán)境立法、水資源綜合治理、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、傳統(tǒng)的污染治理技術(shù)相結(jié)合，是河流生態(tài)環(huán)境治理的重要內(nèi)容。加強(qiáng)生態(tài)水利工程建設(shè)的科學(xué)性和規(guī)范化管理，是目前水利工程建設(shè)過程中亟待解決的重要問題。

4 生態(tài)水利工程建設(shè)的基本原則

建設(shè)生態(tài)性的水利工程，首先要維護(hù)和重建多元化的河流。不同河流的形態(tài)、流水狀態(tài)、土壤狀況各不相同，所以，在進(jìn)行生態(tài)水利工程項(xiàng)目的建設(shè)時(shí)，不能一味的模仿，而應(yīng)針對(duì)不同河流的特點(diǎn)，進(jìn)行差異化的建設(shè)，以保持河流的獨(dú)特和多樣性。其次，堅(jiān)持河流自身再生的基本原則。通過河流自身的恢復(fù)功能，既可以降低水利建設(shè)項(xiàng)目對(duì)河道環(huán)境的損害，又可以降低人為因素的影響，從而促進(jìn)河道生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。最后，以恢復(fù)整個(gè)水體的生態(tài)環(huán)境為宗旨。河流不僅創(chuàng)造了河流生態(tài)系統(tǒng)，還與周圍的森林、田地、鄉(xiāng)村、城市等形成了一個(gè)整體，因此，在生態(tài)環(huán)境的構(gòu)建上，必須充分考慮河流與森林、田地、鄉(xiāng)村等要素的相互影響，在生態(tài)水利工程的建設(shè)過程中，要對(duì)這些要素進(jìn)行統(tǒng)一的衡量，實(shí)現(xiàn)生態(tài)的整體性優(yōu)化。

5 水利工程建設(shè)與生態(tài)平衡的結(jié)合措施

5.1 不干涉生物的多樣性

在傳統(tǒng)的水利工程建設(shè)過程中，也導(dǎo)致河流、植物、土壤等多種生態(tài)要素受到了嚴(yán)重的破壞，所以也導(dǎo)致很多物種瀕臨滅絕。所以，我們的環(huán)保學(xué)者們也提出，水利建設(shè)不能對(duì)自然生態(tài)和物種的多樣性造成影響，確保不對(duì)環(huán)境進(jìn)行大規(guī)模的改變。水利工程項(xiàng)目建設(shè)的目的是解決人民生活的問題，但如果對(duì)自然生態(tài)造成嚴(yán)重的破壞，就等于是殺雞取卵，對(duì)人類的可持續(xù)發(fā)展不利[4]。所以，在未來一系列水利工程的規(guī)劃中，要從自然環(huán)境出發(fā)，要從保證生態(tài)多樣性的角度切入，從而實(shí)現(xiàn)生態(tài)水利工程的目標(biāo)。

5.2 減少工程占地面積

自然是不斷演化的，而且自然的演化也與人類的活動(dòng)息息相關(guān)。所以在構(gòu)建生態(tài)水利工程的過程中，工程設(shè)計(jì)人員也需要盡可能地順應(yīng)自然的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，比如不能占用大量的河道面積，導(dǎo)致河道環(huán)境受到嚴(yán)重的破壞。需要遵循簡(jiǎn)易改造的原則，從而完成水利工程的建設(shè)。在不進(jìn)行大規(guī)模修建的情況下，河道的環(huán)境自然也就得到有效的保護(hù)，而且對(duì)于建設(shè)單位而言，投資也要更少，從而獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。所以，生態(tài)性的水利工程建設(shè)主張“小而精”的原則，強(qiáng)調(diào)與自然相結(jié)合，從而對(duì)生態(tài)形成有力的保護(hù)。

5.3 結(jié)合自然科學(xué)進(jìn)行水利工程建設(shè)

在河道治理中，影響最大的因素就是陸路交叉地帶的護(hù)岸結(jié)構(gòu)。在典型的堤壩保護(hù)工程中，應(yīng)盡量采用具有優(yōu)良的反滲透性能和墊層結(jié)構(gòu)的堆石，采用多孔混凝土和天然材料制作的撓性建筑，并盡量避免采用堅(jiān)硬的防水材料，以利于植物的生長(zhǎng)以及魚類、兩棲類、昆蟲等生物的生存和繁衍。水陸交錯(cuò)地帶是水生植物的生長(zhǎng)地帶，是動(dòng)物棲息、覓食、產(chǎn)卵的場(chǎng)所，所以這也關(guān)系著動(dòng)植物的生存和繁衍。

5.4 融入生態(tài)運(yùn)用環(huán)境

過去的治水工程只注重河道自身，往往忽略了治理后的自然生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)。在評(píng)價(jià)過程中，要從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和生態(tài)環(huán)境多個(gè)角度出發(fā)，從而進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)，并在一定程度上再衡量人的需要。為此，在生態(tài)水利工程的建設(shè)中，需要基于“河流生態(tài)走廊”的整體規(guī)劃，堅(jiān)持統(tǒng)一性的設(shè)計(jì)和建設(shè)原則[5]。在進(jìn)行防洪規(guī)劃時(shí)，必須把河道及其上下游、左右岸的生物群落置于一個(gè)整體的生態(tài)體系中。除了需要常規(guī)的水文地質(zhì)測(cè)量之外，還需要加強(qiáng)相關(guān)區(qū)域的生態(tài)調(diào)查，著重于動(dòng)物和植物的歷史和現(xiàn)狀的信息，明確生物群落與水體的相互依賴關(guān)系。

5.5 恢復(fù)遭到毀壞的自然環(huán)境

一條河流的廣義的水文體系，包括從源頭至上游的地下、中下游地區(qū)的地下水和地表水體系，以及流域內(nèi)的湖泊、濕地、水塘、沼澤以及洪泛區(qū)，這些區(qū)域是以河流為紐帶的水體系統(tǒng)。水體生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)大系統(tǒng)，包括生物系統(tǒng)、廣義水文系統(tǒng)、人工工程設(shè)施系統(tǒng)。廣義的水文和生物體系相互交錯(cuò)，構(gòu)成了自然的河流生態(tài)體系。而作為生態(tài)環(huán)境的一部分，人的活動(dòng)與工程設(shè)施也會(huì)對(duì)水體的生態(tài)環(huán)境造成一定的影響。如果單純從生態(tài)環(huán)境的角度來看，很明顯是將整個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)分割開來。當(dāng)水體被脅迫時(shí)，必須綜合、整體地研究各脅迫因子的關(guān)系。因此，在進(jìn)行生態(tài)水利規(guī)劃時(shí)，要全面把握生態(tài)系統(tǒng)的各因素之間的關(guān)系，不僅要解決流域的水文系統(tǒng)恢復(fù)問題，還要解決單一的水生生物或河岸植物的恢復(fù)問題，更要從整體上進(jìn)行綜合的系統(tǒng)的整治。

5.6 加強(qiáng)污水廢渣的處理

根據(jù)水利生態(tài)工程的特點(diǎn)，采用自然沉降法進(jìn)行處理。同時(shí)，還可以設(shè)置一個(gè)化糞池和一個(gè)簡(jiǎn)單的衛(wèi)生間，將工程工地的廢水接收進(jìn)來，以避免對(duì)下游居民產(chǎn)生影響。同時(shí)，在工程建設(shè)中也要注意垃圾的堆放，保證建筑工地原有的景觀在施工結(jié)束后可以得到恢復(fù)。挖掘耕種的表層土壤時(shí)，也需要對(duì)挖掘后的表層土壤進(jìn)行適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，以備在項(xiàng)目完成后進(jìn)行覆蓋。

5.7 加強(qiáng)施工環(huán)境的監(jiān)測(cè)

對(duì)于已建成或在建的水利工程項(xiàng)目，應(yīng)當(dāng)按照當(dāng)?shù)丨h(huán)境保護(hù)的要求，制定相應(yīng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)指標(biāo)。在這個(gè)指標(biāo)體系中，必須要有一個(gè)清晰的定義，一旦有什么問題，可以第一時(shí)間找到相關(guān)的責(zé)任人，這樣才能讓施工的環(huán)境問題能夠盡快的解決。

5.8 加強(qiáng)河道生態(tài)護(hù)坡管理

5.8.1 植被型生態(tài)混凝土護(hù)坡

從目前水利水電工程中的河道生態(tài)護(hù)坡技術(shù)的應(yīng)用情況來看，植物型生態(tài)混凝土護(hù)坡技術(shù)在實(shí)際中得到了廣泛的應(yīng)用，并在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果。顧名思義，這種護(hù)坡技術(shù)就是利用天然植物作為基礎(chǔ)的護(hù)坡要素，然后加入水泥、混凝土等材料，這樣既能保證植物的水分，又能提高土壤的抗壓能力，達(dá)到更好的生態(tài)效果。在護(hù)坡工程中，應(yīng)著重考慮土體的保護(hù)特性和防滲措施。因此，在選擇植物時(shí)，應(yīng)著重考察植物的生命周期，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐耐寥?、氣候等特點(diǎn)，選取適宜的植物種類。與其他種類的河道生態(tài)防護(hù)技術(shù)相比，植物型生態(tài)混凝土護(hù)坡在防治土壤侵蝕方面具有較好的效果。一般情況下，為了使護(hù)坡的生態(tài)性能得到更好的體現(xiàn)，還必須在設(shè)計(jì)中加強(qiáng)護(hù)坡與周圍環(huán)境的協(xié)調(diào)，并盡可能地提高護(hù)坡的綠化效果。在施工方法上，可采用嵌入式生態(tài)磚與鏈?zhǔn)狡鰤K技術(shù)，增強(qiáng)其穩(wěn)定性，并能保持原有的地質(zhì)狀況，在增強(qiáng)護(hù)坡穩(wěn)定性的同時(shí)，也保證護(hù)坡的美觀性。

5.8.2 土工材料的護(hù)坡技術(shù)

在水利工程項(xiàng)目建設(shè)中，一般情況下種植土壤中都含有很多碎石，所以采用土工材料生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，可以利用金屬網(wǎng)提高其穩(wěn)定性，使其具有耐腐蝕性和抗壓能力[6]。土工材料生態(tài)護(hù)坡技術(shù)具有較好的優(yōu)越性，可以應(yīng)用于各種河道護(hù)坡施工之中，而不會(huì)受到河道差異的制約和影響。例如某些河流的流速比較快，常規(guī)的護(hù)坡技術(shù)很難適應(yīng)，而采用土工材料的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)則能達(dá)到更好的防護(hù)效果。在采用此種護(hù)坡技術(shù)時(shí)，應(yīng)注意草皮與土工材料之間的配合，從實(shí)際情況來看，目前常用的是碎石、聚乙烯、聚丙烯等物料，它們也能更好地與土壤粘合。由于采用了土工布作的網(wǎng)墊，所以護(hù)坡結(jié)構(gòu)也非常穩(wěn)定，使植物的生長(zhǎng)空間得到了充分的利用，從而對(duì)植物的生長(zhǎng)起到了很好的支持作用。而對(duì)于網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通常在建造時(shí)會(huì)加入一些砂礫和泥土，這樣既可以使網(wǎng)墊與草皮得以充分粘合，又可以增加網(wǎng)墊結(jié)構(gòu)與護(hù)坡的摩擦，增強(qiáng)整體護(hù)坡結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

5.8.3 植物固土法的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)

河流生態(tài)護(hù)坡工程的關(guān)鍵在于保持河道周圍的生態(tài)環(huán)境，確保其基本功能。因此，在現(xiàn)代護(hù)坡施工中，人們更傾向于采用天然材料。就拿自然植物來說，植物固土法就是將植物的根系充分的利用，將其與泥土固定在一起，形成一種純粹的天然護(hù)坡，這是一種非常經(jīng)濟(jì)、非常環(huán)保的工程，只要選擇適合的植物，就能滿足建設(shè)的要求。在護(hù)坡施工的時(shí)候，不需要使用其他的材料，可以節(jié)省大量的建設(shè)物資，有利于節(jié)約成本，而且還可以減少對(duì)環(huán)境的破壞。因此，在當(dāng)前的生態(tài)水利工程建設(shè)過程中，利用植物根系來降低土壤侵蝕是目前護(hù)坡工程中一種非常有效的方法，植物固土法的生態(tài)護(hù)坡技術(shù)也得到了極其廣泛的使用。

6 結(jié)語(yǔ)

目前，我國(guó)的生態(tài)環(huán)保狀況不容樂觀，特別是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展對(duì)江河水體造成的損害日益加劇。在這種背景下，用傳統(tǒng)的方法來開發(fā)和利用水資源，不但增加了環(huán)境的壓力，還會(huì)加劇水資源的緊張，從而影響到經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，建設(shè)生態(tài)水利工程也是未來水利工程事業(yè)的必然趨勢(shì)。具體而言，在建設(shè)實(shí)踐中，也需要不干涉生物的多樣性，減少工程占地面積，結(jié)合自然科學(xué)進(jìn)行水利工程建設(shè)，融入生態(tài)運(yùn)用環(huán)境，恢復(fù)遭到毀壞的自然環(huán)境，加強(qiáng)污水廢渣的處理，加強(qiáng)施工環(huán)境的監(jiān)測(cè)，以及加強(qiáng)河道生態(tài)護(hù)坡管理，只有如此，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)的平衡。