简谈水利工程对生态环境的影响

□薛　静□岳绍玉（漯河水利技工学校; 华北水利水电大学）



简谈水利工程对生态环境的影响

□薛静1□岳绍玉2
（1漯河水利技工学校; 2华北水利水电大学）

摘要：水利工程的兴建可以达到调配自然界水源的目的来为人类造福。然而随着人类工程技术的提高，大量的水利工程兴修的过程中，难免对自然环境和社会环境带来影响。如何做好防治措施，避免出现不利影响是水利工程规划者需要认真考虑和解决的问题。本文从生物与非生物两个方面浅谈水利工程对其生态环境的影响并对其提出建议。

关键词：水利工程；生态环境；防治措施；生物

1概述

水利工程是国民经济的基础，在流域上修建可以控制一定流域面积的水利枢纽工程，不仅能够提高上游水位，增加蓄水量，解决水资源时空分布不均的矛盾，为解除洪涝灾害创造有利条件，而且还起到防洪、发电、供水、灌溉、航运、养殖、旅游等多种目的。但在发挥显著经济效益的同时，也会发现其对社会、生态环境的潜在影响。随着社会经济的发展，水资源开发利用的强度越来越大，速度也越来越快，部分河流因缺乏有效的管理引起河流断流、水污染严重等后果，严重影响河流生态系统的结构和功能。大型水利枢纽建成以后，对河流径流起到了调节作用，改变了河流的径流量和其原有的季节性分配和年内分配，河流的形态、水文地质条件也随之发生改变，诸如输沙量、营养物质、水温、水质、水体的自净能力、水力学特征等。这些变化将直接影响流域内重要生物的栖息和生态习性，改变生物群落的结构、分布特征和生产能力。

若要将水利工程对河流生态系统的影响进行系统的划分，可划分为三个层次（如图1所示）：第一层：是大坝蓄水影响能量和物质流入下游河流及其有关的生态系统，对非生物环境产生影响，并且它将是造成其他要素变化的根本原因，主要是河流水文、水质、水力的变化。第二层：是局部条件变化引起生物系统结构和初级生物的变化，主要是河道、洪泛区和三角洲地貌、浮游生物、附着的水生生物、水生大型植物、岸边植被的变化。第三层：是由于第一、二层次变化的综合作用引起，使得生物种群发生变化，它直接决定生态环境的健康程度，主要是脊椎动物、鸟类、鱼类和哺乳动物的变化。

图1　水利工程对河流生态系统影响图

河流生态系统是由水生生物群落与非生物环境两大部分构成的。其中水文过程、气候、能源、基质和介质、物质代谢等组成河流的非生物环境。河流的生物群落是由鱼类、浮游动物、底栖动物、两栖动物和浮游植物、水生植物等构成。在自然状态下，水生生态系统内各要素之间相互联系、相互制约，保持着自身的生态平衡，并能在一定条件下抵御外界环境的破坏。在各种生态环境要素中，水具有不可替代的作用，既是生命的载体，又是能量流动和物质循环的介质，对生态系统的组成和功能起着决定性的作用。水任何属性的变化，如流速、水温、水质的改变，都可能对其种群的结构和功能产生显著的影响，从而间接对生物资源产生影响。

2水利工程对非生物环境的影响

2.1对河流径流、泥沙特性的影响及措施

大坝的调蓄功能对径流产生了显著的径流调节作用，这种作用既是其发挥工程效益的根本保障，也是下游河道生态系统发生变化的根本诱因。水利工程的蓄水作用，使得库区内流速小于天然河道，不仅河流的冲刷能力会减弱，水流挟沙能力也会减弱，使泥沙颗粒先粗后细逐渐下沉，从而造成淤积。这会使水库库容减小，缩短水库的寿命，加大淹没损失，还将会影响航运和电站的正常运行。还有就是，出库泥沙要比原天然河道泥沙量少的多，使下游年输沙量减少，这样就容易造成下游河段冲刷严重，河床下降。

如果要减轻水库淤积，就要做好上游封山育林、退耕还林、种草等水土保持工作，还要保持好水库的合理运行。

2.2对水温、水质的影响及措施

河流中原本流动的水在水库停滞，水位的上升使得水流变缓，水温升高，水体本身的自净能力变差，大量细菌和水生物便会增加，造成库区水温和有机质的明显分层现象，改变了原天然河道的环境。与此同时，湖泊形成的同时也使河流的排污能力降低，污染物很容易形成堆积，无法扩散，水质变差。

面对上下游的环境污染问题，认真贯彻环境保护投资建设，做好移民安置；对周边企业进行严格的管理和规范，控制好入库污染物负荷总量；建立质量高的污水处理生态系统，发展生态农业和生态工业建设并在库区设立水质监督管理部门，负责对水体污染的跟踪监测和管理。

2.3对下游河流形态的影响

水利工程对河流廊道的影响程度和范围依赖于大坝的动能、坝体规模、河流流量之间的关系。水电站的下泄流量随用电负荷的变化而变化，而下泻流量是影响下游河岸侵蚀的重要因素。大坝导致水流变慢，甚至成为湖泊环境，这会导致河床形态、植物群落和生态环境发生变化。同时大坝下游下泻的高速水流侵蚀下游的河床和河岸，使得靠近大坝下游的河道逐渐变深变窄，河道逐渐萎缩；并且岸坡浸水后，在水库水位降低的同时，有可能因丧失稳定而坍滑。库区大范围坍岸，会加剧水库淤积，而坝址附近的滑坡，将给工程的正常施工和运行带来极为不利的后果。比如，意大利互依昂拱坝，因库区大滑坡，岩体骤然滑入水库，使库水漫溢坝顶而突然下泄，造成下游巨大灾害，并使水库淤满报废。有的工程在施工中由于坝址附近发生滑坡，被迫改变设计，甚至中途停工，应当引以为戒。

3水利工程对生物环境的影响

3.1对陆地生物的影响

库区淹没和永久的工程建筑，对陆生动植物带来直接甚至永久性的影响：一方面，是对库区及周围造成间接性的气候变化、土壤沼泽化、盐碱化等问题，并导致动植物结构、种类及生活等多方面的影响和变化；另一方面，水库的兴建以及之后的蓄水会淹没流域或沿岸地势、海拔较低的农田、坡地、平原等，这对农业以及陆生生物带来毁灭性的影响。

3.2对水生生物的影响

对水生生物来说影响直接而明显，影响最大的是鱼类资源。鱼类是水生态系统中营养级较高的类群，是重要的水生生物资源。鱼类作为河流生态系统中的消费者，与生态环境中的其他水生生物之间有着密切的联系。其通过上、下行效应与环境间进行紧密的相互作用。鱼类的生存、繁衍所需的生态环境是在漫长的生物进化过程中形成的，而鱼类种类和资源量稳定的前提是生态环境的相对稳定。已有研究表明，兴修大坝是近百年来全球9000多种淡水鱼类近1/5受到威胁甚至遭受灭绝的主要原因。水利工程的修建对河流产生了分割作用，大坝将天然河道分成了以大坝为中心的三部分，即大坝上游、水库库区和大坝下游区，这不仅造成了生态景观的破碎，而且对鱼类产生直接或间接的影响。

水利工程对鱼类的直接影响主要有：一是阻隔了洄游通道。大坝的分割作用改变了河流的水力学特性，形成了高位水头，减缓或者阻隔某些鱼类在上下游之间的迁移，使洄游生物不能完成其生活周期，这对生活史中需要大范围迁移的物种往往是毁灭性伤害。半洄游性鱼类通常在江河上游产卵，由于大坝拦截无法到达。二是幼小鱼类和某些种类的鱼儿经过溢洪道、水轮机等，因高压高速水流的冲击而受伤或死亡。三是影响物种交流。大坝阻隔了洄游性鱼类的洄游通道，这可能造成不同水域群体间的遗传交流，导致整体遗传多样性丧失。

水库形成后，水体的水文条件发生较大变化，从而改变了鱼类的栖息环境。不同的鱼类所需的栖息环境不同，因此，库区的鱼类组成常发生明显的变化。这就从其他方面对鱼类进行间接的影响：第一，水温的变化。由于水生生物常以日常及日水温作为繁殖信号，故建坝前后水温的变化也会影响鱼类产卵及生长周期。第二，泥沙含量的变化。大坝建成以后导致水库中泥沙堆积，而泥沙表面的有机物滞留在水库中，在某些情况下，这些有机物是下游生物重要的营养元素。第三，水质的变化。水库建成的头几年，藻类的大量繁殖加重水体的富营养化，影响水质，并造成水体缺氧，从而间接影响其他水生生物。

4总结

综上所述，大坝影响了水生生物迁移过程，进而影响了河流生态系统中食物链的功能，还影响了水生生物的产卵场，干扰了水生生物的正常生长发育，最终导致生物多样性的减少。笔者认为从资源保护的角度考虑，通过修建保护设施用来缓解水利工程建设对鱼类的影响是必要的，至于鱼道的设计是否真正起到过鱼的保护作用，还需经过论证和不断改进，避免使其成为一种摆设。由于水库调度的调节作用影响到鱼类资源，因此水利调度时，需要根据当地鱼类繁殖的生物学特性，制定科学调水方式，尽可能地创造鱼类繁殖所需的条件。针对水库蓄水后淹没鱼类的产卵场，可考虑在下游河道或支流上建立人工产卵河道或利用人工孵化场放养。目前人工增值放养是增加水域资源量、保护生物多样性、养护水生生物资源、改善水域生态环境和促进渔业可持续发展的有效措施。通过有计划地开展人工放养种苗，可增加鱼类种群结构和幼龄鱼类数量，扩大群体规模，储备足够量的繁殖后备群体，缓解天然鱼类资源量不足等问题。同时应重视环境影响评价及评估体系建设，完善工程建设项目，建立项目资源与生态补偿机制，减少工程建设的负面影响，确保遭受破坏的资源和生态得到相应补偿和修复。

参考文献

[1]李仁凤，王占全.大坝工程与生态环境[J].黑龙江水利科技，2008, 36（6）：146-148.

[2]孙继吕.中国水库大坝安全管理[J].中国水利2008（20）：10-14.

[3]李凤楼，王亚杰，王立民.浅谈水利工程措施的生态环境危害

[J]地下水，2007, 29（2）128-129.

（责任编辑：刘青）

收稿日期：2015-12-10

中图分类号：X171. 1

文献标识码：A

文章编号：1673-8853(2016)01-0017-02