本文關(guān)鍵詞：平原河網(wǎng)地區(qū)水利工程水生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第27卷第5期2011年9月水資源保護(hù)WATER；Sep.2011；DOI:10.3969/j.issn.1004-；平原河網(wǎng)地區(qū)水利工程水生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建；韓龍喜1,2,賈更華2,楊鐘凱1,楊磊1,孫明園；(1.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院,江蘇南京210098;2；摘要:以太湖流域平原河網(wǎng)地區(qū)為例,從河流開發(fā)與保；體系；關(guān)鍵詞:平原河網(wǎng);水利工程;水文水動(dòng)力

第27卷第5期2011年9月水資源保護(hù)WATERRESOURCESPROTECTIONVol.27No.5

Sep.2011

DOI:10.3969/j.issn.1004-6933.2011.05.015

平原河網(wǎng)地區(qū)水利工程水生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)估指標(biāo)構(gòu)建

韓龍喜1,2,賈更華2,楊鐘凱1,楊　磊1,孫明園1

(1.河海大學(xué)環(huán)境學(xué)院,江蘇南京　210098;2.水利部太湖流域管理局,上�！�201100)

摘要:以太湖流域平原河網(wǎng)地區(qū)為例,從河流開發(fā)與保護(hù)的流域水生態(tài)安全概念出發(fā),基于平原河網(wǎng)地區(qū)水系的水文水動(dòng)力、水生態(tài)環(huán)境特征,根據(jù)水利工程的開發(fā)建設(shè)及運(yùn)行狀況,及其對(duì)水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的不同影響,對(duì)水利工程進(jìn)行分類,分別辨析不同水利工程對(duì)水文水動(dòng)力、水環(huán)境質(zhì)量、水生生物、底棲生物的影響,提出水利工程水生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo),構(gòu)建平原河網(wǎng)地區(qū)水利工程水生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)估指標(biāo)

體系。

關(guān)鍵詞:平原河網(wǎng);水利工程;水文水動(dòng)力;生態(tài)效應(yīng);指標(biāo)體系

中圖分類號(hào):TV213.4;X820.3　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A　　　文章編號(hào):1004-6933(2011)05-0065-05

Evaluationindexsystemofecologicalenvironmentalimpactofwaterconservancyprojectsinplainrivernetworkarea

HANLong-xi,JIAGeng-hua,YANGZhong-kai,YANGLei,SUNMing-yuan(1.CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098,China;2.TaihuBasinAuthority,MinistryofWaterResources,Shanghai201100,China)

Abstract:TakingtheplainrivernetworkareaoftheTaihuLakeBasinasanexample,startingfromthebasinwaterecologicalsafetyconceptofriverdevelopmentandprotection,andbasedonthehydrologyandhydrodynamics;thecharacteristicsofthewaterecologicalenvironmentofthewatersystemintheplainrivernetworkarea;thedevelopment,construction,andoperationconditionsofwaterconservancyprojects;andtheeffectsonthewaterecologicalenvironment,thewaterconservancyprojectswereclassified,andtheeffectsofdifferentwaterconservancyprojectsonthehydrologyandhydrodynamics,waterenvironmentquality,hydrobios,andbenthoswereidentified.Themainevaluationindexesofthewaterecologicalenvironmentalimpactassessmentofthewaterconservancyprojectswereputforward.Theevaluationindexsystemofthewaterecologicalenvironmentofwaterconservancyprojectsintheplainrivernetworkareawasestablished.

Keywords:plainrivernetwork;waterconservancy;hydrologyandhydrodynamics;ecologicaleffect;indexsystem　　水是人類生產(chǎn)和生活必不可少的寶貴資源,但其自然存在的狀態(tài)并不完全符合人類的需要。水利工程是河流功能開發(fā)的主要手段,只有修建水利工程,才能控制水流,防止洪澇災(zāi)害,并進(jìn)行水量的調(diào)節(jié)和分配,以滿足人民生活和生產(chǎn)對(duì)水資源的需要。

同時(shí),水是自然生態(tài)系統(tǒng)的決定性因素,水工程是河流功能開發(fā)的主要手段,也是影響流域生態(tài)狀

　　基金項(xiàng)目:水利部公益性行業(yè)專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)項(xiàng)目(201001028)

作者簡介:韓龍喜(1964—),男,江蘇揚(yáng)州人,教授,博士,主要從事環(huán)境水利學(xué)研究。E-mail:hanlongxi@sina.com

1,2

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況的主要?jiǎng)右�。水利工程的建設(shè)必然影響水生態(tài)系統(tǒng),而如何準(zhǔn)確評(píng)價(jià)分析水利工程對(duì)水生態(tài)環(huán)境的影響,一直是水利工程、水生態(tài)環(huán)境科研領(lǐng)域十分關(guān)注的熱點(diǎn)問題。

平原河網(wǎng)地區(qū)是我國水資源非常豐富的地區(qū),密布的河網(wǎng)為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展提供了寶貴資源和不竭動(dòng)力[1]。水利工程的建設(shè)將不可避免地對(duì)水

·

文水動(dòng)力、水環(huán)境質(zhì)量、水生生物、底棲生物等生境因子產(chǎn)生不同程度的影響,而從眾多的可能影響因子中篩選出主要影響因子,是開展水利工程生態(tài)環(huán)境效應(yīng)評(píng)估的前置工作,但目前學(xué)術(shù)界在該方面缺少系統(tǒng)、深入的研究[2]。

我國對(duì)水利工程的生態(tài)效應(yīng)研究始于20世紀(jì)70年代末,通過生態(tài)效應(yīng)評(píng)估,可以確定采取防治措施的必要性以及減少負(fù)面效應(yīng)的具體措施,避免生態(tài)環(huán)境的惡化。文獻(xiàn)[3]以長江下游東部河網(wǎng)地區(qū)作為研究平原河網(wǎng)健康的典型,依據(jù)指標(biāo)體系建立的原則,從河網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、生態(tài)環(huán)境功能和社會(huì)服務(wù)功能角度構(gòu)建了包含多重層次的生態(tài)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系,所建立的指標(biāo)體系并未針對(duì)水利工程的生態(tài)效應(yīng);文獻(xiàn)[2]從河流開發(fā)與保護(hù)的流域生態(tài)安全概念出發(fā),基于驅(qū)動(dòng)力-壓力-狀態(tài)-影響-響應(yīng)(DPSIR)的模型方法,構(gòu)建了水工程規(guī)劃設(shè)計(jì)的關(guān)鍵生態(tài)指標(biāo)體系,但對(duì)于平原河網(wǎng)地區(qū)該指標(biāo)體系缺乏針對(duì)性;文獻(xiàn)[4]分析了河流建造大壩對(duì)其生態(tài)系統(tǒng)的環(huán)境影響,主要適用于山區(qū)型河流;文獻(xiàn)[5-6]主要分析了攔河閘運(yùn)行過程中可能對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的影響,提出了具有建設(shè)性的對(duì)策和措施。綜合國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,現(xiàn)有研究成果缺乏對(duì)河網(wǎng)地區(qū)不同類型水利工程的生態(tài)影響指標(biāo)體系的系統(tǒng)研究。筆者從流域生態(tài)安全的角度出發(fā),辨析不同類型水利工程對(duì)水文水動(dòng)力、水環(huán)境質(zhì)量、水生生物、底棲生物的影響,構(gòu)建符合平原河網(wǎng)地區(qū)水生態(tài)環(huán)境、水利工程運(yùn)行特征的生態(tài)影響指標(biāo)體系,對(duì)有效、有針對(duì)性地開展該類區(qū)域水利工程環(huán)境影響效應(yīng)評(píng)估具有重要意義。

那些具有相對(duì)獨(dú)立性的指標(biāo),指標(biāo)含義不重復(fù)。

d.可比性和實(shí)用性原則:指標(biāo)應(yīng)簡明、直觀,與現(xiàn)有國家統(tǒng)計(jì)指標(biāo)體系相銜接,易于獲取,方便實(shí)用。適應(yīng)地方監(jiān)測力量、數(shù)據(jù)資料及技術(shù)設(shè)備,盡可能利用現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)指標(biāo)或可通過調(diào)查、監(jiān)測獲得的數(shù)據(jù)。

2　平原河網(wǎng)地區(qū)水生態(tài)環(huán)境影響因子識(shí)別

2.1　平原河網(wǎng)地區(qū)水生態(tài)安全

水生態(tài)安全主要表現(xiàn)在水量安全、水質(zhì)安全、水生態(tài)環(huán)境安全和與水有關(guān)的經(jīng)濟(jì)安全4方面。水量安全是指水資源供給能夠滿足生產(chǎn)、生活、生態(tài)和生命體的需要,主要是從水資源供需和可持續(xù)利用的角度來考察的,反映的是水資源多功能特性;水質(zhì)安全是針對(duì)水污染而言的,是指水資源污染的程度被控制在環(huán)境自凈能力之內(nèi),經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不因水質(zhì)變化導(dǎo)致的生態(tài)破壞和水質(zhì)性缺水而受損,反映了水資源的質(zhì)量特征;水生態(tài)環(huán)境安全是指人們在獲得安全用水的設(shè)施和經(jīng)濟(jì)條件的過程中[7],所獲得的水能滿足清潔生態(tài)和健康環(huán)保的要求,既滿足生活和生產(chǎn)的需要,又使自然環(huán)境得到妥善保護(hù)的一種社會(huì)狀態(tài);與水有關(guān)的經(jīng)濟(jì)安全是指保障經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展不因水資源及水環(huán)境問題而受損或受到威脅,反映了水資源的社會(huì)屬性。根據(jù)平原河網(wǎng)地區(qū)水生態(tài)、水利工程基本特征及可能引起的水生態(tài)安全問題,主要從水量、水質(zhì)、水生態(tài)環(huán)境3個(gè)方面構(gòu)建境效應(yīng)評(píng)估指標(biāo)體系。2.1　水利工程建設(shè)及分類

平原河網(wǎng)地區(qū)水利工程,就建設(shè)內(nèi)容而言主要包括堤防整治工程、河道疏浚工程、樞紐調(diào)節(jié)工程、湖泊疏浚工程等。以我國典型的平原河網(wǎng)區(qū)域太湖流域?yàn)槔?1949年后陸續(xù)興建了沿江河道工程(開挖、拓浚主要入江河道14條)、望虞河工程(開挖河道37.6km;長江口門節(jié)制閘1座,支流節(jié)制閘13座,套閘12座,船閘1座,水流立交工程;泵站)、太浦河樞紐工程(太浦閘等節(jié)制閘多座,河道拓浚,北窯港水利樞紐,抽水站)、環(huán)太湖大堤工程(堤防整治282.0km;節(jié)制閘、套閘、船閘多座)、杭嘉湖南排工程、湖西引排工程、東西苕溪防洪工程、武澄錫引排工程、杭嘉湖北排工程、黃浦江治理工程(兩岸約270km防洪堤)、新溝河延伸拓浚工程、蘇州市東太湖綜合整治工程。根據(jù)太湖流域水利工程建設(shè)內(nèi)容、性質(zhì)及其可能對(duì)水生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生的影響,將工程內(nèi)容按生態(tài)影響的不同,分為樞紐工程、河道整治工程、湖泊疏浚工程,不同類型工程內(nèi)容及其生態(tài)影響特征見表1。

1　指標(biāo)體系構(gòu)建原則

水工程對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的效應(yīng)是多層次、多因素的,不同指標(biāo)對(duì)生態(tài)環(huán)境壓力和響應(yīng)的敏感性存在顯著差異,在指標(biāo)體系中的重要性也不盡相同,必須關(guān)注

重要的和主要的指標(biāo)。選取原則有:

a.科學(xué)性和綜合性原則:指標(biāo)體系應(yīng)建立在科學(xué)的基礎(chǔ)上,指標(biāo)概念必須明確,具有明確的科學(xué)內(nèi)涵,能客觀反映生態(tài)系統(tǒng)客觀特征,度量不同類型水工程對(duì)水網(wǎng)地區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)的效應(yīng),盡量定量化。

b.完備性和代表性原則:指標(biāo)體系作為一個(gè)整體,要比較全面地反映被評(píng)價(jià)區(qū)域的發(fā)展特征,既能反映環(huán)境質(zhì)量狀況,也能反映未來的發(fā)展特征。同時(shí)指標(biāo)設(shè)置力求少而精,選取的指標(biāo)應(yīng)具有較高的代表性,有效反映不同水工程對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響,能客觀反映水利工程建設(shè)和水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的關(guān)系。

c.獨(dú)立性原則:度量水工程水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量影響的指標(biāo)往往存在信息上的重疊,所以要盡量選擇

2.2　水生態(tài)屬性分析及要素劃分

水利工程建設(shè)是人類進(jìn)行河流開發(fā)利用的主要手段,同時(shí)也對(duì)流域生態(tài)安全產(chǎn)生直接而深刻的影響。按內(nèi)部邏輯關(guān)系分析水利工程建設(shè)對(duì)流域生態(tài)系統(tǒng)的影響,水工程建設(shè)改變了河流自然循環(huán)和社會(huì)水循環(huán)兩個(gè)過程,其中河流自然循環(huán)主要表現(xiàn)在物理形態(tài)、水文水動(dòng)力、水環(huán)境質(zhì)量、水生態(tài)和底棲生物生境形態(tài)。平原河網(wǎng)地區(qū)水工程生態(tài)效應(yīng)的關(guān)鍵水生態(tài)指標(biāo)體系從河湖物理形態(tài)、水文水動(dòng)力、水環(huán)境質(zhì)量、水生生物生境和底棲生物生境形態(tài)等5個(gè)方面進(jìn)行構(gòu)建。

2.2.1　河湖物理形態(tài)

水工程建設(shè)可改變河流原有的幾何形態(tài)特征,如河道上修建水庫、堤防將改變河流的縱向和橫向連通性,影響庫岸、河流岸坡的穩(wěn)定性等。河流地貌屬性主要包括河流特征、連通性和穩(wěn)定性等要素,主要考慮河流斷面尺寸(如寬度、深度、邊坡等)、河底坡降、岸坡穩(wěn)定性、河道人工改造的情況、河岸植被覆蓋情況等,同時(shí)要考慮河網(wǎng)的水流連通性、魚類洄游通道連通性等。2.2.2　水文水動(dòng)力

水工程建設(shè)可調(diào)節(jié)水資源的時(shí)間、空間分布,使汛期高峰流量減少,非汛期枯水流量增加,此外調(diào)水工程等還會(huì)引起河段流域內(nèi)及不同流域間水資源的變化,水工程導(dǎo)致的水文過程變化是影響河流生態(tài)系統(tǒng)的首要因素,是河流地貌演變的直接動(dòng)力,可在不同時(shí)空尺度上影響其生態(tài)過程。水文情勢的改變又會(huì)進(jìn)一步引起水體水動(dòng)力特征等重要水生生境因子的改變。描述水文水動(dòng)力的因子主要包括水位、流速、流向、流量等,可通過平原河網(wǎng)地區(qū)水動(dòng)力模型,采用情景分析方法,分析工程運(yùn)行調(diào)度對(duì)水文水動(dòng)力因子的影響。

2.2.3　水環(huán)境質(zhì)量

水環(huán)境質(zhì)量是自然環(huán)境中最基本的組成要素,也是流域生態(tài)安全的重要組成部分,由河湖水體、生物繁衍棲息地以及納入水體的各種物質(zhì)等組成,是流域能量和物質(zhì)交換的重要載體,具有易破壞、易污染的特點(diǎn)。水環(huán)境質(zhì)量屬性一般包括水溫、水質(zhì)等要素,如COD、NH3-N、TP、TN、SS、石油類等�？赏ㄟ^平原河網(wǎng)地區(qū)水質(zhì)模型,采用情景分析方法,分析工程運(yùn)行調(diào)度對(duì)主要水質(zhì)因子的影響。2.2.4　水生生物生境

河流、湖泊等水體可為眾多水生生物提供適合生存的環(huán)境,這些生物在河湖中覓食、繁殖形成生物群落。大量資料表明,生物群落多樣性與非生物環(huán)境的空間異質(zhì)性存在正相關(guān)關(guān)系,這種關(guān)系反映了

生命系統(tǒng)與非生命系統(tǒng)之間的依存與耦合關(guān)系。河流水文條件、水環(huán)境和河流地貌構(gòu)成了水生生物棲息地的自然邊界,其完整性是水生生物正常完成生活史的必要條件。在不同的生活史階段,水生生物對(duì)流量、流速、水質(zhì)、水深、水溫等有不同的要求和耐受程度,只有在其耐受范圍內(nèi),水生生物才能正常完成生活史[8]。

水工程改變上述生境要素,進(jìn)而影響生物量和物種組成。水生生物及棲息地可通過生物多樣性、水生植物特征、生態(tài)敏感區(qū)及魚類棲息地等多要素進(jìn)行表征�？赏ㄟ^長系列調(diào)查對(duì)比分析、類比分析、數(shù)學(xué)模型、專家咨詢等方法,分析評(píng)估水利工程對(duì)水生生境的影響。

表1　平源河網(wǎng)地區(qū)水利工程內(nèi)容分類及其生態(tài)影響特征

工程類別樞紐工程(閘、泵站)河道拓浚、堤防整治工程

湖泊疏浚工程

主要水生態(tài)影響要素

物理形態(tài)、水文水動(dòng)力、水質(zhì)、水生生物

生境

物理形態(tài)、水文水動(dòng)力、底棲生物生境水文水動(dòng)力、水質(zhì)、底棲生物生境

[7]

2.2.5　底棲生物生境

河道、湖泊底泥中的營養(yǎng)鹽、重金屬含量是衡量底泥質(zhì)量的重要指標(biāo);生活在河底的底棲動(dòng)物群落具有重要的生態(tài)學(xué)作用。水利工程特別是疏浚工程、河道整治工程可能對(duì)底棲生物生境產(chǎn)生影響,底棲生物生境因子主要包括底泥質(zhì)量、底棲動(dòng)物生物量、多樣性,可通過工程前后調(diào)查對(duì)比分析、類比分析、數(shù)學(xué)模型、專家咨詢等方法,分析評(píng)估水利工程對(duì)底棲生境的影響。

2.3　樞紐工程水生態(tài)環(huán)境影響因子識(shí)別2.3.1　河湖物理形態(tài)

a.水流連通性。閘、泵站等河道樞紐工程的擋蓄作用破壞了水系的連通性,造成水流阻隔。部分?jǐn)r河閘在整個(gè)枯水期基本關(guān)閉,大大降低了河道間的水流交換,同時(shí)可能改變部分河道的流向。

b.魚類洄游通道連通性。閘、泵站等樞紐工程的建設(shè)阻斷了河道,使得某些洄游魚類的洄游通道被切斷,無法上溯到產(chǎn)卵場繁殖;在樞紐工程上游孵化的魚苗隨著水流卷進(jìn)水輪機(jī),因受到強(qiáng)大的水壓力沖擊而大量死亡。攔河建筑物使河流水生生境片斷化,阻隔魚類洄游通道,阻礙上下游魚類種質(zhì)交流

[9]

。根據(jù)樞紐工程在不同水文時(shí)期的運(yùn)行調(diào)度情

況,洄游性魚類可能被迫改變洄游遷移線路。2.3.2　水文水動(dòng)力

樞紐工程引水、排水,增加了流域河網(wǎng)和連通湖泊所需的水量,而且加快了河網(wǎng)和湖泊水體的流速,縮短了湖泊水體的置換周期。樞紐工程的建設(shè),使

·

得具有天然河流特征的水文狀態(tài)發(fā)生改變,如水位流量關(guān)系的變化、河網(wǎng)局部水流流向的改變等。同時(shí),河流水文情勢、水動(dòng)力特征的改變也是水環(huán)境質(zhì)量、生態(tài)環(huán)境影響等一系列變化的主要原因。

a.水位、流量、流速。閘、泵站可以改變河流的自然流態(tài),具有引水排澇、調(diào)節(jié)水量時(shí)空分配的能力。在樞紐工程運(yùn)行時(shí)期,通過閘、泵站的調(diào)度,河網(wǎng)內(nèi)部、河網(wǎng)與外部水體水量交換的時(shí)間、空間分布特征發(fā)生較大變化,如閘、泵站引水期間,河網(wǎng)水量較天然無調(diào)控狀態(tài)下大幅增加,具體表現(xiàn)在引入?yún)^(qū)水體水位、流量、流速的大幅增加,其周邊河道水位、流速、流量也會(huì)較天然狀況發(fā)生較大變化。同樣地,泵站排水期對(duì)排澇區(qū)及周邊河網(wǎng)水位、流量、流速產(chǎn)生較大影響。在非運(yùn)行期,通過關(guān)閉閘門,能有效地保持閘前后的水位差,保持較小流量和流速。與此同時(shí),由于水利樞紐工程的運(yùn)行調(diào)度,河網(wǎng)季節(jié)性洪峰流量、急流狀態(tài)喪失。同時(shí),在樞紐工程運(yùn)行調(diào)度期間,河網(wǎng)內(nèi)水位急劇變化,改變了河網(wǎng)原有水流流態(tài),并造成河網(wǎng)局部區(qū)域的流向發(fā)生改變。

b.泥沙輸移特征。一個(gè)水文年中的大部分時(shí)段,平原河網(wǎng)水流往往較為平緩,因此含沙量較小。但是對(duì)于河網(wǎng)引水工程,水源往往來源于河網(wǎng)外部(如太湖望虞河引水樞紐引水來自于長江)引水水源流速較大,含沙量大大高于河網(wǎng)內(nèi)部水體,相對(duì)高含沙的水體引入河網(wǎng)后,一方面引起河網(wǎng)水體含沙量的顯著增加,另一方面,由于流速的減小,泥沙沉淀,進(jìn)一步引起河床的幾何形態(tài)改變。2.3.3　水環(huán)境質(zhì)量

樞紐工程運(yùn)行調(diào)度改變了河流的水文、水動(dòng)力特征,相應(yīng)的對(duì)水環(huán)境質(zhì)量產(chǎn)生間接但顯著的影響。

a.好氧性有機(jī)物。樞紐工程非運(yùn)行期,水流流速、流量較小,水體停留時(shí)間較長,水體對(duì)污染物的稀釋作用不顯著;同時(shí),由于泵站、閘的關(guān)閉而導(dǎo)致水流流速減小,降低了水、氣界面溶解氧交換的速率,復(fù)氧能力減弱,使得水體自凈能力減弱。而在泵站、閘等樞紐工程的引水期間,河網(wǎng)水流流速、流量較大,水體稀釋作用明顯。一般情況下,引水水質(zhì)好于河網(wǎng)內(nèi)水質(zhì),河網(wǎng)內(nèi)好氧性有機(jī)物如COD、BOD等濃度出現(xiàn)顯著下降。

b.營養(yǎng)鹽。樞紐工程的非運(yùn)行期,河網(wǎng)水體流速緩慢,滯留時(shí)間較長,有利于懸浮物的沉降,可使水體的濁度、色度降低,透明度增大,從而利于藻類光合作用。蓄積數(shù)月的水體,因藻類大量生長,可能導(dǎo)致富營養(yǎng)化。懸移物質(zhì)沉積于水底,長期累積,不易遷移,其中含有的TN、TP會(huì)形成次生污染源[9];引水期間,隨著水量的增長、流速的加快,稀釋作用[8]

更為顯著,根據(jù)來水的水質(zhì),河網(wǎng)內(nèi)水體水質(zhì)會(huì)得到

一定程度改善,營養(yǎng)鹽、富營養(yǎng)化水平也會(huì)出現(xiàn)下降趨勢。

2.4　河道拓浚、堤防整治工程水生態(tài)環(huán)境影響因子識(shí)別

　　根據(jù)平原河網(wǎng)地區(qū)河道拓浚、堤防整治工程的特點(diǎn)及其對(duì)河道水生態(tài)環(huán)境的影響,分別從水文水動(dòng)力、水環(huán)境質(zhì)量、水生生物生境、底棲生境等4個(gè)屬性層面篩選生態(tài)影響評(píng)價(jià)因子。2.4.1　水文水動(dòng)力

河道拓浚、堤防整治工程改變了河道的自然屬性,使河流原有的流量、流速、水流結(jié)構(gòu)等水文特征發(fā)生變化。如,河床床面物質(zhì)的改變使原本粗糙的河床變得光滑,過水能力增大,同級(jí)別水位相應(yīng)流量增大,流速也增大。河道拓浚、堤防整治工程通常還會(huì)使河寬、河道坡降等變得比較均勻,整治后的河床常用輸水性能好又便于施工的梯形等單一且規(guī)則的斷面形式,使得水流流速均一化,破壞了原有河道多樣性的特征。但對(duì)于平原河網(wǎng)地區(qū),河道眾多,河道拓浚、加固工程對(duì)單一河道的水位影響微弱,因此選定流速、流量、水流結(jié)構(gòu)作為河道拓浚、堤防整治工程生態(tài)效益評(píng)價(jià)的水文水動(dòng)力評(píng)價(jià)因子。2.4.2　水環(huán)境質(zhì)量

河道拓浚、堤防整治工程不可避免地?cái)_動(dòng)了河道底質(zhì),原本已經(jīng)達(dá)到平衡的底泥-水體的污染物交換平衡發(fā)生了改變,水體中的污染物濃度將會(huì)發(fā)生變化。由于河流水體及河濱地帶的水生生物量減少,從而在一定程度上削弱了河流的自凈能力,但是在流速增大的同時(shí),自凈系數(shù)也會(huì)隨之加大,在一定程度上增加了河流的自凈能力,水環(huán)境容量會(huì)發(fā)生一定程度的變化。考慮到河道拓浚、加固工程對(duì)污染物濃度的影響具有很大的不確定性,而環(huán)境容量可以最直觀地反應(yīng)工程實(shí)施前后的水環(huán)境變化情況,因此,選擇環(huán)境容量作為水質(zhì)效應(yīng)的評(píng)價(jià)因子。2.4.3　水生生物生境

河流形態(tài)多樣性是生物物種多樣性的前提,河流形態(tài)的規(guī)則化、單一化,在不同程度上對(duì)生物多樣性造成影響[8]。河流的水生植物主要生存在河流濱岸地帶,河道拓浚、堤防整治工程的實(shí)施,破壞了原有的河濱地帶水生植物群落,打破了原有的生態(tài)平衡,減少了河流水體及河濱地帶的水生生物量,進(jìn)而影響了水生生物的多樣性。群落結(jié)構(gòu)是指群落間物種的構(gòu)成,包括營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)(垂直分布和水平分布)、時(shí)間結(jié)構(gòu)(晝夜節(jié)律和季節(jié)變化)和物種結(jié)構(gòu)等各個(gè)方面,能夠較好地反應(yīng)河道拓浚、加固工程實(shí)施后的影響,所以選擇水生生物群落結(jié)構(gòu)作為水

[10]

生生物生境的評(píng)價(jià)因子。2.4.4　底棲生境

河道拓浚、堤防整治工程在一定程度上減少河道底泥的量,底棲生境被完全破壞,這種幾年乃至幾十年建立的生態(tài)系統(tǒng)一旦被破壞,將很難修復(fù)和重建[5]。底棲生物的生物量將發(fā)生改變,部分物種有可能會(huì)消失,最終直接導(dǎo)致底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,底棲動(dòng)物多樣性指數(shù)發(fā)生改變。河道拓浚、加固后,底棲動(dòng)物群落開始重建,適應(yīng)新環(huán)境的種群將成為優(yōu)勢種群,原有的群落結(jié)構(gòu)平衡被打破,最終會(huì)形成新的底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)。因?yàn)榈讞珓?dòng)物的情況可以間接地反應(yīng)底泥質(zhì)量,因此從指標(biāo)選取的獨(dú)立性原則出發(fā),不單獨(dú)考慮底泥質(zhì)量,選擇底棲動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)作為底棲生境評(píng)價(jià)因子。

2.5　湖泊疏浚工程水生態(tài)環(huán)境影響因子識(shí)別2.5.1　水文水動(dòng)力

湖泊疏浚工程的實(shí)施,清除了大量的淤泥,變相地增大了湖泊的蓄水量。降低了湖泊及相連河網(wǎng)的水位,提高了防洪能力,延長了湖泊的壽命。再者,由于疏浚后平均水深及水下地形的變化,導(dǎo)致疏浚前后湖水流速也產(chǎn)生相應(yīng)的變化。因此,選擇蓄水量、流速作為湖泊疏浚工程水文水動(dòng)力生態(tài)影響評(píng)價(jià)因子。

2.5.2　水環(huán)境質(zhì)量

富營養(yǎng)化是平原河網(wǎng)地區(qū)湖泊主要的水生態(tài)問題,湖泊底泥中積聚大量的營養(yǎng)鹽,是湖泊水體潛在的污染源。當(dāng)外污染源受到控制后,底泥對(duì)上覆水體的影響就會(huì)突出表現(xiàn)出來,成為影響上覆水體水質(zhì)的重要因素。平原河網(wǎng)地區(qū)的湖泊多為淺水湖泊,由風(fēng)浪引起的沉積物再懸浮非常頻繁,而沉積物的再懸浮過程能夠?qū)е鲁练e物營養(yǎng)鹽的釋放。但疏浚后的沉積物相對(duì)比較密實(shí),含水率較低、孔隙率小,在疏浚后早期,疏浚后的新生表層不易發(fā)生沉積物再懸浮,從而能夠減少由于沉積物再懸浮引起的氮、磷釋放。

疏浚后湖泊的平均水深、水量、湖泊容積等都會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,流速也有一定的增加,從而使污染物自凈能力增強(qiáng),水環(huán)境容量及水環(huán)境承載能力增大,可在一定程度上改善湖泊水環(huán)境質(zhì)量。綜上,選擇TP、TN等營養(yǎng)鹽的底泥釋放通量、湖泊水環(huán)境容量作為湖泊疏浚工程生態(tài)效應(yīng)評(píng)價(jià)的水質(zhì)因子。2.5.3　底棲生境

底泥疏浚會(huì)導(dǎo)致沉積物理化性質(zhì)(如粒度組成、有機(jī)質(zhì)含量)的變化,底棲動(dòng)物生活在沉積物的表

層,在疏浚過程中整個(gè)底棲生境必然受到破壞,湖泊

底棲動(dòng)物生物量會(huì)不同程度的降低。再者,湖泊疏浚后往往會(huì)徹底改變底棲生境,引起種群的更替,從而改變?nèi)郝涞慕M成。有研究表明,湖泊疏浚后湖泊底泥中具有較低豐度的或稀有的底棲生物種群將喪失。因此,選擇底棲動(dòng)物數(shù)量及多樣性作為湖泊疏浚工程底棲生境生態(tài)影響的評(píng)價(jià)因子。

3　小　結(jié)

基于平原河網(wǎng)地區(qū)水利工程的基本特征、主要功能,筆者對(duì)平原河網(wǎng)地區(qū)的水生態(tài)屬性進(jìn)行了分析,對(duì)各種不同類型的工程可能產(chǎn)生的生態(tài)影響進(jìn)行了初步識(shí)別,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行了基于生態(tài)影響的水工程分類。進(jìn)一步地,分別對(duì)工程實(shí)踐中最為常見的泵閘樞紐工程、河道拓浚及堤防整治工程、湖泊疏浚工程這3類工程進(jìn)行了水生態(tài)影響辨析。基于平原河網(wǎng)地區(qū)水生態(tài)系統(tǒng)特征、環(huán)境現(xiàn)狀,從河湖物理形態(tài)、水文水動(dòng)力、水環(huán)境質(zhì)量、水生生物生境、底棲生境等5個(gè)方面,分析了水利工程建設(shè)及運(yùn)行的主要生態(tài)影響因子,研究成果可為平原河網(wǎng)地區(qū)水工程生態(tài)影響評(píng)價(jià)分析提供技術(shù)參考。參考文獻(xiàn):

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(收稿日期:2011-06-30　編輯:徐　娟)

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