淺析水利工程環(huán)境影響及控制措施

夏普

【摘要】水利工程是為實(shí)現(xiàn)水資源在地域、時空上的重分配，起到蓄洪、發(fā)電、航運(yùn)、供水、灌溉等一系列工作的重要工程。隨著社會的進(jìn)步，水利工程發(fā)揮的作用愈發(fā)顯著，其對生態(tài)環(huán)境的影響也越來越大。本文系統(tǒng)分析了水利工程對環(huán)境的幾大重要影響，針對特定影響，簡要介紹了一些廣泛使用的控制措施。并聯(lián)系我國國情，適當(dāng)探討了我國在某幾個領(lǐng)域上存在的欠缺。

【關(guān)鍵詞】水利工程；環(huán)境影響；措施

一、水利工程的環(huán)境影響

（一）對自然環(huán)境的影響

1.對河道環(huán)境的影響

水利工程會造成水位高低、流量大小等水文條件的變化。河道流量可能會顯著降低；上游水流流速減慢，壅高庫水位。而由于地表水和地下水相互連通，當(dāng)大壩攔截了上下游水的流通時，將降低下游水的供給能力，從而導(dǎo)致地下水位的降低。

不可否認(rèn)，水利工程的興建，給環(huán)境帶來了一些好的影響。比如水庫的建設(shè)，起到了蓄水防洪的重要作用，它對養(yǎng)殖業(yè)的貢獻(xiàn)，也一定程度上提高了物種的多樣性。然而，水利工程大面積的施工范圍，極有可能導(dǎo)致周圍土地、植被不同程度的遭到破壞：地下水位升高時，附近建筑物地基被浸泡松軟，面臨垮塌的危險；地下水位降低時，土壤部分肥料被水體帶走，水中的鹽分也會殘留在土壤中，而導(dǎo)致土壤鹽堿化并影響收成；土壤的鹽堿性也將導(dǎo)致周圍植被的生長效率降低，破壞了河道生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性；施工建設(shè)還可能產(chǎn)生大量噪音，排放污染物導(dǎo)致水質(zhì)惡化，河道嚴(yán)重受損，水生生物生存受到影響。

水利工程對河道環(huán)境的另一個不利影響就是導(dǎo)致水體攜帶了大量的泥沙，顯著增大了排沙難度。有些地方在建設(shè)水電站時，江水到達(dá)其庫尾水位的變動段時，流速降低，江水?dāng)y帶的泥沙大量沉積于河道中，形成攔河壩，不僅影響水流正常運(yùn)動，還將導(dǎo)致下游河道含沙量降低，清水大量下泄，下游河道、堤防底腳沖刷嚴(yán)重。為了防止攔河壩的出現(xiàn)，往往采用工程船舶進(jìn)行維護(hù)性疏浚，疏浚過程中又會再次掀起河底沉積的泥沙及其他污染物，破壞庫區(qū)環(huán)境。

2.對自然氣候的影響

水利工程對降雨、大氣等多種自然氣候都能產(chǎn)生影響。

水利工程建設(shè)會使一部分陸地資源轉(zhuǎn)化成水資源，在陽光的照射下，水面表層水蒸發(fā)到空氣中，空氣濕度增加，引發(fā)降雨。而在一年不同的時段，降雨量也會大不相同：冬季水面較暖，大氣對流加強(qiáng)，降雨量增大；夏季水溫較低，大氣對流不明顯，降雨量減小。

水利工程對大氣生態(tài)系統(tǒng)的影響有好有壞。

（1）水電站依靠可再生的水能發(fā)電，相比燃煤消耗極大的火電站，能有效減少CO2的排放。同時，壩區(qū)水庫的形成能一定程度的提高庫面以上植物吸收CO2的能力。

（2）一些大型水電站的水庫有時會淹沒周圍的森林，林木經(jīng)水浸泡腐爛，光合作用受阻，可能釋放出一些有害氣體進(jìn)入大氣，對大氣產(chǎn)生不良影響。

（二）對社會環(huán)境的影響

1.對人口遷移的影響

水利工程的修繕經(jīng)常促使水庫淹沒范圍內(nèi)居民的遷移。移民決策和移民范圍并不由移民自身決定，而是取決于工程建設(shè)需要，因此常與民眾的自由意志相悖，容易引起沖突和抗議。另外，當(dāng)?shù)鼐用裼袝r也會因?yàn)榘徇w補(bǔ)償數(shù)額達(dá)不到預(yù)期而與政府方面產(chǎn)生沖突，因此水利工程造成的人口遷移問題有時會顯得相當(dāng)復(fù)雜棘手。

2.對人群健康的影響

水庫修建后庫區(qū)水位抬高，水面擴(kuò)大，河流流水條件發(fā)生改變，病原體的分布和棲息環(huán)境改變。從事水電站修繕的人群與水接觸的機(jī)會大，容易沾染病原體，這些病原體在人口密集處大量遷移、傳染，嚴(yán)重提高了發(fā)病率。巴西位于薩拉州的水庫開發(fā)區(qū)中，一些水庫中就出現(xiàn)了埃及血吸蟲中間宿主小泡螺孽生，附近居民存在一定比率的患病現(xiàn)象。

3.對人文、經(jīng)濟(jì)等其他方面的影響

水利工程導(dǎo)致了一部分土地被淹沒，一些埋于地下的古文物將不可避免地遭到破壞；同時，圍繞一些大型的水利工程，政府有時會建設(shè)水利風(fēng)景區(qū)。水利風(fēng)景區(qū)不僅具有良好的生態(tài)價值，也大幅度提高了當(dāng)?shù)芈糜螛I(yè)的開展，有助于政府打造特色旅游文化，創(chuàng)造了大量的經(jīng)濟(jì)收入。同時，水利風(fēng)景區(qū)也具有宣傳水利文化的優(yōu)勢。像中國三峽水電站、美國著名的胡佛大壩，都依靠旅游業(yè)的開展，獲得了大量的經(jīng)濟(jì)收入。

二、水利工程環(huán)境影響控制措施

（一）常見控制措施

1.生態(tài)調(diào)度理論與技術(shù)

生態(tài)調(diào)度理論是針對具體的河流水利水電工程對象，探討其調(diào)度和運(yùn)行對河流生態(tài)系統(tǒng)的影響及相應(yīng)的對策措施的一種理論。一般大型水利水電工程生態(tài)調(diào)度過程中都需涉及的幾個共性問題有：水庫富營養(yǎng)化控制、水庫泥沙淤積問題、下泄水庫溶氧問題、自然水情的模擬問題等。

2.做好監(jiān)測工作

對所有修建項目進(jìn)行監(jiān)測，并定制預(yù)案，問題一經(jīng)發(fā)現(xiàn)立刻解決，難以解決的問題可以采取相應(yīng)的補(bǔ)償機(jī)制，將損失降到最小。另外，對站點(diǎn)、庫區(qū)環(huán)境也要實(shí)時監(jiān)測，利用已有的水文水質(zhì)監(jiān)測站網(wǎng)，從中小型流域開始進(jìn)行試點(diǎn)工作并逐漸推廣，保障水質(zhì)、大氣、土壤等環(huán)境處在平衡正常的狀態(tài)。此外，還可建立生態(tài)補(bǔ)償長效基金，用于生態(tài)補(bǔ)償和中長期的、重大的環(huán)境保護(hù)共性問題研究。

（二）關(guān)于我國水利工程在控制措施上的欠缺的思考

1.伊泰普水電站與“魚道”

伊泰普水電站作為在生態(tài)建設(shè)上具有模范意義的水電站，其關(guān)于生態(tài)環(huán)境維護(hù)的一個重要措施就是“魚道”的修建。伊泰普水電站設(shè)有兩條人工水渠：一條水流湍急，用于運(yùn)動員進(jìn)行水上項目的訓(xùn)練與比賽；另一條呈階梯狀分布，方便逆流而上的魚群洄游產(chǎn)卵，最大限度地減少了環(huán)境改變對魚類的影響，降低了大壩對下游漁業(yè)生產(chǎn)的影響。

目前，我國的許多水利工程設(shè)施也逐漸開始研發(fā)并使用“魚道”。然而，我國對魚類的生態(tài)習(xí)性、魚道的基礎(chǔ)理論體系等研究還不夠深入，“魚道”在技術(shù)上很難完全發(fā)揮作用。最明顯的一個問題就是：魚不一定甘愿受人類擺布，順從地在魚道中穿行。魚群穿越魚道進(jìn)入其他水渠的可能性依舊很高。

要解決這一難題，首先需要確保魚能迅速發(fā)現(xiàn)并集結(jié)于魚道進(jìn)口。因此，可以適當(dāng)增加魚道進(jìn)口的數(shù)量。同時，考慮到某些進(jìn)口可能存在流速太小，遠(yuǎn)低于一般魚類臨界流速的情況，可以把進(jìn)水設(shè)置在不同高程處，通過對流量實(shí)時監(jiān)測，對應(yīng)不同高程開啟不同的進(jìn)口，并對進(jìn)口采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)水措施。

除了魚道進(jìn)口，魚道過流斷面和出口也應(yīng)該根據(jù)魚類習(xí)性因地制宜，設(shè)計相關(guān)的保證措施。比如出口處不應(yīng)設(shè)在泄水建筑物附近，以免魚群沿水流重新回到水渠使魚道失效。總的來說，“魚道”在我國的發(fā)展還任重道遠(yuǎn)，需要集思廣益。

2.長距離調(diào)水工程與溶解氧

近年來，我國長距離調(diào)水工程運(yùn)用愈加廣泛。當(dāng)調(diào)水進(jìn)入調(diào)蓄水庫時，庫內(nèi)的水溫結(jié)構(gòu)、營養(yǎng)程度等環(huán)境因素都將因擾動而發(fā)生變化。而保障水庫水質(zhì)處在高標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)又顯得尤為重要，因此，有不少學(xué)者提出，可以通過監(jiān)測水中溶解氧（SOD）的變化、探索沉積物耗氧機(jī)制來實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)狀態(tài)的追蹤。

關(guān)于沉積物耗氧機(jī)理，目前主要采用原位測量法。美國方面推薦使用原位測試倉技術(shù)進(jìn)行測量，而我國暫未研究出較好的測量方法。

由于SOD受溫度、PH、底層水流速、水體營養(yǎng)程度等多因素的影響，因此，建立多環(huán)境因素耦合作用下沉積物耗氧響應(yīng)機(jī)理的相關(guān)模型，能在一定程度上幫助我們更好地研究監(jiān)測技術(shù)。

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