淺談水利工程對生態(tài)環(huán)境影響及措施

杜曉晴，徐 志

（1.中鐵第五勘察設(shè)計院集團有限公司，北京102600；2.中國長江三峽集團有限公司，北京100038）

1 環(huán)境保護的重要意義

水利工程是為了有效控制水資源，防止自然災(zāi)害的發(fā)生，重新規(guī)劃地下水量的合理使用及分配方式，以充分滿足目前中國廣大人民在日常生活和社會生產(chǎn)中對水資源的利用。但隨著近幾年國內(nèi)水利工程項目的增加，生態(tài)環(huán)境受到影響，植被遭到破壞，水土流失等問題也越來越嚴重，水質(zhì)受到污染，水體富營養(yǎng)化逐漸突出。

生態(tài)環(huán)境是自然界人們賴以生存的基礎(chǔ)和前提，若不及時采取有效的措施，社會經(jīng)濟在其發(fā)展的過程中將可能會對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定的破壞，如果這種破壞太嚴重，還將可能對人們的健康生存構(gòu)成威脅。水利工程對民生有著重要的作用，同時各行業(yè)都在其發(fā)展過程中與水利工程密不可分，這也導(dǎo)致了水利工程的數(shù)量不斷增加，規(guī)模也在不斷壯大。但是，水利工程的建設(shè)將會對其生態(tài)環(huán)境造成某種程度的破壞，可見，加強水利工程建設(shè)中生態(tài)環(huán)境的保護并采取相應(yīng)的治理措施意義重大。

2 水利工程建設(shè)對環(huán)境的影響

2.1 對水質(zhì)影響

水利工程的施工會改變水資源的原有狀態(tài)，改變其自然流動狀態(tài)。水利工程在施工期間，特別是在枯水期進行的施工，施工人員數(shù)量多，會在水域內(nèi)產(chǎn)生大量的生活垃圾、污廢水或建筑垃圾，如果不及時進行處理，會直接進入到臨近的地方或者水體中，導(dǎo)致其他水體中COD、BOD5、SS、磷等有害化學(xué)污染物的含量大幅度增加，對水利工程所在地區(qū)或者水域的水質(zhì)造成不良后果。若建設(shè)水庫工程，原有水流速度變緩，降低水體自凈能力，進而影響水中污染物含量[1]。

水利工程由于流域性的調(diào)度變化也很有可能會對河流水質(zhì)造成一定影響，以太湖流域調(diào)度舉例[2]，整個流域?qū)儆诘湫偷钠皆泳W(wǎng)分布地區(qū)，流域為整治洪水，為能夠有效保障整個流域的防洪、供水、水資源和自然生態(tài)安全，增加水利工程的建設(shè)不可或缺，得出結(jié)論水利工程越少，流域水質(zhì)指標變好；河網(wǎng)水流通性較差，水質(zhì)變差。

綜上，水庫建設(shè)期間，若不采取措施，施工將會對環(huán)境造成污染，但水庫運行后，對下游河道的水質(zhì)起到凈化作用。進一步完善水利項目的調(diào)度，可以更好地促進中國河網(wǎng)和水系的正常有序運行，改善河道和流域的水環(huán)境。

2.2 對氣候影響

水利工程建成后會對當(dāng)?shù)貧夂虍a(chǎn)生直接影響，一般來說工程建設(shè)規(guī)模越大，對于項目所在地氣候的影響變化就越大。主要原因是由于新建的水庫對氣候產(chǎn)生了較大的影響，水庫蓄水過程，會對周圍局部的氣候產(chǎn)生影響，進而隨著氣候的變化而影響水文循環(huán)，導(dǎo)致水資源在一定的時空上再次分配，對于水循環(huán)中的降雨、蒸發(fā)、徑流都產(chǎn)生直接的影響。中國最大水利樞紐工程是三峽水庫[3]，該水庫建成后，水庫庫區(qū)年平均氣溫逐漸緩慢下降，年平均降水量與年平均降水天數(shù)有所增加，年平均相對濕度逐漸減小，風(fēng)速有所增加，蒸發(fā)量減少。造成庫區(qū)氣候變化的主要原因有2點：①庫區(qū)大面積的陸地土壤改變?yōu)樗?，水體的物理性質(zhì)——輻射質(zhì)、熱容、導(dǎo)熱率等均與陸地不同，進而改變庫區(qū)與大氣之間的熱交換，導(dǎo)致庫區(qū)“冬季增溫，夏季降溫”；此外，建庫后水體占地面積增加，使得與局地特殊地形相耦合造成水汽與風(fēng)場的變化，加上庫區(qū)與大氣外循環(huán)之間的相互作用，使得蓄水后降水量與降水日數(shù)均呈增加趨勢；蓄水后水面面積擴大且水面的粗糙度比陸面小，導(dǎo)致風(fēng)速增加，年均相對濕度減小。②蓄水后年平均氣溫、年平均相對濕度與日照時數(shù)變化導(dǎo)致蒸發(fā)量呈下降趨勢。

2.3 對泥沙淤積的影響

水利工程的建設(shè)降低水體流速，會改變水利工程下游河道泥沙輸送方式和泥沙沉淀形式。在水利工程設(shè)計階段，會深入地分析泥沙淤積如何影響水庫的規(guī)模、壽命和綜合經(jīng)濟效益等，其中在建設(shè)大壩處上游泥沙淤積的變化規(guī)律會對大壩形式和確定死水位產(chǎn)生較大的影響。庫區(qū)內(nèi)部的泥沙和淤積物的分布也會對水庫產(chǎn)生影響，主要通過計算泥沙顆粒、含沙量、淤積狀態(tài)及排除污染物情況來評價。水利工程建成后泥沙產(chǎn)生淤積，會減小過水?dāng)嗝?，對河道行洪產(chǎn)生不利影響。河道產(chǎn)生泥沙淤積，會抬高河床所在高程，削弱河道安全行洪，形成安全隱患。

以三門峽水利工程為例，由于該工程的建設(shè)改變了上下游泥沙沉淀，下游變得清澈，但是上游卻變得泥沙淤積嚴重，造成渭河嚴重污染。渭河泥沙淤積現(xiàn)狀如圖1所示。

圖1 渭河泥沙淤積現(xiàn)狀

2.4 水利工程對水生環(huán)境的影響

水庫工程蓄水調(diào)節(jié)，水庫水流變緩，水庫儲水水深增加，水體體積及水域面積增大，導(dǎo)致下游河流的水動力發(fā)生變化[4]。

一是直接影響河流中的生物，改變原有的水生環(huán)境，影響水中微量元素含量，導(dǎo)致部分生物難以適應(yīng)新環(huán)境出現(xiàn)死亡。經(jīng)過多年統(tǒng)計，水利工程建設(shè)后，大部分生物難以適應(yīng)新環(huán)境，經(jīng)常出現(xiàn)動植物的死亡。因此，水利工程在設(shè)計階段必須重視生態(tài)環(huán)境保護工作，避免水利工程建設(shè)后對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生巨大影響。

二是間接影響陸地植物的生長，施工會增加硬化占地，減少植物覆蓋，破壞當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，加劇水土流失。該項工程完成后貯蓄水，導(dǎo)致植物體被洪水所淹沒，同時還會直接影響室內(nèi)的空氣濕度與溫度。一些動植物可能會因此而遭到嚴重的破壞，導(dǎo)致這些動植物生長的可持續(xù)性而遭到損害。

2.5 施工過程中的影響

施工期間工程設(shè)備項目數(shù)量多，需要的技術(shù)工人多，施工過程強度越高，施工造成的環(huán)境污染越嚴重[5]。由于中國水利建設(shè)工程大部分建設(shè)在道路不便的偏僻山谷或者是農(nóng)村低山地區(qū)，距離材料購買廠較遠，增加建筑材料成本費用。石方施工爆破隧道開挖、隧洞施工爆破隧道開挖、進水口、調(diào)壓井、斜洞、纜車、塔吊及水上水下和高空維護操作等，施工影響大，安全維護管理工作更為煩瑣。因此，施工過程中產(chǎn)生影響較大。

3 水利工程建設(shè)中保護生態(tài)環(huán)境的措施

水利工程建設(shè)過程中會對環(huán)境造成各種各樣的影響，在施工過程中應(yīng)采取合理的措施，實施環(huán)境保護措施，可以有效減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。

3.1 提高環(huán)境保護的意識

相關(guān)人員應(yīng)該高度重視生態(tài)環(huán)境問題，樹立良好的環(huán)境保護意識。水利工程建設(shè)期間，設(shè)計師們需要合理地規(guī)劃和解決工程建設(shè)項目，全面地分析各種生態(tài)環(huán)境的問題。首先，水利工程必須做到生態(tài)效益、經(jīng)濟效益和社會效益之間的統(tǒng)籌并舉；其次，建立健全并貫徹完善國家有關(guān)水利法律法規(guī)，對于嚴重造成損害和或者可能會嚴重影響涉及到地區(qū)生態(tài)環(huán)境的建設(shè)項目，應(yīng)當(dāng)重新組織開展風(fēng)險評估和監(jiān)督考核?？偠灾d修的大型水利建設(shè)工程本身也就是進行一次良性的生態(tài)改造，使之朝著一個更加有利于人類健康和諧生活的方向不斷前進，然而一次興修的大型水利建設(shè)工程，勢必需要徹底地打破其自身原有的自然生態(tài)平衡，關(guān)鍵在于水利工程建設(shè)和項目施工的全過程中，重視興修水利工程項目的環(huán)保和保持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

3.2 施工中采取環(huán)境保護措施

3.2.1 水環(huán)境保護措施

在施工中增加了沉砂池，產(chǎn)生廢水全部流經(jīng)沉砂池，除去粗砂顆粒物，在沉砂池后布設(shè)了抽水水泵和調(diào)節(jié)池，將廢水通過回收再利用循環(huán)。沉砂池附近可布設(shè)干化池，產(chǎn)生的棄渣及時晾干后送至附近的渣土場。生活污水全部回收運走，嚴禁排入河道或水庫中。綜上，以上措施可以避免水環(huán)境的污染。

3.2.2 大氣環(huán)境保護措施

施工過程中，砂石粉碎機加工后的粉塵應(yīng)直接采用封閉式循環(huán)、半干法等低塵工藝進行施工，揚塵口處采取灑水降塵。施工過程中土石方開挖時，采用濕法作業(yè)。運輸汽車在運送含塵散裝物料時，運輸汽車上的人員應(yīng)該自行加蓋一層篷布，以有效地減少并且控制汽車在運輸途中產(chǎn)生的灰塵。施工中的除塵炮霧機作業(yè)如圖2所示。

圖2 施工中的除塵炮霧機作業(yè)

3.2.3 固體廢棄物處理措施

生產(chǎn)生活的垃圾應(yīng)集中化處理利用，施工過程中產(chǎn)生的各種建筑廢物應(yīng)當(dāng)及時進行分類回收處理和再次循環(huán)利用，不能被綜合利用的部分統(tǒng)一集中運輸至指定的消納場進行統(tǒng)一消納和再處理。水利工程在建設(shè)和開挖時產(chǎn)生的廢棄物和填料在施工期間均可以被運輸?shù)狡渌麍龅?，例如在工業(yè)場地進行建設(shè)和施工時的填方處理，不能被統(tǒng)一采取集中或者運輸?shù)街付ǖ南{場進行統(tǒng)一消納。

3.3 優(yōu)化水利工程規(guī)劃設(shè)計方案

工程設(shè)計方案應(yīng)充分考慮到生態(tài)與環(huán)境保護的重要性，并且應(yīng)該融入“生態(tài)設(shè)計”的理念，要進行生態(tài)化建設(shè)，這樣才能夠達到建設(shè)主體工程所具備的功能性需要，又可以很好地達到維持生態(tài)環(huán)境的目標。項目經(jīng)過多個設(shè)計、多方案對比后，確定最優(yōu)設(shè)計方案。

3.4 加強對水利工程每個環(huán)節(jié)的管理

水利工程在申請立項后，依據(jù)法律法規(guī)在項目開工前需要進行編制《項目環(huán)境影響評價報告》和《項目水土保持方案報告》，分別論證分析是否對環(huán)境造成影響、施工時是否嚴重加劇土壤流失。這兩個前期評價報告，能對項目施工及運行過程中對環(huán)境的影響提出指導(dǎo)與建議。在此基礎(chǔ)上，水利工程建設(shè)期間，應(yīng)該更加注意加強對周邊生態(tài)環(huán)境的監(jiān)測，特別重視對周邊土壤質(zhì)量、地下水體、土壤結(jié)構(gòu)、大氣、噪聲等多項生態(tài)環(huán)境指標的監(jiān)測，動態(tài)地監(jiān)測施工期間周邊生態(tài)環(huán)境的變化，出現(xiàn)問題的時候及時調(diào)整。必要時根據(jù)生態(tài)環(huán)境中可能出現(xiàn)的各種具體情況，適當(dāng)?shù)卣{(diào)整水利工程建設(shè)和施工的方案，對所有的施工環(huán)節(jié)都進行了合理的控制，嚴格地依據(jù)國家相關(guān)的法律法規(guī)和技術(shù)標準的規(guī)范來做好施工和操作，盡量避免對生態(tài)環(huán)境的污染和破壞，為人民營造良好的生態(tài)環(huán)境。

3.5 完善生態(tài)環(huán)境保護內(nèi)容和制度

水利工程雖然是推動社會經(jīng)濟和生活發(fā)展的一種重要基礎(chǔ)性設(shè)施，有利于合理優(yōu)化資源的綜合利用與分配，但對生態(tài)環(huán)境帶來許多負面影響。因此，建立一套健全的生態(tài)環(huán)境防治與保護的相關(guān)法律法規(guī)是必要的，這樣不但可以充分激發(fā)社會責(zé)任意識和環(huán)境保護意識，還能夠提升中國的生態(tài)環(huán)境防治與保護的質(zhì)量。例如，當(dāng)?shù)氐沫h(huán)保主管部門應(yīng)當(dāng)加強對水利工程施工過程中的監(jiān)督和管理，加大對其施工過程中的懲戒、獎勵力度，對一些違背了施工原則、嚴重損害生態(tài)環(huán)境的施工活動行為給予處罰。同時，在組織開展水利工程環(huán)評工作中，針對其實際影響、潛在可能性等方面進行評價，完善環(huán)評內(nèi)容與標準，體現(xiàn)環(huán)評的重要性。

4 結(jié)論

水利工程建成后會對生態(tài)環(huán)境造成一定影響，可分為有利和不利影響，但施工中主要為不利影響——體現(xiàn)在對生態(tài)環(huán)境的破壞。因此，水利工程在建設(shè)過程中的全過程階段，包括規(guī)劃設(shè)計階段和施工建設(shè)階段，需要及時采取合理有效的保護措施保護施工范圍內(nèi)的區(qū)域內(nèi)生態(tài)環(huán)境。水利工程所帶來的各種環(huán)境問題多種多樣，只要不斷尋求解決辦法，施工中重視生態(tài)環(huán)境的重要性，就能夠采取有效措施和方法。水利項目建設(shè)能否給環(huán)境造成良好的效益，能夠把對于環(huán)境造成負面影響的風(fēng)險降至最低程度，也是衡量一個水利項目優(yōu)劣的標準之一。生態(tài)環(huán)境的提高一方面需要治理，但更重要的是防控，本文分析水利工程對環(huán)境的影響，可以為生態(tài)環(huán)境的保護和治理提供方向。