水庫(kù)建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響

1、淺析水庫(kù)建設(shè)對(duì)環(huán)境的影響摘 要：水庫(kù)是集灌溉、防洪、發(fā)電以及漁業(yè)、旅游為一體的水 工建筑物。本文從水庫(kù)的作用，水庫(kù)對(duì)氣候、水質(zhì)等方面，分析了水 庫(kù)對(duì)自然環(huán)境和社會(huì)環(huán)境的影響。關(guān)鍵詞：水庫(kù) 環(huán)境影響社會(huì)影響興修水利工程，綜合開(kāi)發(fā)利用水資源，旨在興利除害，改造自然， 造福人類。然而由于人們環(huán)境意識(shí)和生態(tài)意識(shí)不強(qiáng)，對(duì)水利工程引起 的生態(tài)與環(huán)境問(wèn)題認(rèn)識(shí)不足，在工程的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，沒(méi)有全面研究工 程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響，在施工過(guò)程中對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)不夠重視，從 而使水利工程在帶來(lái)利益的同時(shí)，破壞了原有的生態(tài)環(huán)境，造成了不 可估景的損失。隨著環(huán)境科學(xué)的發(fā)展和人們生態(tài)意識(shí)的提高，水利建 設(shè)事業(yè)和其它經(jīng)濟(jì)建設(shè)一樣，

2、出現(xiàn)的環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越被人們所重視。1 1 水庫(kù)的作用1.11.1 防洪作用許多世紀(jì)以來(lái)，洪水給沿岸地區(qū)帶來(lái)無(wú)法估量的損失。洪水除 了毀壞國(guó)民經(jīng)濟(jì)各種設(shè)施以外， 還使農(nóng)作物減產(chǎn)、 牲畜死亡、 工業(yè) 企業(yè)和運(yùn)輸停頓、建筑物使用期限縮短甚至損壞、通信和供電中斷 等。在美國(guó)，總計(jì)有 40%40%以上的城市和 14001400 萬(wàn) hmhm2的土地遭受洪水 的威脅，亞洲國(guó)家每年由于洪水泛濫而使近 400400 萬(wàn) hmhm2土地上的農(nóng)作 物遭受損失，受洪水威脅的人口達(dá) 1701700 0萬(wàn)。洪水引起損失的大小，不僅取決于淹沒(méi)的范圍，而且也取決于 一系列其它因素：如洪水發(fā)生時(shí)間和持續(xù)時(shí)間，水位升高的速度和

3、 洪水來(lái)臨前的預(yù)報(bào)等。為了防洪必須利用水庫(kù)進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)，修建 蓄洪水庫(kù)，也可以在洪水期存蓄多余洪水。根據(jù)文獻(xiàn)1，分布在我國(guó)七大江河上的 245245 座大型水庫(kù)，其控 制流域面積約 150150 萬(wàn) kntknt 占七大江河總流域面積的 34%34%。這些水庫(kù)都己發(fā)揮或?qū)⒁l(fā)揮很大的防洪效益。特別是在抗御19981998 年長(zhǎng)江大洪水過(guò)程中，湖南 j j 湖北、江西、四川、重慶等 5 5 省市的 763763 座 大中型水庫(kù)參與了攔洪削峰，攔蓄洪水量 340340 億 m3,m3,發(fā)揮了重要作 用。1.21.2 灌溉和漁業(yè)作用世界上許多國(guó)家，由于缺水，特別是干旱年份，農(nóng)業(yè)將遭受很 大損失。地球

4、上土地灌溉面積如表 l l 所示，總灌溉面積中約 60%60%集 中在中國(guó)、印度、美國(guó)和前蘇聯(lián)。位于干旱和半干旱地區(qū)的所有國(guó) 家，水澆地的糧食收成比未灌溉的高 l l 倍1.1. 5 5 倍，個(gè)別年份甚至 達(dá)到 3 3 倍。氣候比較濕潤(rùn)地區(qū)，灌溉后的收成可提高 50%50%。在天然 狀況下，河流水資源不可能保證流域內(nèi)灌溉面積大幅度增加，因此 需要進(jìn)行徑流調(diào)節(jié)。建設(shè)水庫(kù)后徑流得到充分利用，故使灌溉面積 大大增加，同時(shí)又有可能在最優(yōu)澆水時(shí)間引水澆地，增加白流灌溉 面積，降低機(jī)灌費(fèi)用。水庫(kù)的修建改變了河流和湖泊的水文、熱力、水化學(xué)和水生物 的狀態(tài)，因而改變了魚(yú)類的遷徙、繁殖和食料的條件。某些大型水

5、庫(kù)，尤其是梯級(jí)水庫(kù)，顯著地調(diào)節(jié)了下游河道季節(jié)徑流。洪水歷時(shí) 和洪峰量的減少，引起產(chǎn)卵區(qū)面積縮小，因不能及時(shí)形成產(chǎn)卵的有 利條件，魚(yú)卵和種魚(yú)在產(chǎn)卵區(qū)死亡。結(jié)合不同魚(yú)類的產(chǎn)卵時(shí)期和產(chǎn) 卵地點(diǎn)，由于幼魚(yú)過(guò)早地離開(kāi)產(chǎn)卵場(chǎng)，縮短了魚(yú)的育肥期。水庫(kù)的 徑流調(diào)節(jié)，在枯水年對(duì)漁業(yè)的不利影響尤為顯著。為保護(hù)回游魚(yú)群 的種魚(yú)，必須在壩上游開(kāi)發(fā)產(chǎn)卵場(chǎng)。值得注意的是，修建大型水庫(kù)對(duì)漁業(yè)生產(chǎn)也有良好的作用。由 于水庫(kù)水面顯著擴(kuò)大，水庫(kù)的捕魚(yú)量比調(diào)節(jié)前的同一河段上的捕魚(yú) 量增加了許多倍。水庫(kù)還為內(nèi)陸水體養(yǎng)魚(yú)業(yè)開(kāi)發(fā)優(yōu)良品種創(chuàng)造了條 件。大多數(shù)水庫(kù)對(duì)增加當(dāng)?shù)氐臐O業(yè)資源具有重要的意義。如遼寧大2.12.1 對(duì)水質(zhì)的影響伙房水庫(kù)

6、2,20022002 年20042004 年漁業(yè)平均年產(chǎn)量 1543t1543t，收入 24802480 萬(wàn) 元。水庫(kù)漁業(yè)收入占水庫(kù)總收入的 21.21. 3%,3%,是水庫(kù)發(fā)電收益（8282 萬(wàn) 元）和灌溉收益（193193 萬(wàn)元）之和的 9 9 倍，為水庫(kù)綜合經(jīng)營(yíng)的主要來(lái)源。1.31.3 供水作用隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水資源短缺日益凸現(xiàn)，為了滿足城市不 斷發(fā)展的需水要求，單純依靠地下水和未經(jīng)調(diào)節(jié)的地表水越來(lái)越困 難。水庫(kù)具有調(diào)節(jié)徑流量的作用，一般水較清澈，水量和水位變化 較小，但水中含有大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，在光照條件下水生物過(guò)度生長(zhǎng) 和繁殖易導(dǎo)致水質(zhì)惡化，以至堵塞輸供水管道及增加凈水的難度， 因

7、此設(shè)計(jì)時(shí)都應(yīng)慎重對(duì)待。1.41.4 動(dòng)力作用要發(fā)展現(xiàn)代的動(dòng)力工業(yè)，不建水庫(kù)是不可思議的。水電站、抽 水蓄能電站、火電站和核電站都需要水庫(kù)。在世界上許多國(guó)家，建 設(shè)水電站是解決水資源綜合利用問(wèn)題的前提和基礎(chǔ)。而沒(méi)有水庫(kù)調(diào) 節(jié)的水電站徑流利用率很低（多低于 0.10.20.10.2）,其經(jīng)濟(jì)效益也低， 因?yàn)椴荒芾秘S水期的徑流。所以，修建水庫(kù)減少天然徑流不均勻 性，是合理利用水資源的前提。徑流調(diào)節(jié)能夠增加水電站的裝機(jī)容 量，增加發(fā)電量和提高徑流的發(fā)電利用程度，這往往也提高了水電 站本身的經(jīng)濟(jì)效益。通常，在河流上興建的不僅僅是單個(gè)水庫(kù)，而 是梯級(jí)水庫(kù)。它們之間不僅有電力聯(lián)系，也有水力聯(lián)系。修建調(diào)節(jié)

8、水庫(kù)可提高位于該水庫(kù)下游所有水電站的發(fā)電量， 因此水庫(kù)水電站 具有許多優(yōu)點(diǎn)。2 2 水庫(kù)對(duì)環(huán)境的影響水庫(kù)蓄水后，一方面吸納了流域匯流帶來(lái)的污染物，另一方面 原來(lái)流動(dòng)的水體滯留在庫(kù)內(nèi)，這些變化使得庫(kù)區(qū)水質(zhì)發(fā)生了變化。 它對(duì)水質(zhì)有正負(fù)兩方面的影響：1 1）有利影響。庫(kù)內(nèi)大體積水體流速慢，滯留時(shí)間長(zhǎng)， 有利于懸浮物的沉降，可使水體的濁度、色度降低；庫(kù)內(nèi)流速慢，藻類活動(dòng)頻繁，呼吸作用產(chǎn)生的 COCO 與水中鈣、鎂離子結(jié)合產(chǎn)生 CaCCOCaCCO MgCOMgCO沉淀下來(lái)，降低了水體硬度。2 2） 不利影響。庫(kù)內(nèi)水流流速小，降低了水、氣界面 交換的速率和污染物的遷移擴(kuò)散能力，使得水庫(kù)水體白凈能力比河

9、流弱；庫(kù)內(nèi)水流流速小，透明度增大，利于藻類光合作用，壩前儲(chǔ) 存數(shù)月甚至幾年的水，因藻類大量生長(zhǎng)而導(dǎo)致富營(yíng)養(yǎng)化。2.22.2 對(duì)氣候的影響1 1）對(duì)降雨、氣溫等氣象因子的影響。一般情況下，地區(qū)性氣候 狀況受大氣環(huán)流控制，但修建大中型水庫(kù)及灌溉工程后，原先的陸 地變成了水體或濕地，使局部地表空氣變得較濕潤(rùn)，對(duì)局部小氣候 會(huì)產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)在對(duì)降雨、氣溫等氣象因子的影響。2 2）對(duì)降雨地理位置和季節(jié)的影響。由于修建水庫(kù)形成了大面積 蓄水，在陽(yáng)光輻射下，蒸發(fā)量增加。一般夏季水面溫度低于陸地溫 度，水庫(kù)水面上部大氣層結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定，使降水量減少；冬季水面 溫度高于陸地溫度，大氣結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定性增加，降

10、水略有增加。根據(jù) 文獻(xiàn)3,及其上游建庫(kù)后雨量有所減少，而一定距離的外圍區(qū)域降 雨則有所增加，整個(gè)水庫(kù)流域范圍內(nèi)平均降水量變化不大。因此， 水庫(kù)修建引起了降雨地理位置和季節(jié)的重新分布。3 3）對(duì)氣溫的影響。從季節(jié)分析，春季氣溫回升，水體吸收熱量 升溫較慢，水面溫度低于陸地氣溫；秋冬季節(jié)氣溫下降，水體儲(chǔ)存 了大量的熱量，水溫下降，同時(shí)向大氣輸送大量熱能，使空氣增溫，水面溫度高于陸地溫度。從年平均氣溫看，蓄水后庫(kù)區(qū)平均氣溫略 有升高，并且年溫差、日溫差減小。2.32.3 對(duì)生物的影響水庫(kù)建成后，庫(kù)區(qū)生態(tài)環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)由 原來(lái)的陸地生態(tài)環(huán)境變成水生生態(tài)環(huán)境。天然植物被淹沒(méi)，原來(lái)的 白

11、然河流變成深水型水體。這種變化影響了庫(kù)區(qū)水生和陸生動(dòng)植物 種類、數(shù)量和分布。1 1）對(duì)陸生植物和動(dòng)物的影響。庫(kù)區(qū)的淹沒(méi)和庫(kù)區(qū)永久性的水庫(kù) 水電 T T程建筑物對(duì)其范圍內(nèi)的陸生植物和動(dòng)物會(huì)造成直接破壞，除 此之外，局部氣候的變化，土壤沼澤化、鹽堿化等也會(huì)對(duì)動(dòng)植物的 種類，結(jié)構(gòu)及生活環(huán)境造成影響。2 2）對(duì)水生生物的影響。水庫(kù)淹沒(méi)區(qū)和浸沒(méi)區(qū)原有植被的死亡， 以及土壤可溶鹽都會(huì)增加水體中氮磷的含量，庫(kù)區(qū)周圍農(nóng)田，森林 和草原的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨降雨徑流進(jìn)入水體，從而形成富營(yíng)養(yǎng)化的有利 條件。這些條件有利于浮游生物、底棲動(dòng)物及底生植物的牛長(zhǎng)繁殖， 喜歡流水生活和靜水生活的魚(yú)類的數(shù)量將在水庫(kù)內(nèi)增加，而對(duì)適應(yīng) 于

12、急流中?；畹聂~(yú)類，如體形細(xì)長(zhǎng)、善泳或有吸盤(pán)等吸附構(gòu)造的魚(yú) 類，將小能在庫(kù)內(nèi)生存。此外，水庫(kù)大壩的修建，會(huì)隔斷某些逆流 產(chǎn)卵的魚(yú)類的回游通道，影響這些魚(yú)的繁殖。2.42.4 水庫(kù)引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害水庫(kù)蓄水投入運(yùn)行后所遭受的破壞主要有滲漏、滑坡和開(kāi)裂，其中滲漏最為主要，其它兩種事故也與滲漏作用有關(guān)。滲漏分管涌、 流土、接觸沖刷和接觸流土四種滲流破壞類型。根據(jù)產(chǎn)生部位和原因的不同，滲漏主要有以下幾種類型：1 1） 下游壩坡滲漏。浸潤(rùn)面從下游壩坡出逸，致使壩坡濕潤(rùn)或 沼澤化。這種現(xiàn)象一般發(fā)生在均質(zhì)壩或混合土料壩型中。過(guò)高的浸 潤(rùn)面將增加滑坡的可能性；另外，在滲流的長(zhǎng)期作用下，以及白然 條件（溫度、降雨等）

13、的影響，壩坡土的抗剪強(qiáng)度將減小，從而引起 局部滲透破壞，導(dǎo)致壩坡滑塌；2 2） 壩后地面出現(xiàn)砂沸、砂環(huán)、泉涌、管涌或沼澤化。對(duì)表層 為透水性較小的粉細(xì)砂、淤泥或壤土，其下為強(qiáng)透水的砂礫石或砂 層的成層地基，若壩后沒(méi)有采取排水減壓（減壓井、溝）措施，或雖 有排水設(shè)施但濾層級(jí)配不良或施工質(zhì)量差，造成排水設(shè)施被堵塞，則此種地層的滲流出逸坡降往往是較大的。當(dāng)出逸坡降大于表層土 的臨界坡降時(shí)，壩后地面即出現(xiàn)砂沸等破壞現(xiàn)象。對(duì)單一地層，若 防滲設(shè)施質(zhì)量不高或滲流出口無(wú)排水濾層保護(hù)，在壩后地面也易產(chǎn) 生砂沸或管涌；3 3） 各種接觸部位滲漏。在壩體與壩基或岸坡、壩體與刺墻、 齒墻或涵管（剛性體）、兩種不同粒

14、徑土的界面、防滲設(shè)施與破碎基 巖等之間的各種接觸部位，由于設(shè)計(jì)和施工等多方面的原因，往往 易成為滲漏的捷徑，并引起接觸沖刷而導(dǎo)致壩的失事。如岳城水庫(kù) 就是由于礫石和中細(xì)砂之間層間系數(shù)過(guò)大，不滿足濾層要求，使得 中細(xì)砂涌入排水管，并在暗管上部壩坡出現(xiàn)塌坑一處；4 4） 混凝土防滲墻滲漏。在一些采用混凝土防滲墻的工程中， 一是由于施工技術(shù)和質(zhì)量 I I 可題，在墻的搭接處存在張開(kāi)的縫隙，縫 內(nèi)充填泥漿，從而降低防滲效果； 二是由于剛性防滲墻與塑料防滲 體的聯(lián)結(jié)部位設(shè)計(jì)不當(dāng)，易產(chǎn)生滲漏。如北京的西齋堂水庫(kù)，混凝 土防滲墻的滲漏就是由于墻段搭接不良引起的。5 5） 壩體裂縫滲漏。一旦壩基或壩體中產(chǎn)生了裂縫，大壩抗?jié)B 透破壞能力將顯著降低，從而引起滲漏事故；6 6） 巖溶滲漏。由于基巖內(nèi)存在未經(jīng)處理的、且與裂隙和斷層 連通的巖溶，是導(dǎo)致在基巖內(nèi)產(chǎn)生集中滲漏，沖刷與其接觸的防滲 體，并使下游覆蓋層承受較大的水頭，致使發(fā)生滲漏破壞；7 7） 繞壩滲漏。壩的兩岸山體裂隙、節(jié)理發(fā)育，或有斷層和巖 溶，或?yàn)橥杆牡谒募o(jì)堆積層，則繞壩滲流除影響山體本身的安全夕卜（例如浸潤(rùn)面過(guò)高引起滑坡），對(duì)壩體和壩基還產(chǎn)生如下不利影響: 抬