淺談水利水電對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響

時(shí)間:2022-11-28 02:51:01

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[摘要]文中研究了某水利工程建設(shè)前后水生環(huán)境的變化情況,并以此為依據(jù)進(jìn)一步分析了水利工程修建對(duì)庫(kù)區(qū)及周邊生物的影響。得出以下結(jié)論,水利水電工程建設(shè)造成了水文情勢(shì)的變化,相關(guān)參數(shù)變幅具有時(shí)空差異性。陸生生物及水生生物,都會(huì)受到水利工程不同程度的影響,并改變了原有的種群格局。

[關(guān)鍵詞]水利水電工程;水生環(huán)境;水文情勢(shì);生態(tài)系統(tǒng)

我國(guó)大部處于季風(fēng)氣候區(qū),水資源時(shí)空分布不均,旱澇災(zāi)害頻發(fā),是嚴(yán)重制約了區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的因素。同時(shí),我國(guó)又是世界上水能資源最豐富的國(guó)家,20世紀(jì)70年代以來,我國(guó)在各大流域開發(fā)了數(shù)十個(gè)大型水利水電樞紐及航電樞紐工程。水利水電工程的建設(shè)解決或緩解了區(qū)域電能短缺、水運(yùn)能力不足、飲水不足等方面的問題。也帶來了地質(zhì)、區(qū)域氣候、生態(tài)環(huán)境等新問題。水利工程建設(shè)引起的水文情勢(shì)變化及生態(tài)環(huán)境問題引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者重視,相關(guān)的研究及調(diào)查工作也日益增多,黎云云等[1],郭文獻(xiàn)等[2],陳立華等[3]的研究中均得出水利工程建設(shè)會(huì)導(dǎo)致多個(gè)水文情勢(shì)均發(fā)生了顯著變化。生態(tài)環(huán)境受水利工程影響和變化更為復(fù)雜,各工程周邊生態(tài)環(huán)境本身就具有地域差異,再加之工程建設(shè)屬于系統(tǒng)工程,很難有某種通用的方法評(píng)估水利工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。通過對(duì)比工程前后生態(tài)變化來分析工程建設(shè)的影響是此類研究的常用方法之一[4-6]。

1工程概況

某水利樞紐工程開發(fā)任務(wù)以防洪、航運(yùn)、發(fā)電和水資源配置為主,結(jié)合灌溉等綜合利用。壩址以上控制流域面積198612km2,水庫(kù)總庫(kù)容為34.3億m3,淹沒影響土地面積16067.79hm2。本研究將基于該工程修建前后生態(tài)環(huán)境的變化,來分析水利水電工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。

2水利水電工程對(duì)水生環(huán)境的影響

水庫(kù)蓄水調(diào)節(jié),上游來流量不需全部下泄,庫(kù)區(qū)水流變緩、水深增加、水體體積及水域面積增大,急流河段萎縮,河流的水動(dòng)力學(xué)過程將發(fā)生較大的變化。尤其是壩前水域水深、面闊,水流緩甚至是靜水,風(fēng)生流和密度流的作用明顯增強(qiáng),呈現(xiàn)湖泊水動(dòng)力學(xué)特征,水庫(kù)庫(kù)尾區(qū)域則接近原天然河流狀態(tài),變化較小,具有河流水文水動(dòng)力學(xué)特征。庫(kù)區(qū)水位、流速變幅呈現(xiàn)了時(shí)空上的差異。就水位而言,壩址水位變化最大,距壩址越遠(yuǎn),水位變幅越小;就流量而言,壩址流速變化最大,庫(kù)中段流速變化較小,庫(kù)尾段斷面河道為峽谷型河道,流速變化較大。無論是年內(nèi)變化還是年際變化,水位變幅和流量變幅均呈現(xiàn)為“枯大豐小”的變化規(guī)律。就水體理化性質(zhì)而言,該工程運(yùn)行蓄水后,庫(kù)區(qū)形成開闊的緩流水域以及較大的庫(kù)灣,由于水庫(kù)具有日調(diào)節(jié)性能,水量交換相對(duì)頻繁,庫(kù)區(qū)內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)水溫分層現(xiàn)象。壩下清水下泄對(duì)河道沖刷作用較強(qiáng),底質(zhì)粗化,河道下切,河流并叉歸槽,終導(dǎo)致漫灘和河道落差增大。工程施工期間,各種施工活動(dòng)以及施工人員生活活動(dòng),都會(huì)產(chǎn)生大量的生產(chǎn)廢水與生活污水,若隨意排放會(huì)使地面水受到污染,甚至污染飲用水源,影響河道下游水質(zhì),會(huì)對(duì)周圍植被生長(zhǎng)環(huán)境造成污染。大壩建成蓄水后,對(duì)于壅水較明顯及污染物入河較多的支流灣區(qū)水華發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)較大。因?yàn)硡^(qū)流速較小,有機(jī)物的分層滯留現(xiàn)象嚴(yán)重,水庫(kù)底層基本常年處于低溫低溶解氧狀態(tài),從而導(dǎo)致納污能力的降低,水質(zhì)變差,水體富營(yíng)養(yǎng)化,加重水體缺氧狀態(tài),造成魚類大量死亡,水質(zhì)進(jìn)一步惡化,形成惡性循環(huán)。

3水利水電工程對(duì)生物的影響

水力發(fā)電不直接產(chǎn)生環(huán)境污染,卻無可避免的造成一系列間接、累積的生態(tài)影響。無論是工程施工還是庫(kù)區(qū)蓄水運(yùn)行,不同生物種群均會(huì)因此受到不同程度的影響,甚至個(gè)別物種會(huì)因此滅絕或?yàn)l臨滅絕。本節(jié)從陸生生物、水生生物兩個(gè)方面分析該工程修建對(duì)生物的影響。3.1對(duì)陸生生物的影響分析。工程建設(shè)期間,會(huì)占用周邊的林地、草地或耕地,砍伐樹木或淹沒陸地,破壞了植物的生長(zhǎng)環(huán)境,甚至使這一地區(qū)的某些或某種植物消失。施工期間,大量車輛和工程人員頻繁進(jìn)出評(píng)價(jià)范圍,都可能將外來物種帶進(jìn)該區(qū)域。由于外來物種特別是外來入侵種比當(dāng)?shù)匚锓N能更好的適應(yīng)和利用被干擾的環(huán)境,將導(dǎo)致當(dāng)?shù)匚锓N數(shù)量的減少,影響森林的結(jié)構(gòu)和功能。而且水庫(kù)的建設(shè)使庫(kù)區(qū)氣候、土壤環(huán)境等因素發(fā)生變化,這些都會(huì)對(duì)陸生植物的生存造成影響。施工活動(dòng)和水庫(kù)蓄水,會(huì)破壞動(dòng)物的棲息地,動(dòng)物因生存空間減小被迫外遷,尋找新的棲息場(chǎng)所。使動(dòng)物群落的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,甚至導(dǎo)致某些動(dòng)物的滅絕。從空間角度,河谷帶內(nèi),動(dòng)物群落將受到較大的不利影響,組成該群落的種類和數(shù)量都將減少。庫(kù)區(qū)內(nèi),沿江灌叢疏林鳥類群落受工程建設(shè)的影響較大,蝙蝠類也有可能因?yàn)槎囱ū谎蜎]而失去棲息地。農(nóng)耕區(qū)內(nèi),大量嚙齒類將會(huì)向水位線以上尋找新的棲息地,它們的上遷,有可能將會(huì)在短時(shí)期內(nèi),導(dǎo)致淹沒線以上部分區(qū)域形成鼠類高密度區(qū),給農(nóng)作物和人類造成一定危害。從物種角度,水庫(kù)形成后,庫(kù)周植物生長(zhǎng)和植被的恢復(fù),進(jìn)而昆蟲增加,以昆蟲為食的蜥蜴以及以蜥蜴為食的蛇類均會(huì)因此數(shù)目上升,這意味著水庫(kù)蓄水對(duì)正常蓄水位以上區(qū)域的爬行動(dòng)物是有利的。水域面積的擴(kuò)大增大了兩棲動(dòng)物的棲息、繁殖場(chǎng)所,這對(duì)棲息于這里的兩棲動(dòng)物的生活、繁殖同樣有利。施工期內(nèi)由于棲息地破壞以及施工噪聲,對(duì)鳥類和獸類影響較大,甚至?xí)斐蓚€(gè)別物種數(shù)量銳減。工程完成后,周圍地區(qū)生態(tài)環(huán)境漸趨穩(wěn)定,將吸引野生動(dòng)物返回庫(kù)周區(qū)生存、繁殖。3.2對(duì)水生生物的影響分析。就底棲生物而言,主要包含底棲藻類以及底棲動(dòng)物兩類。底棲藻類主要分布于河流近岸的淺水帶以及潮濕的沿岸帶,作為典型的水陸交錯(cuò)地帶,這里具有明顯的邊緣效應(yīng),對(duì)流域的土地利用變化表現(xiàn)出強(qiáng)烈的生態(tài)脆弱和敏感性。某些著生藻類如具有一定運(yùn)動(dòng)能力,庫(kù)區(qū)受電站蓄水的影響,原來的沿岸帶被淹沒,新的沿岸帶形成,著生藻類會(huì)因此遷移。藻類還受不同的蓄水情況時(shí)的水文情勢(shì)的影響,水流速度變低,營(yíng)養(yǎng)物滯留,藻類增多,有可能加劇水體富營(yíng)養(yǎng)化的趨勢(shì)。庫(kù)區(qū)清水下泄,下游水體透明度增大,有利于著生藻類的生長(zhǎng)。庫(kù)區(qū)底棲動(dòng)物的種類較多,適應(yīng)的生長(zhǎng)環(huán)境也不同。工程建成蓄水后,適應(yīng)流水的河流性種類種群數(shù)量將減少,適應(yīng)靜水性水域的種類將大量增加。庫(kù)區(qū)底棲動(dòng)物的類群將呈單一化趨勢(shì),主要以搖蚊科和寡毛類為主,底棲動(dòng)物的數(shù)量較建壩前會(huì)有所增加,隨著營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的不斷積累,其現(xiàn)存生物量將呈穩(wěn)步增長(zhǎng)趨勢(shì),也可能出現(xiàn)某種生物泛濫的情形。對(duì)浮游生物而言,工程建成后庫(kù)區(qū)河段由原有的急流生態(tài)將變成河道型緩流水庫(kù)生態(tài)、深度增加、水面擴(kuò)大、容積增加、透明度增大。被淹沒區(qū)域植被、土壤內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)滲出,引起水中有機(jī)物質(zhì)及礦物質(zhì)的增加,加上水流速度減緩,泥沙沉降,導(dǎo)致營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滯留和積累,總體上有利于浮游生物的生長(zhǎng)與繁殖。水利工程對(duì)魚類的影響機(jī)制較為復(fù)雜,大壩阻隔、水文情勢(shì)、水質(zhì)變化均會(huì)對(duì)魚類產(chǎn)生巨大影響。水庫(kù)建設(shè)使河流的連續(xù)性受到影響,阻隔了洄游魚類的通道,對(duì)半洄游性魚類和非洄游性魚類也有很強(qiáng)的阻隔效應(yīng)。種群數(shù)量較大的魚類,群體間將出現(xiàn)遺傳分化;種群數(shù)量較少的物種將逐步喪失遺傳多樣性,危及物種長(zhǎng)期生存,導(dǎo)致種群滅絕的概率增加。庫(kù)區(qū)建成后,庫(kù)區(qū)水流變緩,泥沙沉積,透明度升高,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)滯留,浮游生物會(huì)有較大幅度的升高,水體生物生產(chǎn)力提高,為仔幼魚和浮游生物食性魚類生長(zhǎng)提供了有利條件。然而這也使魚類區(qū)系組成、種群及資源量將發(fā)生較大變化。庫(kù)區(qū)原有的產(chǎn)漂流性卵魚類的產(chǎn)卵場(chǎng)將消失,一些適宜急流環(huán)境生活的魚類,庫(kù)區(qū)將逐漸消失或被迫上移庫(kù)尾以上河段及支流中,適宜于靜水、攝食浮游生物、喜棲居于水體中上層的魚類將得到不同程度的發(fā)展,成為庫(kù)區(qū)優(yōu)勢(shì)種群。整體而言,水庫(kù)形成后,庫(kù)區(qū)水面積和庫(kù)容均有大幅度增加,加上水流變緩、透明度升高、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)滯留等,水體生物生產(chǎn)力有明顯升高,庫(kù)區(qū)江段總漁產(chǎn)量會(huì)有較大幅度增長(zhǎng),但漁獲物組成會(huì)有明顯變化,流水性魚類比例顯著下降,緩流或靜水性魚類比例明顯升高。

4結(jié)論

1水電工程對(duì)水生環(huán)境具有較大影響程度的影響,表現(xiàn)為水文情勢(shì)的改變,參數(shù)變幅呈現(xiàn)了較大的時(shí)空差異。2水利工程尤其是施工階段,極大的影響了庫(kù)區(qū)周圍陸生生物原有生態(tài)格局。整體而言對(duì)陸生植物的影響大于對(duì)陸生動(dòng)物的影響。工程結(jié)束后,水庫(kù)蓄水導(dǎo)致水位上漲,淹沒部分植被,引起植物種群數(shù)量的減少甚至個(gè)別物種消失。3水利工程的建設(shè)有利于底棲藻類、浮游動(dòng)物的生長(zhǎng),造成底棲動(dòng)物物種重新進(jìn)行優(yōu)勝劣汰的進(jìn)化過程,但是底棲動(dòng)物的數(shù)量會(huì)明顯上升,進(jìn)而提高水體生物生產(chǎn)力,庫(kù)區(qū)江段總漁產(chǎn)量也會(huì)因此有較大幅度提高,但魚類組成會(huì)有明顯變化。

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作者:岳娟 劉綺 薄滔 單位:南京南瑞水利水電科技有限公司