水是人類生產和生活必不可少的寶貴資源，但其自然存在的狀態并不完全符合人類的需要。只有修建水利工程，才能控制水流，防止洪澇災害，并進行水量的調節和分配，以滿足人民生活和生產對水資源的需要。在能源利用方面，水電相對于火電具有靈活性強，污染小，可再生等優勢，水利工程的興建在能源戰略方面有很大的需求。

　　摘　要：主要對水利工程環境的影響分析和控制措施進行研究。針對水利水電工程特點，對水利工程對環境各方面影響進行客觀的分析，并提出改善性建議和治理措施。結合沙畈水庫水利工程實例，進行具體的環境影響分析和數據對比，并針對存在問題提出合理的改進建議和控制措施。

　　關鍵詞：水利政工期刊投稿,水利工程,環境影響分析,控制措施

　　一、水利工程環境概述

　　1.水利水電工程特點

　　水利工程的修建對國民經濟和附近地區自然條件的影響大。大水庫是一座人工湖，水庫蓄水后，一面可以調節當地的氣候條件，美化周圍環境，另一方面，由于庫區周圍地下水位升高，對礦井、房屋、耕地有不利影響，同時淹沒一部分土地和村莊。水庫一旦失事，其危害極大。

　　水的作用使水工建筑物多樣化，建筑物的工作條件也復雜化。水利工程需要修建擋水壩、堤、溢洪道、水閘、取水口、進水口、引水管、渠道、渡漕、筏道、魚道等多種不同類型的水工建筑物，以實現其目標。水工建筑物由于上下游水位差，水壩受水平推力，還受壩基和壩體內的浮托力和滲透壓力;由于水庫水面寬闊，產生波浪，波浪對壩產生波浪力;泄流時高速水流對壩體及下游都有沖刷作用;遇地震時，庫水產生地震動水壓力。多種作用力的存在使建筑物工作運行受較多制約和影響。

　　水利工程施工條件復雜。要求在整個施工期間，在保證建筑物安全施工條件下讓河水改道。(1)施工過程受地形、地質、水文、氣象等自然條件的影響很大。施工導流、圍堰填筑和基坑排水是施工進度的控制因素。(2)水利水電工程多處于交通不便的偏遠山谷地區，遠離后方基地，建筑材料的采購運輸，成本費用高。(3)水利水電工程施工的工程量大，技術工種多，施工強度高，環境干擾嚴重，需要反復比較論證優選，才能保證施工質量。(4)施工過程中，石方爆破開挖、隧洞開挖、進水口、調壓井、斜洞、纜車、塔吊及水上水下和高空作業等，施工安全工作十分復雜。

　　2.水利工程環境影響研究的必要性

　　近幾年由于我國經濟水平的迅速提高，水利工程憑借其防洪、發電、供水、灌溉等效益和清潔、可再生等優勢，在工程建設中的地位日益凸顯，投入也在不斷增大。但水利工程具有的施工復雜、建筑物多樣、工程浩大、移民工作復雜難度大等特點，其建設項目往往會對自然環境、人文環境有一定的影響。在環境影響方面，水利水電工程影響地域范圍廣闊，影響人口眾多，對當地社會、生態環境影響巨大。目前，整個社會對環境問題越來越重視，對環境質量要求越來越高，環境問題已成為水利水電工程建設中的制約性因素。

　　水利工程會對環境產生很大影響，有些影響還具有長期性和不可逆性。因此，我們要努力尋求減輕其不良影響的措施，改善和保護生態環境，深入研究水利工程環境影響，運用科學有效的方法，通過生態環境保護促進水利建設的健康發展，這樣，既充分利用了自然資源，也兼顧了環境的不被破壞，社會、經濟、生態效益可以取得共贏。可見，加強水利工程對環境影響的研究有其重要性和必要性。

　　3.研究課題的提出

　　水利工程在為人類社會發展帶來福祉的同時，也對生態系統產生各種影響，有的甚至是持續而深遠的影響。為解決施工中的環境問題，工程建設必須服從生態經濟區域的整體規劃，并從系統思想出發，積極采取工程措施和生物措施對于受損河流生態系統予以必要的補償，維護水域生態系統的功能。水利工程的環境影響已成為我國環境科學研究的重要領域，這也是水利工作者在從事水利事業的同時要考慮的問題。分析水利工程對環境的影響，目的是正確認識和處理水利工程的各種生態影響，以實現水利工程與環境的協調發展，促進社會可持續發展。

　　二、水利工程環境影響

　　1.水質影響

　　天然河流水質通常酸堿度適中，溶解氧豐富。對河流開發后，對水質將產生多方面的影響。

　　水庫內大體積水體流速慢，滯留時間長。一方面，有利于懸浮物的沉降，可使水體的濁度、色度降低;庫內流速慢，藻類活動頻繁，呼吸作用產生的CO2與水中鈣、鎂離子結合并沉淀下來，降低了水體硬度。另一方面，庫內水流流速變小，降低了水、氣界面交換的速率和污染物的遷移擴散能力，因此復氧能力減弱，使得水庫水體自凈能力比河流弱;庫內水流流速小，透明度增大，利于藻類光合作用，壩前儲存數月甚至幾年的水，因藻類大量生長而導致富營養化;被淹沒的植被和腐爛的有機物會大量消耗水中的氧氣，并釋放沼氣和大量二氧化碳，同樣導致溫室效應。

　　水庫建成后，尤其是大型水庫水溫隨水深的變化而發生改變，表層與底層水溫相差較大。水庫內溫度一旦出現分層，庫水形成一種密度屏蔽，使底層冷水層變成厭氧微生物層。庫內不溶解的固體物質沉降在庫底并產生富集現象。庫底浮游生物較少，缺乏氧氣。

　　水庫周圍污染源進入水庫，經水庫作用，使水質變化更為顯著和激烈。水利水電工程建設的施工有很強的時間性，一般選擇在枯水期，施工高峰期員工可達數千人，施工人員相對集中，這樣施工人員產生的生活垃圾和生活污水若進入水環境，水體COD，BOD5，SS等污染物含量增加，對水質產生不良影響。水庫建成后，因水流變緩，水體擴散稀釋自凈能力降低，水體中污染物濃度增加，入庫支流河道污染加重。

　　2.氣候影響

　　修建水電工程對局氣候產生影響己經被客觀事實證明。國外研究較早，前蘇聯在伏爾加河修建的雷賓斯克水庫、哥爾柯夫斯克水庫做了氣候考察和研究，美國、瑞士也對湖泊如密執安湖、萊曼湖進行了大量的研究，說明水庫蓄水對周圍局地氣候有影響，使氣溫、降水、濕度、風等氣象要素發生改變。我國對新安江水庫、獅子灘水庫、三門峽水庫氣候效應做了觀測和研究，也取得了較多的成果，同樣說明水庫蓄水對周圍小氣候的影響是明顯的。

　　水庫對氣候影響的主要原因是由于形成了一個廣闊的水域，蒸發量大，太陽輻射得到調節，使庫區及臨近區的溫度和溫度場要素發生改變，從而引起區域小氣候狀況發生變化。

　　研究結果表明，其影響范圍和程度與水庫的規模及水庫所處的地理環境有關。水庫水體的影響，可使周圍陸地性氣候得以改善：無霜期延長、溫差縮小、降低了最高氣溫、增加了濕度。有關研究表明，水面上空空氣的透明度比成片的房屋群高8%～10%;水面上空紫外線輻射比陸地高30%;水庫或水域上的氣溫在炎熱季要降低4～5℃;相對濕度提高10%～15%。近年來國內學者做了大量的觀測分析工作，認為水庫建成后，在夏季庫面和庫區周圍附近的降水量減少，但距庫岸一定距離的地區降水量增加;在水庫上風區水邊區域降水效應小，對水庫腹地和下風地區的降水效應大。

　　總之，建庫后，庫區及周圍的局地小氣候在一定程度上會發生變化。冬季溫度升高，夏季溫度降低，使年際、月際和日際溫差縮小，濕度增加，庫周區域的大氣變得更加濕潤，大氣穩定度趨向中性，相當于使強穩定和強不穩定的大氣情況出現機會減小。以沙畈為例，事實證明，修建水庫產生的“大水體效應”改變了庫區的小氣候條件。經多年現場觀測記載，1月份庫區平均氣溫明顯高于非庫區，水庫平均氣溫影響的范圍達離水面2km，而7月份正好相反，庫區平均氣溫低于非庫區，巨大的水體對庫區及庫區周圍氣溫有冬暖夏涼和增大日夜溫差的調節作用，有利于林木及農作物生長和越冬。同時，由于水庫形成后，水面蒸發和沾地層湍流輸送作用，使庫區及庫區周圍的水汽增加，從而使絕對濕度增大，霧日增多，常出現霧漫東江、云飛霧渡天氣。從影響的范圍和程度來看，7月份大于1月份，離岸越近，影響越大，且峽谷庫段較湖泊庫段影響大。

　　3.降雨量影響

　　降雨量有所增加，這是由于修建水庫形成了大面積蓄水，在陽光輻射下，蒸發量增加引起的。降雨地區分布發生改變，水庫低溫效應的影響可使降雨分布發生改變，一般庫區蒸發量加大，空氣變得濕潤。一般來說，地勢高的迎風面降雨增加，而背風面降雨則減少。降雨時間的分布發生改變，對于南方大型水庫，夏季水面溫度低于氣溫，氣層穩定，大氣對流減弱，降雨量減少;但冬季水面較暖，大氣對流作用增強，降雨量增加。

　　4.對移民的影響

　　沙畈水庫將淹沒陸地面積260m2，移民總人數2 000人。移民政策的調整表現為：①農村移民遷到庫區以外的經濟發達、交通發達地區，現今搬遷移民生活大幅提高。②有一大批移民辦起工礦企業很有發展前景。

　　5.河道的沖刷

　　河道水流中挾帶的泥沙在庫內沉積后，下泄清水的沖刷能力加大，將河床刷深，河水位下降，岸邊地下水位也相應降低;同時，還可能引起主河槽的游動，或沖刷下游橋基和護岸工程。為此，在多泥沙河流上修建水庫，需研究下游河床的演變趨勢，并提出適當的處理措施。

　　三、水利工程環境影響控制措施

　　(一)防洪工程規劃

　　工程經濟效益和環境效益方面應加強，權衡滿足人的需求的經濟效益與環境效益之間的關系，即進行工程項目經濟技術及生態環境效益評估，改變現行的單一經濟技術評估指標體系，以往的治河工程著眼于河流本身，往往忽略了河流湖與岸上生態系統的有機聯系，忽視了河流周圍的生物群落的存在，也常常忽視了整治后原有生物群落的恢復。因此，在進行防洪工程的規劃時，應明確河流與其上下游、左右岸的生物群落處于一個完整的生態系統中。建議按照“河流生態廊道”的范圍進行統一規劃、設計和建設。在平時的設計當中除說明需進行常規的水文，地質的測量勘察外，還要補充加強相關范圍的生態系統調查的要求，重點是生物群落(動物、植物)的歷史與現狀調查，對特定的生物群落與水體的相互依存的關系有明確的認識。

　　(二)工程管理及施工后期的任務

　　特別要對施工階段破壞的植被景觀及時恢復，制訂工區的全面綠化規劃，以保護已經形成的生態平衡。在工區范圍內的生物圈內，研究生物資源的利用、保護和生產的合理方式，控制規劃人群自身的發展，保持生物種群的恰當比例。為降低施工作業對生態系統的沖擊，保障生態建設效果的實現，并延長生態工程的壽命，宜強調加強前期的養護和后期的管理，包括維護、監測和評估，并積累數據和經驗。

　　(三)綜合性措施

　　1.在保護和改善生態環境方面

　　研究設計過魚的建筑物等設施，研究設計用于人工孵育場和人工產卵場的建筑物，研究設計為改善水生物生境的眷水或排水工程，研究設計入海河口排沙防淤工程，施，研究設計改善壩下低溫的建筑物，提高水溫的工程措施。在防治水污染方面，通過修建閘壩等工程，合理調節水量，增加環境用水，保證環境要求的水位和流量，提高河流自凈能力，建設氧化塘處理工程系統，土地處理工程系統，設計調節水庫、污水庫、截流工程、增設曝氣設備，開挖引水沖污水道等工程等，增加水體稀釋自凈能力的工程技術措施，如污水深水排放工程，修建多功能的水量調節工程，增加枯水流量，保持環境要求的水位和流量等，研究設計水體增氧的建筑物。

　　2.在改善景觀方面

　　應用水利美學原理設計形式優美的與景觀相協調的水工建筑物。

　　3.研究設計水利工程，防治疾病發生和流行以及防治病蟲害

　　由于現在社會上對于環境問題越來越重視，認識水平越來越高，通過專門的學科門類來研究水利工程的環境問題及其改善措施，將會使我們的環境保護工作更豐富、更全面、更深入。

　　隨著環境保護意識的增強，人們已經充分認識到保護環境和維持生態平衡對人類生存與可持續發展的極端重要性。當前，水利水電工程師們亟須進一步樹立和提高生態與環境保護的意識，充分認識水利水電工程對環境與生態可能產生的重大而潛在的影響，在流域的開發，水利水電工程的規劃、設計、施工、調度及水庫運行中，均應充分考慮生態與環境的要求，通過專門的學科門類來研究水利水電工程的環境問題及其改善措施，將會使我們的環境保護工作更豐富、更全面、更深入。使工程在造福人類的同時，對生態環境的不利影響降至最小。

　　四、水利工程環境影響與控制案例

　　(一)沙畈水庫具體內容

　　沙畈水利樞紐主要承擔金華市白沙溪的防洪任務及金華城市供水、灌溉、發電任務。水庫正常蓄水位270.06m，相應庫容0.7696億m3，設計洪水位272.97m，校核洪水位273.44m，水庫總庫容0.8555億m3。汛期限制水位272.06m，防洪庫容0.1342億m3。工程建成后，利用水庫調蓄洪水，削減洪峰，可使下游沿岸的三個鄉鎮基本免遭50年一遇洪水災害;

　　沙畈水利樞紐電站裝機容量為10000KW，二級電站裝機容量為10000KW，共20000 KW，多年平均發電量4200KWH，主要承擔電網調峰，對緩解電網峰谷矛盾具有很大作用。

　　沙畈水利樞紐水庫蓄水后形成3900的廣闊水面，改變了當地局部小氣候，庫區氣溫、濕度略有增加，霧日減少，區域降水量不變，有利于農作物生長。庫區魚類餌料生物富集，保護水質起一定作用。

　　(二)水利工程環境影響

　　1.水庫移民

　　沙畈水利樞紐水庫淹沒涉及一個鄉、5個村、全庫區淹沒耕地2160畝，搬遷安置人口2000人。

　　2.對氣候的影響

　　水庫蓄水后將形成與以前不同的局部小氣候，區域降水量變化不大，略有調整，影響距離18.5km;庫區氣溫、濕度略有增加，霧日增加，霜日減少，但有利于農作物生長。

　　3.對水體水質的影響

　　庫區現狀經濟比較落后，工礦企業極少，更無大型工礦企業，居住人口極少，河段水體為輕度污染，主要污染物為懸浮物。水庫蓄水后，到2013年水體水質為2級水源，水庫水質為貧營養型。但庫區居民居住、衛生條件較差。

　　4.工程施工會造成水土流失

　　在工程建設過程中，由于開挖、爆破等，擾動和破壞了原地貌，一定程度上加劇了建設區水土流失，在施工期間可能造成水土流失量為125萬t。

　　5.施工區的污染影響

　　施工區污染主要有水污染、大氣污染、噪聲污染、固體廢棄物等。

　　6.斷流對下游生態與環境的影響

　　因電站蓄水后下游13公里河道斷流，對下游生態與環境造成一定影響。為了下游生產生活用水利用裝機500KW小電站發電供水。

　　五、結論與展望

　　生態與環境是當前全社會十分關注的問題。關注生態，是經濟社會高度發展后人們思想認識的升華所產生的必然結果。作為水利水電工作者，我們的一項重要任務就是保護生態，促進人與自然和諧相處。對社會各界關于大型水利水電工程建設的不同看法，我們應持歡迎態度。但同時，對偏激的、全盤否定大壩的錯誤觀點也決不能茍同。發展是第一位的，在發展中應牢記新的可持續發展的理念，以科學的發展觀來統領新時期水利水電事業，實現可持續發展。

　　水利建設不可避免地在一定程度上改變了自然面貌和生態環境，使已經形成的平衡狀態受到干擾破壞。水利工程師的職責是研究由平衡狀態到不平衡狀態再到平衡狀態的發展規律。只要遵循“因勢利導，因地制宜”的原則，合理規劃，周全設計，精心施工，加強科學管理，大多負面影響都可以得到緩解。

　　水利工程帶來的環境問題千變萬化，只要沒達到極度惡化的程度，就總能找到解決的辦法。水利工程能否帶來環境效益，能否把對環境的負面影響降低到最低限度是衡量水利工程建設成敗的重要標志之一。因此，我們必須充分發展和應用現代科學技術，深入研究自然與生態的平衡機制，研究人類改變自然時對生態的近期和長遠的影響。

　　為了建立生態環境友好的大型水電工程建設體系，需要重點進行以下工作。

　　(1)對能源的開發，不可僅僅盯著眼前的、局部的經濟利益，而應該著眼長遠，對整個生態系統負責。應按照“大水利”思路制定總體規劃，徹底改變“技術經濟最優”的工程目標。工程項目的選擇、建設和運營都要真正體現生態效益、經濟效益、社會效益的統籌兼顧。(2)完善有關法律，在不宜進行水電項目建設的自然保護區、風景名勝區、地質公園、森林公園、世界遺產區、生態功能區以及其他需要進行保護的區域內，劃定保護河段和保護流域區，禁止進行水電工程建設和其他大型工程建設。應真正把加強地區的生態建設與環境保護作為根本點和切入點，對嚴重破壞和影響生態環境、國家自然保護區、國家風景名勝區和世界遺產的水電建設項目，應該重新進行評估和審查。(3)因地制宜，確定適當的開發目標。過去的水力資源規劃，按照流域梯級開發模式，往往追求100%的開發率。由于移民和耕地的補償費用會越來越高，因此考慮社會穩定和保護耕地資源，在規劃時應因地制宜、選擇適當的開發目標，對于移民和淹沒耕地少、生態環境問題少的河流，可以100%地開發;對于移民和淹沒耕地多、生態環境問題大的河流，可以放棄部分河段的開發。參照多數發達國家的情況，水電資源平均開發率為70%～80%是可行的。(4)研究和完善移民政策，使移民能長期共享水電開發的效益。我國水庫移民經歷了安置型和開發型兩個階段，國家還出臺了庫區后期扶持政策。為了解決好移民能走上可持續發展的道路，有專家建議研究“投資型”移民政策。其主要思路是將淹沒的土地、房屋及其他有價設施進行評估，加上對生態環境的補償作為股份，參與水電開發建設，使移民和開發方形成利益共同體，使移民能長期共享水電開發的效益。建設期安置移民的費用通過預支若干年應得的收益來解決。移民區地方政府和移民代表作為股東參與工程建設的決策管理。這一建議值得研究探索。

　　總之，興修水利工程本身就是對其進行良性改造，使之朝著有利于人類的健康方向發展，但是興修大型水利工程，勢必要打破原有的生態平衡，關鍵是我們在工程的施工過程中，怎樣盡最大努力去減小人類對環境的不良影響。生態化建設走入水利工程當中來，無疑是將水利工程簡單的“防洪減災”的功能拓展至既防洪又與環境和生態建設規劃在一起，這是現在水利工程的一個新特點。隨著社會的迅速發展，水利工程和城市規劃在一起，這也是現在水利工程的一個新特點。隨著城市規模迅速擴大，工礦企業的逐年增加，水利工程的生態化建設，對保護人民的生命和財產安全、減少洪澇災害以及為經濟發展起到重要的作用，以致于更好地發揮工程的社會效益和環境效益，能夠更好地造福于人民。

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