水利工程的生态环境影响及调控措施

王智阳

（黄河水利职业技术学院，河南 开封 475004）

0 引言

为了合理利用水资源，达到兴利除害的目的，需要修建水利工程，消除水资源在时间和空间上分配不均匀的问题。 水利工程一方面能够发挥防洪、灌溉、发电、供水、航运等综合效益，给人们的生产、生活带来更多的安全和便利；另一面，兴修水利工程势必会影响原有的生态平衡，产生一些负面影响，因而，应从规划、设计、施工、运行等方面防止和降低这些负面影响。

1 水利工程对生态环境的影响分析

1.1 对水体的影响

拦河修建挡水建筑物后，在上游形成水库，随着库水位的抬高，库内大体积水体流速变慢，滞留时间变长，有利于悬浮物的沉降；库内流速慢，藻类活动频繁，呼吸作用产生的CO2与水中钙、镁离子结合，产生CaCO3和MgCO3并沉淀下来，降低了水体硬度，这是有利的一面。 但是同时也会有不利的一面，即库内流速小，降低了水、气界面交换的速度和污染物的迁移扩散能力，复氧能力减弱，使得水库自净能力比河流弱，库内水流流速变小、透明度增大，利于藻类光合作用，藻类大量生长，会导致水体富营养化。 另外，水库不仅存蓄了汛期洪水，还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，湿地萎缩、绿洲消失、海水倒灌，对航运、灌溉、渔业等均产生一系列负面影响。

1.2 对水文地质的影响

大中型水库修建后，会改变下游河道流量，因而会对周围环境带来影响，同时水库渗漏问题会造成周围的水文条件发生变化。 修建大坝后，还可能会诱发地震、塌岸、滑坡等地质灾害。 大型水库蓄水后，可能诱发地震。 其主要原因在于：水体压重引起地壳应力的增加；水渗入断层，可导致断层之间的润滑程度增加；增加岩层中空隙水压力，库岸会产生滑塌。 水库蓄水后，水位升高，岸坡土体的抗剪强度降低，易发生塌方、山体滑坡及危险岩体的失稳现象。 文献《长江保护与发展报告》显示：2003 年三峡水库蓄水以来，三峡地区微震活动频率明显增加，库区共有各类崩塌、滑坡体4719 处。 其中627 处受水库蓄水影响，863 处在移民迁建区。

1.3 对土壤的影响

通过兴修水利工程、疏浚河道等措施，保护农田，使之免受干旱、洪涝等灾害影响，通过拦截天然径流、调节地表径流等措施，补充了土壤的水分，改善了土壤的养分和内热状况。 另一方面，水利工程的兴建也使下游平原的淤泥肥源减少，土壤肥力下降。 同时，在输水渠道两岸，由于渗漏，使地下水抬高，造成大面积土壤的次生盐碱化和沼泽化。 另外，泥沙淤积问题也是每个水利工程都要面临和解决的问题，拦河修建挡水建筑物后，会在建筑物前造成泥沙大量淤积。 例如，三门峡水库被设计成以防洪、减淤和发电为主的工程。 由于其建设和运行方式违背了河道的自然输水输沙的特性，水库建成之后，库区淤积，而且直接影响到上游渭河的输水情况。多年来，政府投入了大量的人力物力，并在1972年初开始改变水库原有的运行方式，打开导流底孔，采用低水头的运行方式解决水库淤积问题。

1.4 对社会和文化的影响

大中型水利工程建设必将占用耕地，并进行施工后淹没区内居民迁移安置。 移民问题是水利工程建设中突出的问题，涉及的问题较多，也很复杂，会增加国家、地方政府工作难度。 兴建水库，淹没土地，必将使人地矛盾更加紧张。 如果移民未进行妥善安置，还会造成毁林开荒，引起水土流失等问题。三峡水库将淹没陆地面积632km2，移民总数130 万人，移民投资占了工程总投资的40%。 移民政策的调整表现为：（1） 将原计划在三峡库区就地后靠搬迁的部分农村移民，远迁到库区以外的经济发达地区。 （2）对一批原计划搬迁重建的工矿企业实行破产或关闭。据统计资料，在三峡库区原有的1 599 个工矿企业中，有1 013 个实行了破产或关闭。另一方面是文化遗产保护问题，库水位抬高后库区文物和古迹将被淹没，对有纪念性的古迹建筑物要加以保护和迁移 （如三峡库区的张飞庙就整体向高处迁移）。

1.5 对生物多样性的影响

修建水利工程后，打破了原有水系内的生物(尤其是珍稀动物)的生活环境，会造成原始生态系统的改变，使食物链遭到破坏，威胁多样生物的生存，严重的会造成灭绝。 如：修建新安江、富春江水库后，就导致了钱塘江鲥鱼的消亡和风尾鱼、鳗、蟹类产量的下降；修建葛洲坝和三峡水库等大型水利工程后，又大大压缩了长江中华鲟、白鲟、达氏鲟、白鳍豚等国家保护的名贵水生生物和某些江河性、溪流性鱼类的生存空间。

2 防止生态不利因素的调控措施

水利工程建设在一定程度上改变了原来的自然面貌和生态环境，使已经形成的平衡状态受到影响。 因此，可以采取以下措施对水利工程进行调控，使水利工程在带来经济、社会效益的同时，把对环境的负面影响降低到最低程度。

2.1 规划中的调控

对于水利工程建设或流域开发而言，在规划阶段，就要从可持续发展的角度，全面、客观地认识工程与自然环境的关系，正确把握工程与自然环境相协调的度，使水利工程的建设和流域开发目标真正能够促进流域经济、社会、环境相协调的可持续发展。 在规划设计的前期，要切实搞好工程所在地水文资料的收集及地质条件的勘测。 如，对于大型蓄水水库，重点是水文资料和地质构造，充分考虑大坝的防洪能力、稳定性，以及避免诱发地震的需要。规划中还应设计一定的工程构造，以满足大坝流域内水生物的生活习性，减少库区淹没范围。 规划阶段是最为重要的阶段，是决定工程与自然是否能够协调的关键。 如果黄河三门峡水库当初的规划目标不是以发电为主，而像小浪底水库一样，能充分兼顾水库上、下游输水输沙关系，就不会导致出现水库上游防洪的较大压力。

2.2 设计中的调控

从设计阶段开始，工程技术人员就应把库区的水环境保护目标作为必须考虑的约束条件，纳入水库调度运行中去，这样才能在以后的运行中把环境目标效益最大化。 长江三峡水库库区的环境生态保护是世人关注的焦点。 除采取一系列必要的控制措施之外，进一步研究如何具体针对库区的河道型水库形态和大坝坝身布局中泄洪、排沙、发电孔洞的特点，在满足水库防洪、发电、下游河道水环境承载力要求等目标的前提下，充分利用库区水体的水动力特性，优化水库的运行方式，将成为库区环境保护的有效途径。

2.3 施工中的调控

在招标书中，施工承包合同书内应设计承包商对施工现场环境保护责任书、 各种相应的环保措施、对各种污染物排放管理等。 还要在施工现场建立必要的环保监测机构，进行水质、大气、噪声的本底测定，便于同施工阶段不同时期监测结果进行对比。 施工人员进入工地后，还要建立卫生防疫机构，以避免流行病的传播和扩散。 在施工过程中，应采取多项有效措施，保护和改善施工环境，解决生态环境问题，如采用封闭式、专用垃圾道，散灰罐存运等，以防止大气污染；积极采用先进设备和工艺，妥善安排作业时间，以防止噪声污染；严格处理有毒废弃物和生产、生活污水，以防止水源污染；合理采用工程措施以解决水流控制和下游用水等生态环境问题。 在施工后期，应当对施工阶段破坏的植被景观及时进行恢复，制订工区的全面绿化规划，保护已经形成的生态平衡。 在工区范围内的生物圈内，研究生物资源的利用、 保护和生产的合理的方式，保持生物种群的恰当比例。

2.4 运行管理中的调控

在运行阶段，应当研究并实施各类安全、合理、可靠的措施，确保满足规划阶段制定的目标。 以现在已基本建成的黄河小浪底水利枢纽为例。 在工程的规划阶段，规划设计人员就十分关注建坝之后应采用何种运行方式，既尽可能长久地保持规划目标中的防洪库容要求，又不对下游河道形态等造成不利于行洪的影响。 而2002 年夏季进行的大规模水库调水调沙原型试验， 就是为满足规划目标的要求，寻找出一套科学、合理、可靠的运行模式。 从中得到了大量宝贵的原型数据，包括水库输水输沙对河南、山东河段带来的冲淤变化情况等，为小浪底水库今后实施合理的调水调沙方式，奠定了重要的基础。

3 建设生态水利

优良的水域生态环境、高质量的居民生活是全面实现文明、富裕小康社会的重要标志。 近几年，长江三角地区的杭州、嘉兴、湖州、宁波、绍兴以及上海苏南等地，通过治理太湖、城市防洪、城市水土保持试点、小流域治理、河道拓浚、标准化水库和标准化电站建设、堤防建设等一系列水利工程建设和水事活动，不仅显著地改善了生态环境，而且通过精心设计，营造出一批与周边自然景观、城市景观相协调的生态景观河道和亲水工程 （如生物护岸、滨水湿地、绿地等），从而进一步优化了投资环境，提升了城市品位和吸引力。 因此，生态水利对经济、社会、生态的改善效益是不言而喻的。 水利工程与土地、旅游、房地产捆绑开发，精心营建一批生态水利工程，打造一批高质量的亲水景观，不仅实现了水资源的永续利用，而且也满足了经济、社会、资源环境协调发展的要求。

4 结论

修建水利工程，改变了原有的自然面貌，对生态环境有一定影响。 水利工程能否带来环境效益，能否把对环境的负面影响降低到最低程度，是衡量水利工程规划建设质量的重要标志之一。 人们对水利工程与生态环境之间的关系也发生了较大转变，从以解决人类生存安全和基本生活需求为主要目标的原始水利阶段，到以建设工程来改造河川、调蓄洪水、制止洪水危害的传统治水阶段，再到以“人与自然相和谐”为主要特征的现代治水阶段，实现了人与自然由平衡状态到不平衡状态再到平衡状态的发展，只有从规划、设计、施工、运行管理上对水利工程进行合理的调控，建设生态水利、构筑生态环境友好的水利工程建设体系， 才能实现人水和谐、人类社会可持续发展。

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