水利水电工程维持河流连通性的思考

2017-03-03董爱明

黑龙江水利科技 2017年3期

关键词：连通性营养物质鱼类

董爱明

(江西省水投华东设计有限公司，南昌 330036)

水利水电工程维持河流连通性的思考

董爱明

(江西省水投华东设计有限公司，南昌 330036)

在气候变化和人类活动的影响下，河网的水系结构和联通格局在发生着很大的变化。很多自然水系受到人类活动的影响发生了改变甚至遭到破坏，迫使水系的数量和面积急剧减少，很多支流干枯，只剩下了主要干系。河道的淤积也越来越严重，大大降低了河网和湖泊的调蓄能力。面对日益变化的水系环境，人类应积极防御，使自然水系得到恢复，提高水资源承载能力，减少会环境的恶化，降低红洪涝灾害发生的系数，使水安全大大得到提升。

水利水电工程；河流连通；河流健康；生态环境

0 引言

伴随着我国经济的快速发展和科技的进步，人们对水资源和电力的需求也在增加，建设水电项目成为利用清洁能源的重要手段。但是兴修水电在给人们带来方便的同时，也使河道被改变，生态环境遭到破坏，水体的自净能力一日不如一日。所以在兴建水利水电工程的同时，还要考虑到对生态环境的恢复问题，使得在利用水利的同时还能保证生态环境正常，能够正常维持河流的连通性。

1 河流连通的重要意义

1.1 促使信息流通

河流的连通可以促进生命信息的传递，其中的水位、水流速度以及水温等因素都可以为鱼类和很多与水相关的生物提供一定的信息。使其可以通过对信息的判断从而确定环境和生存方向，继而进行繁衍和生殖[1]。河流的连通在促进信息交流的同时，其实传递的是自然规律和生存信号，是生物和动物判断自然环境的有力工具。一旦河流的连通遭到破坏，会使这些生物失去生存的工具，无法进行交流和判断，出现死亡甚至种族灭绝的危险，从而使大自然的物种丰富受到影响，自然进化和发展失去平衡。

1.2 促进生物群落的空间连通

河流是一个能够运动的生态系统，连通起来的河流由于有丰富的营养物质和资源，可以为不同流域的生物提供不同的能源需求，使河流上游、中游和下游都能够有不同的生物在生活和繁衍。空间的连通不仅仅涉及到河流两旁相关动植物的生存，还涉及浮游动植物和鱼类等的连续性分布，使食物链处于丰富的阶段。

1.3 促进营养物质和能量连通

河流本身的运动特性，产生一定的能量，可以将生态系统的物质移走，并且可以借助不同的地理位置和地势条件进行扩散。尤其是在营养物质方面，体现的等明显。营养物质可以将河流作为载体，当河流不断汇合和分支后，各种营养物质也进行汇合和交换，这样在河流的不同阶段就会有不同的营养物质，从而为相关生物提供食物能量，使得河流所有流域的生态过程都有密不可分的关系。

2 水利水电工程给河流连通带来的消极影响

2.1 影响河流生命健康生存

河流的生态系统具有流通性的基本特点，保持良好的河流生态系统有利于保护生态结构和执行相关生态功能。河流和其支流组成的系统相当于人体的血管网络，彼此之间有着密不可分的关系，共同作用，如果没有了血液流通，人就会死亡。河流也是如此，如果没有水系连通，河流的生命也将会消失，河流的任何部分受阻都会影响整个水系的健康。

2.2 使河流的连续性遭到改变

水利水电工程会将河流通过河坝拦截起来，从而使河流的连续性遭到改变。修建起来的大坝是为了提高水位，就要在一定时间内将水流阻断，使原有的河流形成了大型的静止人工湖，从而使由库区到大坝下游河段的流速、水温等都大大改变。当水利水电设备投入运行后，会根据实际发电需要以及自然环境和恶劣天气的影响进行不同程度的放水操作，而在坝下就会有一系列变化随之发生。

2.3 降低生态系统自我恢复能力

由于河流受到大坝的阻隔，是河流中的物质循环性降低，能量流动空间和效率大大降低，河流在大坝修成后变得比较零碎，在很大程度上降低了生态系统的自我恢复能力。降低的自我恢复功能使大自然失去了稳定性，继而使大自然的结构和功能不再完整，遇到一些怕破坏就很难再恢复原有面貌，久而久之，成为环境的负担。另一方面，对于鱼类的生存非常不利，原本需要不同季节在不同流于活动、觅食和繁殖的鱼类被大坝隔断后失去了原有的生活地，有些捕获不到食物，有些无法进行繁衍，有些甚至是由于环境不适应直接死亡。这样使大自然的物种迅速减少，继而降低了自我恢复能力。

3 我国目前水利水电工程连通性恢复的问题和解决策略

3.1 法规与制度

就我国目前的发展情况看，还没有相当完善的法律和法规对关于河流的连通性相关问题做出明确要求。在现有法律《水法》以及《渔业法》中虽然对过鱼设施有修建的要求和标准，但那是在执行过程中效果基本没有。一方面是施工过程中忽略此条目，另一方面是相关的监管不到位，使得这项工作没有准确实施依据。面对以上法律法规约束和指导的尴尬局面，建立健全相关法律法规，用法律武器为鱼类和生态系统维护正当权益迫在眉睫。各部门之间应多进行沟通和交流，出台关乎生态保护的政策，不断加快河流连通性恢复工程的开展。

3.2 鱼道设计方面

目前我国由于缺乏相关的对鱼道设计进行约束的法律，所以在鱼道设计方面止步不前，比较单一，考虑到的鱼类不全。另外对于其它生物的过坝问题忽略的更加严重，相关的水生生物不能正常在上下游之间流动，营养物质的流动也受到限制，非常不利于维护河流水生态系统完整和流通。在河道的功能方面，考虑不到鱼类在产卵繁殖时期的特殊性，诱鱼的效果不明显，不能保持鱼类在过道的体力，使鱼类成功经过到加大了难度。在过道的设计方面，施工材料和施工方法达不到环保要求，使得过道环境与两岸环境相差甚远，并不利于鱼类在其中生存。

设计鱼道时首先要进行完整的调研和系统的分析，加大科研投入力度，对所在河流的所有生物种类和生活习性等方面的内容彻底查清楚，然后进行相关设计和施工。在研究人员方面，要建立高水平、高技术的专业化队伍，对专门人才进行专门培养，加强与先进国家的交流和沟通，吸收国外先进做法和经验，使科研能力不断提高，为建设更适合的过道，保护生态系统做有力保障。

3.3 生态保护设计

我国的鱼类多数属于多次繁衍，繁衍前后需要下坝，所以对鱼类的保护需要做进一步调整。我国鱼类下坝目前途径是通过溢洪道和水轮机。溢洪道下坝中下泄水流比较湍急，流态的变化情况也比较大，产生空气过饱和的现象时有发生，不利于鱼类通过，造成很大的死亡率。而在通过水轮机时，除水流复杂外，水温也会发生很大的变化，其中的金属叶片也会对鱼类造成很大的伤害。会导致鱼类的线路受到外力作用发生改变，撞击叶片，所以当鱼类通过后，都会有不同程度的伤害。

在鱼道设计过程中，要结合生态学的相关原理，为鱼类和其他生物提供广阔的通过空间。另外还要加大对下行鱼类的研究，想尽办法在保证下行鱼类安全情况下使水利水电设备正常运转。