河道建設(shè)中攔河閘對(duì)河道生態(tài)的影響

□榮金升（丹東市江河流域管理處）

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河道建設(shè)中攔河閘對(duì)河道生態(tài)的影響

□榮金升（丹東市江河流域管理處）

摘要：近年來(lái)，攔河閘運(yùn)行中對(duì)河道生態(tài)環(huán)境的影響問(wèn)題備受社會(huì)各界關(guān)注，究竟是否應(yīng)當(dāng)在河道上建設(shè)攔河閘以及攔河閘應(yīng)以何種方式運(yùn)行是一個(gè)值得深入研究的課題。基于此點(diǎn)，文章首先簡(jiǎn)要分析了攔河閘對(duì)河道生態(tài)的影響，在此基礎(chǔ)上以新疆維吾爾自治區(qū)沙灣縣境內(nèi)的大南溝河為背景，對(duì)其河道建設(shè)中攔河閘對(duì)河道生態(tài)的影響問(wèn)題進(jìn)行論述。期望通過(guò)對(duì)這篇文章的研究能夠?qū)拥郎鷳B(tài)環(huán)境的改善有所幫助。

關(guān)鍵詞：河道；攔河閘；生態(tài)環(huán)境

圖1　攔河閘對(duì)河道生態(tài)的影響示意圖

1攔河閘對(duì)河道生態(tài)的影響分析

攔河閘又被稱(chēng)之為攔河節(jié)制閘，它是水利工程中不可或缺的重要組成部分之一，其常被建于天然河道上，可對(duì)上游水位進(jìn)行調(diào)節(jié)，并對(duì)下泄水流的流量進(jìn)行控制。在河道建設(shè)中，攔河閘的閘址宜選擇在河道較為順直、河床比較穩(wěn)定且斷面單一的河段上。攔河閘的主要作用如下：在枯水期時(shí)，關(guān)閉攔河閘閘門(mén)能夠使上游水位有所抬高，由此可以滿(mǎn)足航運(yùn)、灌溉、水利發(fā)電及城鎮(zhèn)供水等要求；當(dāng)洪水期到來(lái)時(shí)，將攔河閘的閘門(mén)開(kāi)啟可以進(jìn)行泄洪，從而使上游水位不超過(guò)防洪限制水位，同時(shí)還能對(duì)下泄洪水流量進(jìn)行有效控制，使之不超過(guò)下游河道的安全泄洪量。此外，在多泥沙的河流當(dāng)中，攔河閘還能起到排淤泄沙的作用，有助于河床水沙平衡狀態(tài)的保持。下面從積極影響和消極影響兩個(gè)方面分析攔河閘對(duì)河道生態(tài)環(huán)境的影響。圖1為攔河閘對(duì)河道生態(tài)影響的示意圖。

1.1積極影響

1.1.1灌溉供水

相關(guān)研究結(jié)果表明，灌溉能夠使灌區(qū)的生態(tài)條件獲得有效改善，而供水則可以直接為人們的生存提供物質(zhì)保障。目前，國(guó)內(nèi)大部分灌區(qū)均以成為魚(yú)米之鄉(xiāng)，由此可見(jiàn)，攔河閘的灌溉供水功能，對(duì)河道生態(tài)環(huán)境起到了一定的改善。

1.1.2居住環(huán)境

在城鎮(zhèn)河道建設(shè)中，攔河閘壩水利樞紐的設(shè)置，不但使河道形成了新的生態(tài)及環(huán)境，而且部分?jǐn)r河閘還成為了區(qū)域性的景觀。通過(guò)攔河閘將河道內(nèi)的水引入至城鎮(zhèn)當(dāng)中，為城鎮(zhèn)居住環(huán)境的改善起到了積極的促進(jìn)作用。

1.1.3調(diào)節(jié)氣候

攔河閘的修建，使蓄水面、引水渠、灌區(qū)的溫度條件和空氣濕度得到了有效調(diào)節(jié)，為優(yōu)良小氣候的形成創(chuàng)造了有利條件。

1.1.4保護(hù)生態(tài)環(huán)境

在河道中修建攔河閘后，會(huì)形成新的深水區(qū)與淺流區(qū)，這些新的區(qū)域能夠替代原河道當(dāng)中的深潭及淺灘。同時(shí)過(guò)閘壩水流的摻氧作用有助于各種水生動(dòng)植物的生長(zhǎng)。此外，帶有小型水電站的攔河閘壩能夠起到其水電代替火電的作用，由此減少了煤炭的使用，有助于自然生態(tài)環(huán)境的改善。

1.2消極影響

1.2.1引起水質(zhì)水量變化

在枯水期，攔河閘因自身所具備的蓄水和引水功能，使得下游河道的正常生態(tài)用水大幅度減少，由此容易導(dǎo)致水質(zhì)發(fā)生富營(yíng)養(yǎng)化，河道自身的納污能力也會(huì)隨之下降。

1.2.2阻礙魚(yú)類(lèi)洄游

少數(shù)攔河閘在修建時(shí)，由于設(shè)計(jì)過(guò)程中未考慮水生生物的生存問(wèn)題，致使閘壩建設(shè)中，沒(méi)有預(yù)留過(guò)魚(yú)通道，從而導(dǎo)致魚(yú)類(lèi)等水生生物的繁殖受阻，一些魚(yú)類(lèi)通過(guò)引水閘游至渠道或田間后，無(wú)法洄游，造成大量魚(yú)類(lèi)死亡，嚴(yán)重破壞了河道生態(tài)平衡。

1.2.3淹沒(méi)損失

通常情況下，小型的攔河閘在設(shè)計(jì)時(shí)，選用的防洪標(biāo)準(zhǔn)都比較低，當(dāng)遭遇到較大的洪水時(shí)，由于攔河閘的防洪標(biāo)準(zhǔn)不足，從而容易引起上游的灘地被淹沒(méi)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)斐缮嫌魏拥虥Q口。

1.2.4泥沙淤積

在泥沙較多的河道中設(shè)置攔河閘容易使閘壩上游產(chǎn)生泥沙淤積問(wèn)題，并且下游容易產(chǎn)生河道下泄的情況，由此會(huì)對(duì)河流生態(tài)的穩(wěn)定恢復(fù)造成影響。

2攔河閘對(duì)河道生態(tài)的影響評(píng)價(jià)及解決措施

2.1流域及水利工程概況

大南溝河位于天山山脈依連哈比爾尕山北麓，它是金溝河的一條支流，該流域的總面積約為235 km2。其總的地形是由西南向東北傾斜，最高海拔約為4321 m，最低海拔在900 m左右，地貌以高山區(qū)、中淺山區(qū)和低山丘陵區(qū)為主。海拔在3600 m以上的高山區(qū)終年積雪，山勢(shì)較為陡峭，冰川儲(chǔ)量極為豐富，由于山體受到冰川作用的影響，使得土壤的發(fā)育速度變得極為緩慢，幾乎沒(méi)有植被生長(zhǎng)。大南溝河是金溝河流域中最大的一條支流水系，其位于金鉤河的左岸，源頭有少量冰川發(fā)育。在該流域內(nèi)的水利工程主要有團(tuán)結(jié)引水渠首，它是由泄洪沖沙閘、進(jìn)水閘、溢流堰等組成。其中泄洪沖沙閘采用鋼混結(jié)構(gòu)，在閘后設(shè)置了拋石效能，以此來(lái)防止下游沖刷；進(jìn)水閘采用的也是鋼混結(jié)構(gòu)，閘門(mén)為平板式鋼閘門(mén)；溢流堰采用折線(xiàn)形斷面，總長(zhǎng)度29 m，高2.20 m，設(shè)計(jì)流量為36 m3/s。

2.2攔河閘對(duì)河道生態(tài)的影響評(píng)價(jià)

2.2.1攔河閘對(duì)流域水生態(tài)的影響貢獻(xiàn)指標(biāo)

上式當(dāng)中，η閘代表有無(wú)攔河閘水生物數(shù)量的變化率；Em表示水生生物的數(shù)量，其中m代表有無(wú)攔河閘，0表示沒(méi)有，1表示有。

2.2.2攔河閘對(duì)流域水生態(tài)影響的貢獻(xiàn)模型

在上式當(dāng)中，n代表參與計(jì)算影響貢獻(xiàn)的水生物個(gè)數(shù)；η綜，代表第類(lèi)水生物的數(shù)量在有無(wú)攔河閘條件下的權(quán)重變化，該因子的主要作用在于突出變化大的類(lèi)別。在考慮攔河閘影響時(shí)，|△Ei|=|E0-E1|對(duì)于耐污染性較強(qiáng)的類(lèi)別而言，γi

時(shí)，表明耐污染性強(qiáng)的種類(lèi)變化起主導(dǎo)作用。時(shí)，表明耐污染性強(qiáng)的種類(lèi)變化不起主導(dǎo)作用。對(duì)于其它類(lèi)別而言，γi=1，N永遠(yuǎn)為＞1的正數(shù)，在本次研究當(dāng)中，N取104，η閘i代表攔河閘對(duì)第i類(lèi)水生物數(shù)量的影響值，該值可以通過(guò)式（1）進(jìn)行計(jì)算；η綜代表攔河閘對(duì)水生態(tài)環(huán)境的綜合影響貢獻(xiàn)值，其具體意義如下：

，說(shuō)明耐污染性強(qiáng)的種類(lèi)在有攔河閘的前提下會(huì)有所增多，由此會(huì)形成優(yōu)勢(shì)種群，同時(shí)生物的多樣性會(huì)有所減少，攔河閘的存在具有消極影響，即對(duì)水生態(tài)不利。，說(shuō)明耐污染性弱的種類(lèi)在有攔河閘的前提下有所增多，由此會(huì)導(dǎo)致耐污染性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)種群遭到破壞，這樣一來(lái)，生物的多樣性會(huì)有所增加，攔河閘的存在具有積極影響，即對(duì)水生態(tài)有利。若是η綜＞0，則上述情況相反。

2.2.3影響結(jié)果分析

采用SWAT水文模型對(duì)有無(wú)攔河閘情況下的河道的流量進(jìn)行模擬，結(jié)果表明，在非汛期時(shí)，攔河閘的存在使下泄水量減少了82.80%，由此導(dǎo)致非汛期河流生物的活動(dòng)空間縮小，對(duì)該河道水生態(tài)系統(tǒng)造成了不利影響。

2.3應(yīng)對(duì)措施

2.3.1對(duì)攔河閘的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整

通過(guò)對(duì)攔河閘現(xiàn)有運(yùn)行方式的優(yōu)化調(diào)整，逐步恢復(fù)河流自身的連通性，由此能夠加快水體的流動(dòng)速度，從而增強(qiáng)水體本身的自?xún)裟芰Γ瑸楦黝?lèi)水生物提供優(yōu)良的生存環(huán)境。此外，為防止污水集中下泄造成水體污染的情況發(fā)生，應(yīng)當(dāng)制定科學(xué)合理的攔河閘應(yīng)急調(diào)度方案，并在汛期開(kāi)閘時(shí)進(jìn)行應(yīng)急調(diào)度，借助全年水資源優(yōu)化調(diào)度，及對(duì)生態(tài)環(huán)境影響最小的污水下泄方案，預(yù)防水污染問(wèn)題。

2.3.2對(duì)水源進(jìn)行集中調(diào)度

攔河閘容易引起河口淤積，由此會(huì)對(duì)生態(tài)恢復(fù)造成不利影響，針對(duì)這一問(wèn)題，可采取如下措施：保障洄游水生生物的生長(zhǎng)；利用閘上的水量，定期進(jìn)行集中下泄，這樣不但可對(duì)河口淤積進(jìn)行沖刷，而且還能帶走閘上部分淤泥的泥沙；間歇式開(kāi)閘放水，使閘下河段流量有間歇式峰值，借此來(lái)增強(qiáng)對(duì)下游河道的沖刷能力。

2.3.3對(duì)攔河閘進(jìn)行生態(tài)化改建

由于傳統(tǒng)攔河閘的修建多是以安全為主，并未考慮生態(tài)問(wèn)題，因此，可對(duì)現(xiàn)有的攔河閘進(jìn)行生態(tài)化改建，如增設(shè)水生生物通過(guò)孔；在引水口前增設(shè)攔魚(yú)網(wǎng)等等，這樣能夠?qū)λ锲鸬奖Ｗo(hù)作用，有助于生態(tài)平衡的保持。

3結(jié)論

綜上所述，河道建設(shè)是一項(xiàng)較為復(fù)雜且系統(tǒng)的工程，目前，國(guó)內(nèi)大部分河道中均設(shè)有攔河閘，雖然其對(duì)河道安全起到了一定的保護(hù)作用，但也對(duì)水生態(tài)環(huán)境造成了破壞。文章從攔河閘的影響分析入手，以新疆維吾爾自治區(qū)沙灣縣境內(nèi)的大南溝河為研究背景，分析了攔河閘對(duì)該河道水生態(tài)的影響，并提出了應(yīng)對(duì)措施，期望能夠?qū)α饔蛩鷳B(tài)環(huán)境的改善有一定的幫助。

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（責(zé)任編輯：薛靜）

中圖分類(lèi)號(hào)：TV213.5

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-8853（2016）05-0012-03

收稿日期：2016-05-25