水库对环境各个方面的影响
2013-07-10王果张衡
王果 张衡
0 前言
水库是我国防洪广泛采用的工程措施之一。在防洪区上游河道适当位置兴建能调蓄洪水的综合利用水库,利用水库库容拦蓄洪水,削减进入下游河道的洪峰流量,达到减免洪水灾害的目的。但是水库在反补社会的同时,对环境也造成了无法避免的影响。对人民生活问题和对库区风景、文物,同时也对周围土地也产生了盐碱以及疏松的问题影响。
1 水库的防洪和兴利
水库对洪水的调节作用有两种不同方式,一种起滞洪作用,另一种起蓄洪作用。
滞洪作用:滞洪就是使洪水在水库中暂时停留。当水库的溢洪道上无闸门控制,水库蓄水位与溢洪道堰顶高程平齐时,则水库只能起到暂时滞留洪水的作用。
蓄洪作用:在溢洪道未设闸门情况下,在水库管理运用阶段,如果能在汛期前用水,将水库水位降到水库限制水位,且水库限制水位低于溢洪道堰顶高程,则限制水位至溢洪道堰顶高程之间的库容,就能起到蓄洪作用。蓄在水库的一部分洪水可在枯水期有计划地用于兴利需要。
当溢洪道设有闸门时,水库就能在更大程度上起到蓄洪作用,水库可以通过改变闸门开启度来调节下泄流量的大小。由于有闸门控制,所以这类水库防洪限制水位可以高出溢洪道堰顶,并在泄洪过程中随时调节闸门开启度来控制下泄流量,具有滞洪和蓄洪双重作用。
水库的兴利作用也是不容小觑的,灌溉、发电、供水、航运等在我们的日常生活中秘密相关。当降落在流域地面上的降水,由地面及地下按不同途径泄入河槽后的水流,形成河川径流。由于河川径流具有多变性和不重复性,在年与年、季与季以及地区之间来水都不同,且变化很大。大多数用水部门(例如灌溉、发电、供水、航运等)都要求比较固定的用水数量和时间,它们的要求经常不能与天然来水情况完全相适应。人们为了解决径流在时间上和空间上的重新分配问题,充分开发利用水资源,使之适应用水部门的要求,往往在江河上修建一些水库工程。水库的兴利作用就是进行径流调节,蓄洪补枯,使天然来水能在时间上和空间上较好地满足用水部门的要求。
2 水库的危害
所谓任何事物都具有两面性,水库为我们的生活带来便利的同时,也产生了一些不可避免的灾害。兴建水库可能会导致增加库区地质灾害发生的频率,造成库区泥沙淤积,下游土地的土壤盐碱化,库区及下游的水质恶化,河水的水质的改变以及对气候的影响等。
2.1 增加库区地质灾害发生的频率
兴建水库可能会诱发地震,增加库区及附近地区地震发生的频率。山区的水库由于两岸山体下部未来长期处于浸泡之中,发生山体滑坡、塌方和泥石流的频率会有所增加。大型水库蓄水后可诱发地震,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。据统计,世界上已经建成的水库中约有1/1000曾发生水库诱发地震,在世界上132例水库诱发地震中我国占22例,是世界上发生水库诱发地震最多的国家。印度学者古哈(1981年)曾作了研究并认为水库诱发地震的上限为7级。但大于6级地震的实例也很多,我国的新丰江水库 6·1 级、印度的柯依纳水库6·5级、希腊的古里马斯塔水库 6·3 级等。如我国新丰江水库诱发地震震中烈度达8度,右岸坝段产生 8 2 m裂缝,同时也诱发库岸滑坡。库岸边坡产生滑坡的危险。水库蓄水后水库的水位升高,水位的升高可能对库区周边地区的地下水位造成影响,使地下水位不同程度的升高,库水位快速升降形成的孔隙水压力使土体边坡的抗剪强度降低,渗流力使岩质边坡的稳定性严重降低,使库区边坡易发生滑坡等自然灾害,据了解,在三峡库区存在多达2100多处不稳定边坡。
2.2 水库导致水位升高
水库蓄水后,会使库区周边地区的水位明显升高,地下水的升高可能会造成周边地区土壤的沼泽化和盐碱化,沼泽化,地下水位上升,土壤出现沼泽化,过分湿润致使植物根系衰败,呼吸困难;盐碱化:由库岸渗漏补给地下水经毛细管作用升至地表,在强烈蒸发作用下使水中盐分集于地表,形成土壤盐碱化。 除去这些对土地盐碱化的影响外,水库的兴建也对下游河道的流量过程造成了变化,从而对周围环境造成影响。水库不仅存蓄了汛期洪水,而且还截流了非汛期的正常河水,往往会使下游河道水位大幅度下降甚至断流,并引起下游河流周边地下水位下降,由此带来一系列的环境生态问题。
水库会造成库区泥沙淤积:由于受水坝的拦截,受水势变缓和库尾地区回水影响,泥沙必然会在水库内尤其是大坝和库尾(回水的影响)淤积。
2.3 下游土地的土壤盐碱化
不断的灌溉又使地下水位上升,把深层土壤内的盐分带到地表,再加上灌溉水中的盐分和各种化学残留物的高含量,导致了土壤盐碱化。
2.4 库区及下游的水质恶化
库区水面面积大,大量的水被蒸发,土壤盐碱化使土壤中的盐分及化学残留物增加,从而使地下水受到污染,提高了下游河水的含盐量。
2.5 河水的水质的改变
由于水质的恶化及水流流速的减慢,使水生植物及藻类到处蔓延,不仅蒸发掉大量河水,还堵塞河道灌渠等等。这些水生植物不仅遍布灌溉渠道,还侵入了主河道。它们阻碍着灌渠的有效运行,需要经常性地采用机械或化学方法清理。这样,又增加了灌溉系统的维护开支。
2.6 对下游河道的影响
由于水势和含沙量的变化,还可能改变下游河段的河水流向和冲积程度,造成河床被严重冲刷侵蚀,入河(海)口向陆地方向后退。由于水流静态化导致下游血吸虫病等流行病的发病率增加。
2.7 移民问题和对库区风景、文物的影响
由于水位上升使库区被淹没,需要进行移民。并且由于兴建水库导致库区的风景名胜和文物古迹被淹没,需要进行搬迁、复原等。
2.8 对气候的影响
库区蓄水后,水域面积扩大,水的蒸发量上升,因此会造成附近地区日夜温差缩小,改变库区的气候环境。
2.9 外交上的影响
在国际河流上兴建的水库,等于重新分配了水资源,间接的影响了水库所在国家与下游国家的关系。
2.10 价值的损失
淹没文物古迹或造成原有自然景观观赏价值的损失。这些问题都是我们在兴建水库的同时所要考虑以及尽量避免和解决的事宜。
3 结语
修建水库将改变水文状态,根据水库的不同用途,水流得到调节和反调节,从而河道径流得到部分或全部控制。水库等水利枢纽的兴建,并不是仅仅一项孤立的工程,它囊括了水文、气象、生态等各个领域的一个复杂的过程。水库建设和环境的关系,从根本上说目标是一致的,这两者也是相互促进、相互影响的,水库本身改善了环境,促进了生产的发展,为民造福,但是如果水库规划设计不当或运营管理不善,施工质量不好则会给环境生态带来不利影响,也为为民造害。如何处理好工程建设与生态环境的可持续健康的发展,是一项具有长远意义的研究课题。所谓生态不是索取而是借贷,故而在兴修水利工程的同时,必须统筹兼顾,不仅要考虑当前的经济利益,更要保护我们世代得以生存的生态环境,做到人与自然和谐相处。
参考文献
[1] 周小明 浅谈水利工程对环境的影响[J].科技咨询导报
[2] 曲玉玲 吴 彬 浅析水利工程对环境的影响[J] 水利天地
[3 班玉刚, 李红辉 水利工程对环境的影响[J] 水利科技与经济
作者简介
王果(1988—),男,汉族,河南浙川人,郑州大学水利与环境学院10级,水利水电工程专业。
张衡(1991-), 男, 汉族, 山东聊城人, 郑州大学水利与环境学院10级,水利水电工程专业。