河道建设中拦河闸对河道生态的影响

□荣金升（丹东市江河流域管理处）



河道建设中拦河闸对河道生态的影响

□荣金升（丹东市江河流域管理处）

摘要：近年来，拦河闸运行中对河道生态环境的影响问题备受社会各界关注，究竟是否应当在河道上建设拦河闸以及拦河闸应以何种方式运行是一个值得深入研究的课题。基于此点，文章首先简要分析了拦河闸对河道生态的影响，在此基础上以新疆维吾尔自治区沙湾县境内的大南沟河为背景，对其河道建设中拦河闸对河道生态的影响问题进行论述。期望通过对这篇文章的研究能够对河道生态环境的改善有所帮助。

关键词：河道；拦河闸；生态环境

图1　拦河闸对河道生态的影响示意图

1拦河闸对河道生态的影响分析

拦河闸又被称之为拦河节制闸，它是水利工程中不可或缺的重要组成部分之一，其常被建于天然河道上，可对上游水位进行调节，并对下泄水流的流量进行控制。在河道建设中，拦河闸的闸址宜选择在河道较为顺直、河床比较稳定且断面单一的河段上。拦河闸的主要作用如下：在枯水期时，关闭拦河闸闸门能够使上游水位有所抬高，由此可以满足航运、灌溉、水利发电及城镇供水等要求；当洪水期到来时，将拦河闸的闸门开启可以进行泄洪，从而使上游水位不超过防洪限制水位，同时还能对下泄洪水流量进行有效控制，使之不超过下游河道的安全泄洪量。此外，在多泥沙的河流当中，拦河闸还能起到排淤泄沙的作用，有助于河床水沙平衡状态的保持。下面从积极影响和消极影响两个方面分析拦河闸对河道生态环境的影响。图1为拦河闸对河道生态影响的示意图。

1.1积极影响

1.1.1灌溉供水

相关研究结果表明，灌溉能够使灌区的生态条件获得有效改善，而供水则可以直接为人们的生存提供物质保障。目前，国内大部分灌区均以成为鱼米之乡，由此可见，拦河闸的灌溉供水功能，对河道生态环境起到了一定的改善。

1.1.2居住环境

在城镇河道建设中，拦河闸坝水利枢纽的设置，不但使河道形成了新的生态及环境，而且部分拦河闸还成为了区域性的景观。通过拦河闸将河道内的水引入至城镇当中，为城镇居住环境的改善起到了积极的促进作用。

1.1.3调节气候

拦河闸的修建，使蓄水面、引水渠、灌区的温度条件和空气湿度得到了有效调节，为优良小气候的形成创造了有利条件。

1.1.4保护生态环境

在河道中修建拦河闸后，会形成新的深水区与浅流区，这些新的区域能够替代原河道当中的深潭及浅滩。同时过闸坝水流的掺氧作用有助于各种水生动植物的生长。此外，带有小型水电站的拦河闸坝能够起到其水电代替火电的作用，由此减少了煤炭的使用，有助于自然生态环境的改善。

1.2消极影响

1.2.1引起水质水量变化

在枯水期，拦河闸因自身所具备的蓄水和引水功能，使得下游河道的正常生态用水大幅度减少，由此容易导致水质发生富营养化，河道自身的纳污能力也会随之下降。

1.2.2阻碍鱼类洄游

少数拦河闸在修建时，由于设计过程中未考虑水生生物的生存问题，致使闸坝建设中，没有预留过鱼通道，从而导致鱼类等水生生物的繁殖受阻，一些鱼类通过引水闸游至渠道或田间后，无法洄游，造成大量鱼类死亡，严重破坏了河道生态平衡。

1.2.3淹没损失

通常情况下，小型的拦河闸在设计时，选用的防洪标准都比较低，当遭遇到较大的洪水时，由于拦河闸的防洪标准不足，从而容易引起上游的滩地被淹没，严重时甚至会造成上游河堤决口。

1.2.4泥沙淤积

在泥沙较多的河道中设置拦河闸容易使闸坝上游产生泥沙淤积问题，并且下游容易产生河道下泄的情况，由此会对河流生态的稳定恢复造成影响。

2拦河闸对河道生态的影响评价及解决措施

2.1流域及水利工程概况

大南沟河位于天山山脉依连哈比尔尕山北麓，它是金沟河的一条支流，该流域的总面积约为235 km2。其总的地形是由西南向东北倾斜，最高海拔约为4321 m，最低海拔在900 m左右，地貌以高山区、中浅山区和低山丘陵区为主。海拔在3600 m以上的高山区终年积雪，山势较为陡峭，冰川储量极为丰富，由于山体受到冰川作用的影响，使得土壤的发育速度变得极为缓慢，几乎没有植被生长。大南沟河是金沟河流域中最大的一条支流水系，其位于金钩河的左岸，源头有少量冰川发育。在该流域内的水利工程主要有团结引水渠首，它是由泄洪冲沙闸、进水闸、溢流堰等组成。其中泄洪冲沙闸采用钢混结构，在闸后设置了抛石效能，以此来防止下游冲刷；进水闸采用的也是钢混结构，闸门为平板式钢闸门；溢流堰采用折线形断面，总长度29 m，高2.20 m，设计流量为36 m3/s。

2.2拦河闸对河道生态的影响评价

2.2.1拦河闸对流域水生态的影响贡献指标

上式当中，η闸代表有无拦河闸水生物数量的变化率；Em表示水生生物的数量，其中m代表有无拦河闸，0表示没有，1表示有。

2.2.2拦河闸对流域水生态影响的贡献模型

在上式当中，n代表参与计算影响贡献的水生物个数；η综，代表第类水生物的数量在有无拦河闸条件下的权重变化，该因子的主要作用在于突出变化大的类别。在考虑拦河闸影响时，|△Ei|=|E0-E1|对于耐污染性较强的类别而言，γi

时，表明耐污染性强的种类变化起主导作用。时，表明耐污染性强的种类变化不起主导作用。对于其它类别而言，γi=1，N永远为＞1的正数，在本次研究当中，N取104，η闸i代表拦河闸对第i类水生物数量的影响值，该值可以通过式（1）进行计算；η综代表拦河闸对水生态环境的综合影响贡献值，其具体意义如下：

，说明耐污染性强的种类在有拦河闸的前提下会有所增多，由此会形成优势种群，同时生物的多样性会有所减少，拦河闸的存在具有消极影响，即对水生态不利。，说明耐污染性弱的种类在有拦河闸的前提下有所增多，由此会导致耐污染性强的优势种群遭到破坏，这样一来，生物的多样性会有所增加，拦河闸的存在具有积极影响，即对水生态有利。若是η综＞0，则上述情况相反。

2.2.3影响结果分析

采用SWAT水文模型对有无拦河闸情况下的河道的流量进行模拟，结果表明，在非汛期时，拦河闸的存在使下泄水量减少了82.80%，由此导致非汛期河流生物的活动空间缩小，对该河道水生态系统造成了不利影响。

2.3应对措施

2.3.1对拦河闸的运行方式进行优化调整

通过对拦河闸现有运行方式的优化调整，逐步恢复河流自身的连通性，由此能够加快水体的流动速度，从而增强水体本身的自净能力，为各类水生物提供优良的生存环境。此外，为防止污水集中下泄造成水体污染的情况发生，应当制定科学合理的拦河闸应急调度方案，并在汛期开闸时进行应急调度，借助全年水资源优化调度，及对生态环境影响最小的污水下泄方案，预防水污染问题。

2.3.2对水源进行集中调度

拦河闸容易引起河口淤积，由此会对生态恢复造成不利影响，针对这一问题，可采取如下措施：保障洄游水生生物的生长；利用闸上的水量，定期进行集中下泄，这样不但可对河口淤积进行冲刷，而且还能带走闸上部分淤泥的泥沙；间歇式开闸放水，使闸下河段流量有间歇式峰值，借此来增强对下游河道的冲刷能力。

2.3.3对拦河闸进行生态化改建

由于传统拦河闸的修建多是以安全为主，并未考虑生态问题，因此，可对现有的拦河闸进行生态化改建，如增设水生生物通过孔；在引水口前增设拦鱼网等等，这样能够对水生生物起到保护作用，有助于生态平衡的保持。

3结论

综上所述，河道建设是一项较为复杂且系统的工程，目前，国内大部分河道中均设有拦河闸，虽然其对河道安全起到了一定的保护作用，但也对水生态环境造成了破坏。文章从拦河闸的影响分析入手，以新疆维吾尔自治区沙湾县境内的大南沟河为研究背景，分析了拦河闸对该河道水生态的影响，并提出了应对措施，期望能够对流域水生态环境的改善有一定的帮助。

参考文献

［1］林广斌.浅析金鸡拦河闸重建工程的环境保护与防治控制［J］.广西水利水电，2012（8）：40-42.

［2］吴建寨，赵桂慎，刘俊国.生态修复目标导向的河流生态功能分区初探［J］.环境科学学报，2011（9）：76-78.

［3］李山，卫树藩，严孝达.新疆平原区多沙河流演变规律及引水枢纽设计［J］.泥沙研究，2012（3）：121-123.

［4］万永禄，贾云飞，曹君东.拦河闸工程存在的问题及应对措施探讨［J］.水利建设与管理，2014（7）：66-68.

［5］黄智敏，陈卓英，罗岸.若干拦河闸下游河道水位降低的消能问题及改造研究［J］.中国农村水利水电，2013（8）：115-117.

［6］张明文，薛广瑞，王秀芬.对灌区渠首拦河引水枢纽设计几个具体问题的探讨［J］.黑龙江水利科技，2012（12）：65-67.

（责任编辑：薛静）

中图分类号：TV213.5

文献标识码：A

文章编号：1673-8853（2016）05-0012-03

收稿日期：2016-05-25