水利水電工程維持河流連通性的思考

董愛明

(江西省水投華東設計有限公司，南昌 330036)

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水利水電工程維持河流連通性的思考

董愛明

(江西省水投華東設計有限公司，南昌 330036)

在氣候變化和人類活動的影響下，河網(wǎng)的水系結構和聯(lián)通格局在發(fā)生著很大的變化。很多自然水系受到人類活動的影響發(fā)生了改變甚至遭到破壞，迫使水系的數(shù)量和面積急劇減少，很多支流干枯，只剩下了主要干系。河道的淤積也越來越嚴重，大大降低了河網(wǎng)和湖泊的調(diào)蓄能力。面對日益變化的水系環(huán)境，人類應積極防御，使自然水系得到恢復，提高水資源承載能力，減少會環(huán)境的惡化，降低紅洪澇災害發(fā)生的系數(shù)，使水安全大大得到提升。

水利水電工程；河流連通；河流健康；生態(tài)環(huán)境

0 引 言

伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展和科技的進步，人們對水資源和電力的需求也在增加，建設水電項目成為利用清潔能源的重要手段。但是興修水電在給人們帶來方便的同時，也使河道被改變，生態(tài)環(huán)境遭到破壞，水體的自凈能力一日不如一日。所以在興建水利水電工程的同時，還要考慮到對生態(tài)環(huán)境的恢復問題，使得在利用水利的同時還能保證生態(tài)環(huán)境正常，能夠正常維持河流的連通性。

1 河流連通的重要意義

1.1 促使信息流通

河流的連通可以促進生命信息的傳遞，其中的水位、水流速度以及水溫等因素都可以為魚類和很多與水相關的生物提供一定的信息。使其可以通過對信息的判斷從而確定環(huán)境和生存方向，繼而進行繁衍和生殖[1]。河流的連通在促進信息交流的同時，其實傳遞的是自然規(guī)律和生存信號，是生物和動物判斷自然環(huán)境的有力工具。一旦河流的連通遭到破壞，會使這些生物失去生存的工具，無法進行交流和判斷，出現(xiàn)死亡甚至種族滅絕的危險，從而使大自然的物種豐富受到影響，自然進化和發(fā)展失去平衡。

1.2 促進生物群落的空間連通

河流是一個能夠運動的生態(tài)系統(tǒng)，連通起來的河流由于有豐富的營養(yǎng)物質和資源，可以為不同流域的生物提供不同的能源需求，使河流上游、中游和下游都能夠有不同的生物在生活和繁衍?？臻g的連通不僅僅涉及到河流兩旁相關動植物的生存，還涉及浮游動植物和魚類等的連續(xù)性分布，使食物鏈處于豐富的階段。

1.3 促進營養(yǎng)物質和能量連通

河流本身的運動特性，產(chǎn)生一定的能量，可以將生態(tài)系統(tǒng)的物質移走，并且可以借助不同的地理位置和地勢條件進行擴散。尤其是在營養(yǎng)物質方面，體現(xiàn)的等明顯。營養(yǎng)物質可以將河流作為載體，當河流不斷匯合和分支后，各種營養(yǎng)物質也進行匯合和交換，這樣在河流的不同階段就會有不同的營養(yǎng)物質，從而為相關生物提供食物能量，使得河流所有流域的生態(tài)過程都有密不可分的關系。

2 水利水電工程給河流連通帶來的消極影響

2.1 影響河流生命健康生存

河流的生態(tài)系統(tǒng)具有流通性的基本特點，保持良好的河流生態(tài)系統(tǒng)有利于保護生態(tài)結構和執(zhí)行相關生態(tài)功能。河流和其支流組成的系統(tǒng)相當于人體的血管網(wǎng)絡，彼此之間有著密不可分的關系，共同作用，如果沒有了血液流通，人就會死亡。河流也是如此，如果沒有水系連通，河流的生命也將會消失，河流的任何部分受阻都會影響整個水系的健康。

2.2 使河流的連續(xù)性遭到改變

水利水電工程會將河流通過河壩攔截起來，從而使河流的連續(xù)性遭到改變。修建起來的大壩是為了提高水位，就要在一定時間內(nèi)將水流阻斷，使原有的河流形成了大型的靜止人工湖，從而使由庫區(qū)到大壩下游河段的流速、水溫等都大大改變。當水利水電設備投入運行后，會根據(jù)實際發(fā)電需要以及自然環(huán)境和惡劣天氣的影響進行不同程度的放水操作，而在壩下就會有一系列變化隨之發(fā)生。

2.3 降低生態(tài)系統(tǒng)自我恢復能力

由于河流受到大壩的阻隔，是河流中的物質循環(huán)性降低，能量流動空間和效率大大降低，河流在大壩修成后變得比較零碎，在很大程度上降低了生態(tài)系統(tǒng)的自我恢復能力。降低的自我恢復功能使大自然失去了穩(wěn)定性，繼而使大自然的結構和功能不再完整，遇到一些怕破壞就很難再恢復原有面貌，久而久之，成為環(huán)境的負擔。另一方面，對于魚類的生存非常不利，原本需要不同季節(jié)在不同流于活動、覓食和繁殖的魚類被大壩隔斷后失去了原有的生活地，有些捕獲不到食物，有些無法進行繁衍，有些甚至是由于環(huán)境不適應直接死亡。這樣使大自然的物種迅速減少，繼而降低了自我恢復能力。

3 我國目前水利水電工程連通性恢復的問題和解決策略

3.1 法規(guī)與制度

就我國目前的發(fā)展情況看，還沒有相當完善的法律和法規(guī)對關于河流的連通性相關問題做出明確要求。在現(xiàn)有法律《水法》以及《漁業(yè)法》中雖然對過魚設施有修建的要求和標準，但那是在執(zhí)行過程中效果基本沒有。一方面是施工過程中忽略此條目，另一方面是相關的監(jiān)管不到位，使得這項工作沒有準確實施依據(jù)。面對以上法律法規(guī)約束和指導的尷尬局面，建立健全相關法律法規(guī)，用法律武器為魚類和生態(tài)系統(tǒng)維護正當權益迫在眉睫。各部門之間應多進行溝通和交流，出臺關乎生態(tài)保護的政策，不斷加快河流連通性恢復工程的開展。

3.2 魚道設計方面

目前我國由于缺乏相關的對魚道設計進行約束的法律，所以在魚道設計方面止步不前，比較單一，考慮到的魚類不全。另外對于其它生物的過壩問題忽略的更加嚴重，相關的水生生物不能正常在上下游之間流動，營養(yǎng)物質的流動也受到限制，非常不利于維護河流水生態(tài)系統(tǒng)完整和流通。在河道的功能方面，考慮不到魚類在產(chǎn)卵繁殖時期的特殊性，誘魚的效果不明顯，不能保持魚類在過道的體力，使魚類成功經(jīng)過到加大了難度。在過道的設計方面，施工材料和施工方法達不到環(huán)保要求，使得過道環(huán)境與兩岸環(huán)境相差甚遠，并不利于魚類在其中生存。

設計魚道時首先要進行完整的調(diào)研和系統(tǒng)的分析，加大科研投入力度，對所在河流的所有生物種類和生活習性等方面的內(nèi)容徹底查清楚，然后進行相關設計和施工。在研究人員方面，要建立高水平、高技術的專業(yè)化隊伍，對專門人才進行專門培養(yǎng)，加強與先進國家的交流和溝通，吸收國外先進做法和經(jīng)驗，使科研能力不斷提高，為建設更適合的過道，保護生態(tài)系統(tǒng)做有力保障。

3.3 生態(tài)保護設計

我國的魚類多數(shù)屬于多次繁衍，繁衍前后需要下壩，所以對魚類的保護需要做進一步調(diào)整。我國魚類下壩目前途徑是通過溢洪道和水輪機。溢洪道下壩中下泄水流比較湍急，流態(tài)的變化情況也比較大，產(chǎn)生空氣過飽和的現(xiàn)象時有發(fā)生，不利于魚類通過，造成很大的死亡率。而在通過水輪機時，除水流復雜外，水溫也會發(fā)生很大的變化，其中的金屬葉片也會對魚類造成很大的傷害。會導致魚類的線路受到外力作用發(fā)生改變，撞擊葉片，所以當魚類通過后，都會有不同程度的傷害。

在魚道設計過程中，要結合生態(tài)學的相關原理，為魚類和其他生物提供廣闊的通過空間。另外還要加大對下行魚類的研究，想盡辦法在保證下行魚類安全情況下使水利水電設備正常運轉。

4 結 語

水利水電工程應該以綠色為標準，在修建和運用過程中盡量減小對環(huán)境和生態(tài)的破壞，使河流保持連通，發(fā)揮河流連通的積極意義，建立健全相關法律法規(guī)，不斷提高科學素養(yǎng)，建設有文化、懂科學的專業(yè)設計研發(fā)團隊，從根本上保護生態(tài)環(huán)境，使水利水電能夠更長遠的發(fā)展，為人類社會造福。

[1]史云鵬,曹曉紅.水利水電工程維持河流連通性的思考[J].中國水能及電氣化,2011(12):20-25.

1007-7596(2017)03-0189-02

2017-02-20

董愛明(1988-)，男，江西撫州人，助理工程師，研究方向為水利水電工程。

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