淺談橡膠壩對河流水質和生態環境的影響

摘要：橡膠壩的出現為人類發電、儲水等人類生產、生活帶來巨大的便利，但是隨著數量的逐漸增多，橡膠壩對環境的影響問題也逐漸成為人們關注的重點。為此筆者對橡膠壩相關文獻進行整理研究，發現修建橡膠壩后對水質有一定程度改善，但修建的橡膠壩上可能會產生重金屬富集風險;此外，橡膠壩的修建還可能會給生態系統帶來一定負面影響，在一定程度上降低生物的多樣性。

關鍵詞：橡膠壩;生態環境;水質

中圖分類號：S181文獻標識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200815042

收稿日期：2020-06-28

作者簡介：王璐（1989-），中級工程師。研究方向：環境監測與分析。

橡膠壩的產生可追溯于20世紀50年代末，其是隨著高分子合成材料工業的發展而新興的一種水工建筑物。世界上首座橡膠壩于1958年在美國研究建造[1]，時至今日，世界各國已建立起數萬座橡膠壩，從而達到發電、分水、臨時引水、阻擋泥沙、灌溉等目的。

隨著社會經濟的發展，人類的大規模筑壩攔截行動，已逐漸發展成為河流生態環境受人類活動影響最顯著、最廣泛、最嚴重的事件之一[2]。根據初步統計，目前全世界已建成數十萬座大中型水壩，隨著橡膠壩數量的急劇增加，越來越多的專家、學者開始更深入思考橡膠壩在蓄水、阻泥的過程中是否會對水質以及生態環境產生一定影響，未來對于橡膠壩的建立是否更應該謹慎思考。

1橡膠壩概述

橡膠壩工程，是一種采用新型高分子合成材質制成的壩體建筑。使用強度合成纖維物做受力骨架，內外涂敷橡膠作保護層，加工成膠布，將其用錨固定于底板上成封閉狀的壩袋。然后將其與河床固定，沉入海床，在需要堤壩時注入水或空氣形成堤壩。起到溢流、控制上游水位、發揮灌溉、發電、航運、防洪、擋潮等作用[3]。在不需要阻隔斷水時，只需要把水或空氣放空，即可恢復河流原樣。在城市供水、園林美化、防汛以及灌溉等方面有著極為廣泛地應用[4]。

橡膠壩主要用途：用作灌溉系統的大型進水閘、分水閘、節制閘等;灌溉渠道的臨時飲水壩;低水頭的滾水壩;在多沙河灌溉區上的擋沙水閘;代替河道上的水閘;加高水庫的溢洪道，增加蓄水量和發電水頭;代替船閘系統的閘門;擋潮堤壩;臨時圍堰;曬鹽場的擋水堤;自來水或污水處理廠的控制閘門;在河道上建橡膠壩形成人工湖，美化環境等。橡膠壩因其優點眾多得到廣泛地應用，但是隨著橡膠壩數量的增多，許多河流逐漸表現出受人類嚴重干擾的問題。越來越多的專家、學者對橡膠壩也產生了一些新的思考，越來越多橡膠壩的產生，在一定形式下對環境必然會產生一定程度影響。

2修建橡膠壩對水質的影響

修建橡膠壩后，對水質改善具有一定的積極作用。建壩后，水量聚集、沉降、吸附作用會有一定增強，但也有研究表明泥沙沉積將會加大河道中重金屬的富集。

2.1橡膠壩對氨氮、CODCr等理化指標的影響

選取英額河（流經清原縣城段）最上游的一個橡膠壩為研究對象，設置4個監測點位，測量監測點位的CODCr和氨氮，初步研究橡膠壩對河流水質的影響。通過對監測數據進行整理分析，壩前氨氮濃度升高，CODCr濃度降低。分析發現，水流流至壩前時，流速逐漸降低，甚至會在壩前變為靜水區，使得氨氮在此進行一定富集而出現濃度升高的現象;而CODCr易吸附在懸浮固體上，濃度隨懸浮固體的沉降而減小[5]。

橡膠壩建成前后的新薛河和大沙河水質均出現變好的趨勢，CODCr由原本的30～40mg·L-1下降至25mg·L-1左右，全年滿足地表三類水標準。分析發現，可能是由于建壩后水量蓄積滿足了河流的生態水量。河流生態用水量充足，水利停留時間延長，增加了河流的物理沉降、化學沉降、生物降解的時間、效率和總量。且隨著時間的延長，水中微生物、植物的吸收降解作用也會逐漸增強，因此橡膠壩中的水質出現變好的趨勢[6]。

分析閘壩、滾水壩和大壩（水電站、水庫）等對河流水質的影響研究發現，河流在進入閘壩影響范圍內，CODCr沿水流方向明顯下降;氨氮沿水流方向則緩慢上升;且閘壩內水體中部分污染物均有一定程度降解，對水體起到了凈化作用[7-9]。

2.2橡膠壩對重金屬的影響

研究小埠東橡膠壩對沂河臨沂城區蓄水段沉積物重金屬分布和富集的影響。利用柱狀沉積物采樣器在橡膠壩前2km處（對照）和壩前50m處分別采取原位柱狀沉積物，在比較分析典型重金屬Cu、Pb、Cd、Cr、Hg和As分布特征的基礎上，對重金屬污染程度及潛在生態風險進行評價。分析數據發現，橡膠壩的建成改變了沉積物重金屬的分布及富集狀況，促進壩前沉積物中重金屬的富集，且Hg和Pb濃度最大，具有極強的生態危害[10]。

3修建橡膠壩對生態環境的影響

修建橡膠壩后，可能給生態系統帶來一定負面影響，在一定程度上降低生物的多樣性。

通過對英額河上橡膠壩的研究發現，橡膠壩的運行把河流分成流水生境和相對靜止生境2種，使大型底棲動物群落結構發生明顯變化，對物種數、總個體數和生物多樣性指數都產生一定影響，在一定程度上降低了大型底棲動物的多樣性[5]。

同時，橡膠壩的建成進一步促進河流生態系統的破碎化，影響魚類等遷徙、組織物種擴散和連續性，導致河流緩沖區域內物種多樣性降低。筑壩也導致河流日流量急劇變化，降低下游棲息地和水生態系統的生產力和河道沖刷，大量顆粒泥沙在河道中沉降，改變了下游河床基質，降低下游孵卵棲息地的生態環境質量，從而影響魚類、底棲動物等的生存[11-15]。

4結論

橡膠壩的建立及后續運行對水質有一定的改善作用，可為人類帶來很多益處，但是越來越多橡膠壩的建成在無形中也會為生態環境帶來一定影響，對生物多樣性等帶來危害。因而相關管理部門在今后對橡膠壩的建設及管理中，應充分考慮其對河流水質和生態環境的影響，在改善水質的同時，最大程度降低其對環境的影響，更好地發揮橡膠壩的作用。

參考文獻

[1] 高本虎.國內外橡膠壩發展概況和展望[J].水利水電技術，2002，10（33）：5-8.

[2]Petts G. Impounded rivers：perspectives for ecological management[M].New York： Wiley，Chichebster，1984.

[3]陳靜.初步認識橡膠壩[J].橡膠資源利用，2017（05）：15-23.

[4]陳波.淺談橡膠壩工程安全的影響因素與防治措施[J].城市建設理論研究（電子版），2017（23）：128.

[5]劉志剛.橡膠壩對河流水質及大型底棲動物的影響[D].唐山：河北聯合大學，2012.

[6]馬遵莉.橡膠壩在河流水體自凈中的應用研究[D].山東：山東大學，2011.

[7]左其亭，高洋洋，劉子輝.閘壩對重污染河流水質水量作用規律的分析與討論[J].資源科學，2010，32（02）：261-266.

[8]陳永燦，劉昭偉，王志剛，高千紅.三峽水庫蓄水期間近壩區域水流及水質特性分析[C].中國水利學會水力學專業委員會、中國水力發電學會水工水力學專業委員會、國際水利工程與研究協會中國分會.水力學與水利信息學進展2009.中國水利學會水力學專業委員會、中國水力發電學會水工水力學專業委員會、國際水利工程與研究協會中國分會：中國水力發電工程學會，2009：28-36.

[9]王錦旗，王國祥，葛緒廣，李振國，郭長城.河道滾水壩對水體溶解氧及有機物濃度的影響[J].中國給水排水，2006，22（09）：53-55.

[10]李寶，孫春意，孫智慧，劉陽.小埠東橡膠壩對沂河臨沂城區蓄水段沉積物重金屬分布的影響[J].水土保持學報，2014，28（04）：243-246，268.

[11]毛戰坡，王雨春，彭文啟，周懷東.筑壩對河流生態系統影響研究進展[J].水科學進展，2005，16（01）：134-140.

[12]夏軍，趙長森，劉敏，王綱勝，張永勇，劉玉.筑淮河閘壩對河流生態影響評價研究——以蚌埠閘為例[J].自然資源學報，2008（01）：48-60.

[13]鄧海軍.橡膠壩在江西某河流生態治理工程中的應用[J].河南水利與南水北調，2018，47（08）：13-15.

[14]鮑海霞.攔河閘壩在北方河流城鎮景觀設計中的運用[J].水利規劃與設計，2016（03）：74-76.

[15]楊行運.橡膠壩工程在信陽市生態水利建設中的作用[J].城市道橋與防洪，2013（12）：104-106，12.

（責任編輯常陽陽）