现代水利工程中的生态问题与生态水利工程

一、水利工程对生态环境的影论文联盟http://响分析
　　 （一）水利工程的建设改变河流的自然分布
　　 通俗地讲，水利工程就是建立在对自然水系进行人工干涉的施工过程。可以说水利工程的建设本质就是通过人力实践和各种设施动力来改造河流使之符合人类需要，而在这个过程中自然水系往往会渠道化，主要有这些表现：河道横断面几何规则化，即把自然河流的复杂形状变成梯形、矩形及弧形等规则几何断面；平面布置上的河流形态直线化，也可以说是水利工程将婉蜒曲折的天然河流改造成直线或折线型的人工河流；河床和边坡材料的硬质化，即渠道的边坡及河床采用混凝土、砌石等硬质材料。而这些改变都会影响到河流的自然更新和自然景观。
　　 （二）水利工程的建设使河流生态系统趋于单一和静止
　　 基本上修建于天然河道上的水利工程自然会直接影响到河流长期演化成的生态系统和环境，表现为河流局部形态的非连续化和静态化，最终造成了河流生态环境的多样性被瓦解和消除。首先，水利工程建设要影响水质。自然水系的流速会因为水利工程建设而减慢，从而使得水、气界面交换的速率降低，继而弱化了污染物的迁移扩散能力，降低了水质的自我净化能力，使得水质重金属污染现象频发且愈演愈烈。其次，水利工程建设改变了天然河道的水温和水质，这一点在水库的建设方面尤为明显。基于水库自身的一些特性，加之外界太阳的辐射效应因而具备了某种特殊的水温结构。这样就在太阳辐射下水面热量辐射值被增大了，蓄水后的坝前水温也因此超过天然河道的温度，这一复杂效应严重影响了鱼类的繁殖。WWW.11665.COM最后是对水系所在的地质和气候的影响。水库的建设会导致蒸发量将比水库建成前明显增大，导致该区域的降水增多，最终使得原来的气候被改变。
　　 另外，水利工程易造成侧向水流的非连续性。侧向水流的非连续性是由河流两岸建设的防洪堤造成的。侧向水流的非连续性的危害是：堤防妨碍了汛期主流与岔流之间的沟通，阻止了水流的横向扩展。鱼类、无脊椎动物等会减少，导致滩区和洪泛区的生态功能退化。其次，堤防把干流与滩地和洪泛区隔离，使岸边地带和洪泛区的栖息地发生改变。原来可能扩散到滩地和洪泛区的水、泥沙和营养物质，被限制在堤防以内的河道内，植被面积明显减少。鱼类无法进入滩地产卵和觅食，也失去了避难所[陈中海，生态水利工程初探[j].青年科学，2009（8）]。当然，水利工程还造成了水系所在陆地生态系统的破坏，主要是对植被的破坏。水利工程由于自身的占地而必然要破坏大量的植被，进而破坏了陆地野生动物的栖息地，从而破坏了完整的生态系统。水利工程还会排出很多废水和污水流入河道，引起河水水质变化，从而直接威胁到陆地生活的生存。
　　 二、生态水利工程——生态视野下水利工程创新模式
　　 生态水利工程是基于水利工程所造成了一系列生态问题而进行的自觉的反思和改进，从技术上、规划上革除工程建设中由于粗放式建设方式和技术不到位等原因造成的对生态环境的破坏。因此在科学发展观、可持续发展理念等重大发展战略思维的指导下，水利工程与生态工程进行了创造性结合，并在借鉴发达国家的经验的基础上，从生态建设技术和水利工程管理方式改进出发，树立正确的生态水利工程建设规划目标和战略系统。
　　 （一）强化生态水利工程对河流多样性的保护
　　 河流的多样性构成了河流周边陆地水系系统的生态系统性，因此保护河流的多样性是生态水利工程立项和建设的首要任务。为了保护河流的生态多样性，在确定河流生态修复目标以后，就应该对于河流地貌历史和现状进行勘查和评估。包括河流与相关湿地、水下地形勘测、湖泊的形状与构成、河流平面弯曲度、水位变化幅度、急流与深潭比例、河流横断面形状及河床材料、河床的稳定性及淤积及侵蚀状况等，从而促进河流地貌数据库建设。河流生物调查，包括植物、鱼类、鸟类、两栖动物和无脊椎动物等的物种分布地图以及规模和存量，建立生物资源数据库。并结合遥感技术和地理信息系统作为河流地貌、水文和生物调查的特定技术设备。
　　 （二）减少工程占地，保护河道净宽
　　 要尽量采用直立式护岸改造河道，目的在于保护河道净宽，减少工程用地，增加土地有效使用面积，两岸占地相对较少，从而降低城市建设占地拆迁成本。因为斜坡式护岸要满足过流，相对河面宽度加大，再加上两岸河道占地面积较大，在城市部分繁华地带难以实现。也正因此，这种河道设计能够有效地保护河道宽度，制约违章建筑侵占。而直立式护岸最大的缺点就是河岸河床材料的硬化，影响河道的自然生态与城市景观和绿化生态不协调，在这种情况下就产生了复式断面。
　　 （三）着力整体性地修复已被水利工程破坏的河道
　　 一条河流的广义水文系统包括从发源地直到河1：3的上中下游地带的地下水与地表水系统，流域中由河流串联起来的湖泊、湿地、水塘、沼泽和洪泛区。水域生态系统作为一个大系统，其子系统包括生物系统、广义水文系统和人造工程设施系统。广义水文系统与生物系统交织在一起，形成自然河流生态系统。而人类活动和工程设施作为生境的组成部分，对于水域生态系统产生影响。如果仅仅考虑河道本身的生态修复问题，显然是把复杂系统简单割裂开了。水域生态系统受到胁迫时，需要对于各种胁迫因素之间的相互关系进行综合、整体研究。因此，在进行生态水利工程设计时，充分掌握生态系统各个要素问的相互作用，不是仅仅考虑河道水文系统的修复问题，也不仅仅是修复单一动物或修复河岸植被，而应考虑整个水域的生态系统修复，提出修复河流生态系统的整体、综合的系统方法。
　　 （四）重视河床岸坡的防护建设
　　 岸坡防护工程的设计应从强调人与自然和谐的生态建设要求出发，采用与周围自然景观协调的结构形式，在满足工程安全的前提下，确保生态和景观的护岸形式多种多样。因为在河流整治工程中，对生态系统冲击最大的因素是水陆交错带的岸坡防护结构。在典型的岸坡防护结构中，可尽量使用具有良好反滤和垫层结构的堆石，多孔混凝土构件和自然材质制成的柔性结构，尽可能避免使用硬质不透水材料，如混凝土、浆砌块石等，为植物生长，及鱼类、两栖类动物和昆虫的栖息与繁殖创造条件。水陆交错带是水域中植物繁茂发育地，为动物的栖息、觅食、产卵之避难所，也是陆生、水生动植物的生活迁移区，至关重要。
　　 （五）在防洪建设规划中融入生态建设
　　 以往的治河工程着眼于河流本身，往往忽略了河流湖泊与岸上生态系统的有机联系，忽视了河流周围的生物群落的存在，也常常忽视了整治后原有生物群落的恢复。工程经济效益和环境效益分析方面应加强，即进行工程项目经济技术及生态环境效益评估，权衡满足人的需求的经济效益与环境效益之间的关系，改变现行的单一经济技术评估指标体系。因此，建议按照“河流生态廊道”的范围，进行统一规划、设计和建设。在进行防洪工程的规划时，应明确河流与其上下游、左右岸的生物群落处于一个完整的生态系统中。在平时的设计当中除说明需进行常规的水文、地质的测量勘察外，还要补充加强相关范围的生态系统调查的要求，重点是生物群落（动物、植物）的历史与现状调查，对特定的生物群落与水体的相互依存的关系有明确的认识。