江西小型水利工程生态水利设计要点分析

2018-02-19龙保成

山西水利 2018年11期

龙保成

（江西省赣西土木工程勘测设计院，江西宜春 336000）

小型水利工程数量多、结构灵活，适用于小型水体条件。小型水利工程建设的水资源调度系统，服务于农业灌溉、水资源供给等。部分小型水利工程设施的建设与运作，容易导致生态链断裂、水陆分隔等问题，并且问题具有一定的衍生性，如果处理不及时负面影响会愈演愈烈。所以小型水利工程建设，要重视生态水利设计要点，同时避免工程运作对生态环境造成的负面影响。

1 小型水利工程特点

1.1 小型水利工程概述

小型农业水利工程，主要适用于农作物灌溉、人畜生活用水等，用水量不大、规模相对较小。主要有灌区抗旱水源工程、灌溉系统、小型水库、塘坝、蓄水池、引流系统、抽水系统等设施，设施的应用能够形成整体或独立的水资源应用流水线，以满足农业灌溉需求。其中，小型水库可将水资源集中储存，在水资源应用上有很高的便捷性。

1.2 小型水利工程灵活性

大部分小型水利工程的设施体积较小，可以在许多空间狭小的环境下进行建设，灵活性较高。现代小型水利工程管道大多埋入地下，不会占用太多的空间，同时地上部分往往也可以自行调节，有较好的空间适应性、灵活性。

1.3 小型水利工程低成本

较大型水利工程、小型水利工程成本相对较低，且具有分散性，整体性较差。小型水利工程主要分为水资源调用、水资源应用两个部分。水资源调用部分，主要包括蓄水池、塘坝、小型水库、引流系统、抽水系统等，这些设施因为体积较小、成本较低，主要由地方政府单位或者经济实力雄厚的事业单位承担；水资源应用部分，主要包括了灌区抗旱水源工程、灌溉系统，设施成本主要由农户承担。

1.4 小型水利工程数量多

随着经济社会的快速发展，小型水利工程在农业区迅速发展，其数量急剧上升，目前江西省所有农村都有1～2个小型水利工程。

2 小型水利工程对生态环境的破坏

2.1 生态链断裂

水生生态链主要包括，水体、水草类、鱼类、浮游生物类，这些组成部分相辅相成，推动生态链的生息繁衍、繁荣发展。水体能够给鱼类、水草类、浮游生物类提供生存环境；在合适的生存环境之下，水草类能够迅速繁衍，可以给鱼类提供生存空间、给浮游生物类提供食物；浮游生物类迅速繁殖，可为鱼类提供食物；浮游生物主要以水中营养物质为食，起到净化水质的作用。可见，完整生态链中所有的组成部分，都得到了食物以及良好的生存环境，如果其中缺少了任何一个部分，就会打破这种循环的平衡[1]。

小型水利工程建设，如塘坝、蓄水池等建筑结构的施工，难免对水环境造成较大冲击，导致水底泥沙迅速上浮，使得水质浑浊不堪。大量的泥沙会直接与浮游生物类相互接触，浮游生物类作为一种运动能力较差、身体强韧度较差的生物，很容易被带有巨大冲力的泥沙所击杀；并且有部分浮游生物因为缺乏食物辨别能力，会吸入大量的泥沙，导致食物消化系统被堵塞致死。小型水利工程的建设会影响浮游生物类的数量，打破生态链的平衡，严重时就会导致区域水生生态链断裂。

2.2 生物习性路径阻隔

据统计，我国有60%的鱼类为洄游鱼类。其主要习性为，在某一个季度迁移到另外的水域当中进行生存、繁衍，再在另外一个季度洄游会上一个水域，在这样的循环之下，才能保障族群的不断繁衍。而当小型水利工程介入其中，类似塘坝、蓄水池的功能就可能阻隔了洄游鱼类的洄游路径，导致大部分鱼类无法完成洄游，此时因为水温的关系，可能造成洄游鱼类大面积死亡，甚至有部分鱼类会做出试图跳过水利工程的举动，但事实上能够成功跳过工程的例子很少，所以跳跃失败之后鱼类可能会直接撞击致死。当小型水利工程介入生物习性路径当中，同样会导致生物大量死亡，引发生态链平衡被破坏的问题[2]。

2.3 生物居所环境破坏

小型水利工程的灌区抗旱水源工程、灌溉系统、引流系统等，会导致水体的走向发生变化，局部形成一个特殊的流域。结合大量实证可以看到，这些流域往往具备水流速率较大、冲击力较大的特点。在此影响下，该区域周边生态环境的结构遭到破坏，给区域生活的生物造成了居住环境破坏。例如引流系统的引流功能，导致水体中大量的浮游生物被吸走，致使鱼类失去了食物来源，水草数量也会逐渐上升，影响鱼类的活动；此时部分鱼类会在此影响下死亡，另一部分可能会选择迁移栖息地[3]。

2.4 水陆隔绝

塘坝、蓄水池等设施，为避免水体流失，四周挡墙与坝体需具备良好的隔水性。一些体积相对较大的塘坝、蓄水池的挡墙，会导致水体无法与岸边陆地相互连通，形成水陆隔绝状态。水陆隔绝现象除了会导致水域生态连断裂以外，还会影响到周边陆地与陆生动物的生存。具体来说，当形成水陆隔绝之后，陆地地下水是无法与河流水资源相互补充的，那么在失去了水资源的滋润之下，周边陆地会逐渐变得干旱、易碎，不利于植被生长；同时陆生动物也无法越过塘坝、蓄水池的外侧挡墙饮水，所以在此影响下，会导致局部陆生动物绝迹[4]。

3 小型水利工程生态水利设计分析

3.1 工程概况

某小型水利工程，主要用于农业灌溉。工程主要建筑物，包括塘坝、引流系统、小型水库、灌溉系统、抽水系统。该区域的水资源相对丰富，共有3条河流，各自长度分别为213 m、154 m、106 m；宽度分别为12 m、23 m、18 m；深度分别为7.1 m、5.9 m、8.3 m。塘坝、引流系统的建设数量为3，塘坝建设主要以横穿河流为主；塘坝建设规模，宽度分别为13 m、24.2 m、20 m；高度分别为8.2 m、7.3 m、9.8 m。在引流系统上，主要以连接水源与灌溉区为主要目的，针对3条河流的规模进行建设，引流系统的长度分别为219 m、233 m、316 m。

3.2 环境勘察

该工程为了不对周边生态环境造成过多的负面影响，在正式施工设计之前，进行了环境勘察工作，主要勘察内容为：水生物种类、水体流速、水体流向、水陆形态等，勘察方法主要采用航测法，表1为工程环境勘察结果。

表1 工程环境勘察成果表

通过环境勘察成果表可见，工程环境具有完整的生态链，需要重点对此进行保护，但同时该地域环境有利于农业灌溉，所以在工程建设中，应当重视生态环境与农业应用的平衡，尽可能实现两者的相辅相成，可将塘坝建在水生生物栖息地周围，不直接介入其中，再在两端建设可控闸门，实现水源控制功能。栖息地中的水生生物，可以净化塘坝水质，塘坝也可给水生生物提供更好的生息场所，有助于水生生物繁衍。另外，可控闸门可以在鱼类洄游时期打开，以此形成洄游通道。

3.3 设计图纸分析

在环境勘察结果以及评估指导下，该工程围绕“栅格形式”设计。栅格形式主要模仿生活当中常见的“篱笆”形态，具有较高的牢固性，又能够保持通透。栅格孔洞间隔为1.5 m，孔洞采用可控闸门实现管理；符合上述评估指导要求，同时也满足了农业灌溉的需求。

3.4 施工计划

首先，建设水资源调度部分，包括塘坝、引流系统、小型水库三个组成部分，要严格依照设计图纸以及施工要求施工。其次，水资源应用部分，主要包括灌溉系统、抽水系统。采用U型PVC管道链接灌溉系统与抽水系统，U型PVC管道埋设于地下50 cm处，以便节省空间；抽水系统采用可控性较强的设备，实现灌溉水调度，为避免对生态环境造成影响，抽水系统功率参数选择，应避免造成水体流速过快的现象。