水利基础设施建设中的环境影响与应对措施

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张博

菏泽市水质检验检测中心有限公司 山东 菏泽 274000

摘要

水利基础设施建设在水资源利用、防洪、发电等方面意义重大,但也不可避免地对环境产生多方面影响。本文深入剖析水利基础设施建设各阶段对水环境、生态系统及周边地貌等的影响,并提出相应的应对策略,涵盖规划设计、施工建设、运营管理及生态修复等环节。旨在全面阐述水利基础设施建设与环境保护的关系,为工程建设者和环保工作者提供理论依据,以实现水利工程建设与生态环境协调发展,促进水资源可持续利用与生态平衡维护。


关键词

水利基础设施;环境影响;应对措施;生态系统;可持续发展

正文


0引言

“十四五”时期是开启全面建设社会主义现代化国家新征程的第一个五年,是全面提升国家水安全保障能力的关键时期。习近平总书记对治水工作的重要讲话指示批示精神,党中央关于立足新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局、实现高质量发展的战略要求,对水利工程建设工作赋予了新的定位,提出了新的要求。必须胸怀“国之大者”,切实找准水利工程建设的定位和方向。然而,水利工程的建设和运营过程涉及大规模的土地占用、水资源调配以及工程结构的构建,这些活动必然会对周边环境产生广泛而深刻的影响。从改变河流的水文情势、影响水生生物的栖息繁衍,到引发周边土地的地质变化、改变局部气候条件等,水利基础设施建设带来的环境挑战不容忽视。随着社会对生态环境保护意识的日益增强,深入研究水利基础设施建设中的环境影响,并探索有效的应对措施,成为实现水利工程可持续发展的关键任务。

1水利基础设施建设对水环境的影响与应对

1.1水文情势改变

水利基础设施如大坝、水库的建设会显著改变河流的天然水文情势。水库蓄水后,河流的流量、流速、水位变幅等均发生变化。大坝拦截上游来水,使下游河道径流量减少,在枯水期可能导致河道断流,影响河流生态系统的正常功能。流速降低会改变水体的自净能力,导致泥沙淤积、污染物积聚,水质变差。例如,一些河流在修建大坝后,下游河道的水动力条件减弱,原本能够被水流冲走的污染物在局部河段堆积,使河水富营养化程度加剧。为应对这一影响,在水利工程规划设计阶段,应采用生态水文调度模型,模拟不同调度方案下河流的水文变化,制定兼顾发电、供水与生态需水的调度方案。通过合理控制水库的泄水时间、流量和水位,尽量维持河流的自然流量过程,保障下游河道的生态用水需求,提高水体的自净能力,减少水质恶化风险。

1.2水质变化

水利工程建设过程中及建成后,水质变化是一个重要问题。施工期间,施工场地的废水排放、混凝土浇筑等作业产生的污染物若未经有效处理直接进入水体,会导致水体酸碱度失衡、悬浮物增多、重金属含量升高。在运营阶段,水库蓄水可能使淹没区的有机物、重金属等污染物释放,影响水质。此外,水流速度减缓还可能促进藻类繁殖,引发水华现象。例如,某些山区水库蓄水后,周边农田被淹没,土壤中的化肥、农药残留进入水体,导致水库水质下降,威胁到周边居民的饮用水安全。针对水质变化问题,施工时应建立完善的污水处理设施,对施工废水进行沉淀、过滤、中和等处理,达标后排放。运营期间,加强对水库水质的监测,定期进行水质评估,采取生物治理与物理化学处理相结合的方法,如投放食藻鱼类控制藻类生长,利用活性炭吸附等技术去除水中的污染物,保障水质稳定达标。

1.3水温分层与下泄水影响

大型水库蓄水后,水体往往会出现水温分层现象。表层水温度较高,底层水温度较低。当水库进行泄水操作时,不同层次的水被放出,对下游河道的水温产生影响。冷水下泄会改变下游水生生物的生存环境,影响鱼类的繁殖、生长和洄游。例如,一些冷水性鱼类对水温较为敏感,下泄的冷水可能导致它们的产卵期推迟或繁殖成功率降低。为减轻水温分层与下泄水的不利影响,可在水库设计中采用分层取水设施,根据下游生态需求和水温要求,合理选取不同水层的水进行泄放。同时,开展水温模拟研究,预测不同泄水方案下下游河道的水温变化,优化泄水策略,以减少对下游水生生物的干扰,维护河流生态系统的完整性。

2水利基础设施建设对生态系统的影响与应对

2.1对陆生生物的影响

水利基础设施建设会直接或间接地影响陆生生物的栖息地。工程建设占用大量土地,破坏了原有的植被覆盖,导致许多陆生动物失去觅食、栖息和繁殖场所。例如,在一些大型水利枢纽工程建设区域,森林、草地被破坏,一些珍稀野生动物如穿山甲、豹猫等的活动范围缩小,种群数量受到威胁。同时,工程建设还可能导致局部地区生态廊道被切断,使生物的迁徙和扩散受到阻碍。为保护陆生生物,在规划设计阶段,应进行生物多样性评估,尽量避开生物多样性丰富的区域或设置生态廊道,保障生物的迁徙通道。在施工过程中,对施工区域周边的植被进行保护和移植,减少对野生动物栖息地的破坏。工程建成后,在周边地区进行植被恢复和生态重建,为陆生生物提供适宜的生存环境,促进其种群的恢复和发展。

2.2对水生生物的影响

水利工程对水生生物的影响尤为显著。大坝阻断了鱼类的洄游通道,使许多洄游性鱼类无法到达产卵地,导致其种群数量下降。水库蓄水使河流的水生态环境发生改变,一些适应急流环境的鱼类可能因水流减缓而难以生存,而一些喜静水环境的鱼类则可能过度繁殖,破坏原有的生态平衡。此外,水利工程建设还可能导致水生生物的食物网结构发生变化。例如,大坝拦截了上游的泥沙和营养物质,使下游河道的底栖生物数量减少,影响以其为食的鱼类和其他水生生物的生存。为保护水生生物,可建设鱼道、鱼梯等过鱼设施,帮助鱼类跨越大坝完成洄游。在水库调度中,模拟自然洪水脉冲,为鱼类创造适宜的繁殖和生存环境。同时,加强对水生生物的监测,开展增殖放流活动,补充因工程建设受损的水生生物种群,维护水生生物多样性。

2.3对湿地生态系统的影响

湿地生态系统是生物多样性丰富的重要生态区域,水利基础设施建设可能对其产生多方面影响。水库蓄水可能淹没周边湿地,导致湿地面积减少,湿地植物和动物的栖息地丧失。同时,水利工程改变了湿地的水文条件,影响湿地的水分补给和排泄,使湿地的生态功能如水质净化、洪水调节等受到削弱。例如,一些河口湿地因上游水利工程的建设,淡水补给减少,海水倒灌加剧,导致湿地土壤盐碱化,植被退化。为应对这些影响,在水利工程规划时,应充分评估对湿地的影响范围和程度,采取湿地补偿措施,如在合适的区域建设人工湿地或恢复原有湿地。通过科学的工程设计和调度,维持湿地的水位稳定,保障湿地的生态用水需求,促进湿地生态系统的健康发展。

3水利基础设施建设对周边地貌与地质的影响与应对

3.1地形地貌改变

水利工程建设涉及大量的土石方开挖、填筑和混凝土浇筑等作业,会显著改变周边的地形地貌。大坝、渠道等工程结构的建设改变了原有的地形起伏,在山区可能引发山体滑坡、泥石流等地质灾害风险增加。例如,在一些峡谷地区修建大坝时,大规模的山体开挖使山体稳定性下降,在暴雨等极端天气条件下,容易发生山体滑坡,对周边居民和工程设施造成威胁。在平原地区,水库蓄水可能导致周边土地浸没、沼泽化。为减少地形地貌改变带来的负面影响,在施工前应进行详细的地质勘查和地形测量,制定合理的施工方案,尽量减少不必要的土石方开挖和填筑。在山区工程建设中,采取边坡防护措施,如修建挡土墙、种植护坡植物等,提高山体稳定性,预防地质灾害的发生。对于可能出现浸没和沼泽化的地区,采取排水、防渗等工程措施加以防范。

3.2地震与地质灾害风险

大型水利基础设施如水库蓄水后,由于水体的巨大压力作用于地下岩石层,可能会诱发地震活动。虽然这种水库诱发地震的震级通常较小,但在某些情况下也可能对周边地区造成一定影响。此外,如前所述,水利工程建设改变了周边的地质条件,增加了山体滑坡、泥石流等地质灾害的发生频率。例如,某些水库蓄水后,周边地区地震活动略有增加,虽然未造成重大损失,但引起了当地居民的担忧。为应对地震与地质灾害风险,在水利工程规划设计阶段,应进行地震安全性评价,根据评价结果确定工程的抗震设计标准。加强对水库周边地质灾害的监测和预警,建立地质灾害监测网络,利用现代信息技术如卫星遥感、地理信息系统等手段,实时监测地质灾害的发生发展趋势,制定相应的应急预案,一旦发生灾害,能够迅速组织人员撤离和抢险救灾。

3.3泥沙淤积与河道演变

水利工程建设会改变河流的泥沙输移规律,导致泥沙淤积问题。大坝拦截了上游的泥沙,使下游河道的泥沙含量减少,河床可能因冲刷而下切,影响河道的稳定性。同时,水库内泥沙淤积会减少库容,影响水库的使用寿命和效益。例如,一些黄河流域的水利工程,由于上游泥沙量大,水库淤积问题较为严重,不仅降低了水库的调蓄能力,还使下游河道的生态环境发生变化。为解决泥沙淤积与河道演变问题,在水利工程设计中可采用排沙设施,如冲沙闸、排沙洞等,定期进行排沙作业,减少水库内的泥沙淤积。在下游河道管理中,采取河道整治措施,如修建护岸工程、进行河道疏浚等,维持河道的稳定形态,保障河流生态系统的健康发展。

4水利基础设施建设中的环境管理与可持续发展措施

4.1环境影响评价与规划

环境影响评价是水利基础设施建设中不可或缺的环节。在项目规划初期,应全面、深入地开展环境影响评价工作,评估工程建设可能对水环境、生态系统、地质地貌等方面产生的影响,并提出相应的预防和减缓措施。根据环境影响评价结果,制定科学合理的工程规划,将环境保护目标纳入工程建设的总体目标体系中。例如,在确定水库的选址、规模和调度方案时,充分考虑对周边生态环境的影响,优先选择环境影响较小的方案。同时,建立环境监测计划,在工程建设和运营过程中,对环境指标进行长期监测,及时发现问题并调整工程措施,确保工程建设与环境保护协调发展。

4.2绿色施工与环保技术应用

在水利工程施工过程中,应推行绿色施工理念,采用环保技术和工艺。选用低噪声、低能耗的施工设备,减少施工过程中的噪声污染和能源消耗。对施工扬尘进行有效控制,如采用洒水车洒水、设置防尘网等措施,降低施工对周边空气质量的影响。在土石方工程中,合理规划弃土弃渣的堆放和处理,避免随意倾倒造成水土流失和环境污染。应用新型环保材料,如生态混凝土、可降解护坡材料等,减少工程建设对环境的长期影响。例如,生态混凝土具有良好的孔隙结构,有利于植物生长,可用于水利工程的护坡工程,在起到防护作用的同时,美化环境,促进生态恢复。

4.3生态补偿与可持续运营

为弥补水利基础设施建设对生态环境造成的损害,应建立生态补偿机制。通过财政转移支付、征收生态补偿费等方式,筹集资金用于生态修复、生物多样性保护和环境改善等工作。在水利工程运营过程中,应坚持可持续发展理念,优化工程运营管理模式。例如,在水库调度中,充分考虑生态需水和环境效益,实现水资源的合理调配。加强对水利工程设施的维护和管理,延长工程使用寿命,提高工程的综合效益。同时,开展水利工程与生态环境协同发展的研究,探索新的技术和方法,不断提高水利基础设施建设与环境保护的协调水平,实现水利工程的可持续发展。

5总结

水利基础设施建设对环境有着多方面的影响,涉及水环境、生态系统、周边地貌与地质等领域。通过深入分析这些影响,并采取相应的应对措施,如在水环境方面的生态水文调度、水质保护与水温调控;生态系统方面的陆生生物栖息地保护、水生生物洄游通道恢复与湿地生态系统维护;周边地貌与地质方面的地形地貌稳定、地震与地质灾害防范以及泥沙淤积处理;以及在环境管理与可持续发展方面的环境影响评价、绿色施工与生态补偿等,可以有效减少水利基础设施建设对环境的负面影响,实现水利工程建设与生态环境的协调发展。在未来的水利基础设施建设中,应始终将环境保护作为重要考量因素,不断探索创新的技术和管理模式,以保障水资源的可持续利用和生态环境的平衡稳定,为人类社会的可持续发展奠定坚实基础。

参考文献:

[1]江文,李慧.美国环境保护署将拨款75亿美元完善水利基础设施建设[J].水利水电快报,2023,44(11):2.

[2]赖永彪.廉江市农田水利基础设施建设和管理研究[D].广东海洋大学,2021.

[3]侯巍巍.农户、社会资本、政府共同参与农田水利基础设施建设管护研究[D].中国农业科学院,2021.

 


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