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水坝对河流下游的冲击及对策
http://www.eedu.org.cn    作者:了然    文章来源:了然的博客    点击数:    更新时间:2006-11-14
  河流是开放的、流动的连续体系,是全球水循环的重要环节,以河水为载体和纽带,泥沙、盐类、生物在河流上下游、海陆间转移和运动,从而形成了复杂的水文(水量、水热、水沙、水盐)平衡,维持了多样的生态系统的稳定。水沙、水盐运动既是地球物质循环的重要环节,也为水生动植物繁衍提供了丰富的营养物质,水温、水位、流量的变化则是水生动物生活周期中特殊的信号,影响其迁徙、生长和繁殖,形成了沿河流分布多样而有序的生物群落,包括河流两岸水陆交错带的植被,自河口至上游洄游的鱼类以及沿河连续分布的水禽和两栖动物等,这些生物群落与生境共同组成了具有较为完善结构与功能的河流生态系统。

  一 水坝对下游河道的影响和冲击

  自然河流在水文周期年内有明显的洪-枯变化,河流生物同样随之呈现脉冲式的周期变化。而水利工程运行后,水量调度服从于发电、供水和防洪等需求,使年内径流调节趋于均一化。洪水的减小,一方面降低了下游河道的输沙能力,另一方面减少了河水对滨河湿地和地下水的补给,造成季节性泛滥湿地面积减小;同时与洪水相适应流量、水位长期以来成为了水生动物正常生理活动的信号,这种信号的变化可能会影响水生动物正常的生活,这些都会对河流廊道正常功能产生压力。另外水库下泄水水温较低,也可能影响水生动物正常的生理活动,造成鱼类产卵期推迟,生长期缩短。如果水利工程大量从河道中大量引水,会使长期以来形成的水量平衡发生破坏,造成河水对湿地和地下水补给的减少,可能因此产生湿地干涸地下水位下降等问题。水坝建设又影响正常的水沙、水盐运动,从而对生态环境产生干扰和胁迫。水库截流泥沙和盐类物质,使大坝下游水流携沙能力增强,水流对河岸的冲刷加剧,可能引起河势变化。河流廊道的营养物质输移扩散规律也将改变。另外,水库拦蓄径流、泥沙、营养盐类,又会造成这些物质的入海通量减少,会影响河口的成陆作用,甚至造成海浪侵蚀陆地,也会影响河口的盐度和营养物质浓度,这些因素都会使生物栖息地特征发生改变,影响生物的种类和分布以及土地利用情况。

  水利工程对河流水沙运动的影响是综合的和多方面的。一方面,流量降低会造成水流携沙力以更快的速度下降,从而使下游河道冲淤平衡发生逆转,或者淤积加速,造成河床上升速度加快,因此防洪水库虽然在一定时期内可以减小下泄流量,降低下游河道水位,但是从长期趋势分析,可能由于河床不断抬高造成水位上升,不利于防洪安全,特别是水库达到冲淤平衡,河水含沙量恢复到原来水平后,这种趋势将更加明显;另一方面,水库建成后一定时期内拦蓄泥沙,使下泄水流不饱和,携沙力增加,又可能冲刷下游河道,总之,水库建成后下游河道的冲淤变化,要综合考虑流量降低和含沙量下降两方面的影响。虽然水库的拦蓄作用可能造成入海泥沙量下降,但不饱和水流冲刷下游河道又要增加一部分泥沙,来减缓这种趋势。
尽管从长期趋势分析,多沙性河流上的水库可能恶化下游河道河势,但防洪水库并不是饮鸩止渴,因为流量只是河道冲淤变化一方面的影响因素。更为重要的是水库可以为开展流域治理,从根本上控制洪水提供一段宝贵的时间。

  一定的流量总是和相应得水深相适应的,河流流量降低必然造成水位下降,可能影响通航或取水口正常取水。水位过高或过低都可能破坏产卵场,也可能造成水生动、植物分布的变化,从而造成对生态环境的破坏。

   大坝对鱼类等水生动物洄游的影响更是显而易见的。水生动物的洄游主要有生殖索饵洄游两种,洄游路线分溯河洄游和降海洄游,水坝可能切断水生动物的洄游路线,甚至可能对其生存产生致命的影响。另外洄游期河道流量过低,甚至断流;也可能影响水生动物的洄游。

  水库调节对下游河流最大的影响是季节性泛滥湿地面积的缩小。从生态和文化多样性的角度考虑,要保留一定的季节性泛滥湿地,但是只要河流季节性泛滥仍继续存在,特有的滨湖、滨河生态系统和社会文化仍将继续存在下去,只是分布的面积缩小。洪泛面积在缩小,一定程度上也是好事,首先可以增加稳定的基本农田面积,增产的农产品要远高于河流上游建坝造成的损失。

  水利工程对水生动物的影响,虽然可以通过鱼道或人工捕捞使洄游动物过坝,对珍稀动物还可以采用人工辅助繁殖,原地或异地保护。但某些鱼种对急流的适应能力比较弱,过坝能力不强。对于珍稀水生动物只有人工种群,而没有自然种群,很难说这种保护是成功的,毕竟只有自然种群才是生物多样性的火种,才能保证人工种群永续存在,否则人工种群一旦灭绝或者只是衰退都将无法补救;而且只有自然选择,才是生物多样性、大自然生机和活力的保证,人工选择永远无法具有这种功能。

  二 水坝如何与河流和谐相处

  天然情况下河流就是以流量和水位为讯号变化的开放的、动态的连续体。天然情况下,河流与周围生物与环境也不是百分百友好的,洪水的暴涨暴落、大洪水与大旱灾都会造成湿地水位剧变,对动植物生存产生巨大的冲击;河流改道更会造成一定范围内生态环境的聚变,只是因为河流是在地球上广泛存在的,一定范围内一定程度上的冲击,不会从整体上对河流生态系统构成致命的威胁。河流生态系统在不断受的冲击和调整中达到相对的、动态的平衡。

  上游建坝是一种人工冲击,但是只要这种冲击不超过一定阈值,河流生态系统就可以保持相对稳定,甚至可以达到更高的生产力和多样性。水坝对下游河道最主要的影响信号仍然是流量和水位。这就涉及到河流生态环境需水量的问题。满足了河流需水量,其他的水资源对河流生态环境而言可以认为是冗余的,这也是河流水资源承载力的上限。

  目前河流生态环境需水量一般都用天然情况下一定频率的枯水流量来确定,如。但由于河流是一个复杂的、开放的动态体系,河流生态环境需水量在一年中也是不断变化的。河流生态需水主要是为了维持一年内各个时期适宜湿地面积所需要的水量和水位,枯水期还要考虑河口冲咸用水。汛期则主要考虑防洪与排沙的矛盾,洪水流量不宜高于一定的标准,但也不宜过低,以利于排沙,保持河道处于一种冲淤动态平衡或者微冲的状态,但是水流只是河流水沙运动的一个方面,塑造健康的河床除了调节水流外,还要从全流域着手对泥沙加以控制。污染物稀释用水也是河流生态用水的一个组成部分,但是单纯靠河流的自净作用来净化污染,显然是不合适的。如果单纯的是水位不能满足生态环境或生产生活用水的要求,可以改建取水口以适应水位变化,或者采用工程措施对水位加以调整,如闸、堰、橡胶坝、河道整治等。
水坝对水生动物洄游的影响是无法回避的,虽然可以采取各种工程和管理手段降低这种影响,但任何补救措施都不是尽善尽美的,因此保留一定的鱼类可以自由洄游的河道及与其相通的产卵场就很重要了。大江大河流域由于源远流长,上游建坝,坝下可以自由通湖达海的河段还很长,对洄游和半洄游性鱼类的影响,就比较小,而且河流上游,虽然流量较小,但坡降较大,水能蕴藏量比较丰富,开发的效益也较好。我国大江大河众多,这就为水利开发和水域生态环境保护,提供了广阔的空间。

  由于水量、水位的变化和洄游通道的阻断,尽管采取了多种措施,也难以保证淡水与海水水产资源不会下降,这就需要转变渔业生产方式,减少天然捕捞,增加养殖和人工放养增值,野生鱼类更多的作为种质资源,作为种子,作为生物多样性的火种,而不是直接的经济资源。

  三 水坝可以保护和改善下游河道生态环境

  天然状态下,大的洪涝灾害对下游生态环境都会造成严重的冲击,水坝的防洪抗旱功能,在一定程度上就具有保护环境的作用,而且随着经济社会发展,大河下游平原用水量与日俱增,生态环境和生产生活用水的矛盾开始突出,水坝的调节库容,可以储存河流一定数量对生态环境无用的冗余水量,供缺水时生产生活和生态环境所用。
文章录入:ahaoxie    责任编辑:ahaoxie 
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