水库建设对环境的影响

浅析水库建设对环境的影响 摘摘 要要 水库是集灌溉 防洪 发电以及渔业 旅游为一体的水工 建筑物 本文从水库的作用 水库对气候 水质等方面 分析了水库 对自然环境和社会环境的影响 关键词关键词 水库 环境影响社会影响 兴修水利工程 综合开发利用水资源 旨在兴利除害 改造自然 造福人类 然而由于人们环境意识和生态意识不强 对水利工程引起 的生态与环境问题认识不足 在工程的规划设计中 没有全面研究工 程对生态环境的影响 在施工过程中对生态环境的保护不够重视 从 而使水利工程在带来利益的同时 破坏了原有的生态环境 造成了不 可估量的损失 随着环境科学的发展和人们生态意识的提高 水利建 设事业和其它经济建设一样 出现的环境问题越来越被人们所重视 1 水库的作用水库的作用 1 1 防洪作用 许多世纪以来 洪水给沿岸地区带来无法估量的损失 洪水除 了毁坏国民经济各种设施以外 还使农作物减产 牲畜死亡 工业 企业和运输停顿 建筑物使用期限缩短甚至损坏 通信和供电中断 等 在美国 总计有 40 以上的城市和 1400 万 hm2的土地遭受洪水 的威胁 亚洲国家每年由于洪水泛滥而使近 400 万 hm2土地上的农 作物遭受损失 受洪水威胁的人口达 1700 万 洪水引起损失的大小 不仅取决于淹没的范围 而且也取决于 一系列其它因素 如洪水发生时间和持续时间 水位升高的速度和 洪水来临前的预报等 为了防洪必须利用水库进行径流调节 修建 蓄洪水库 也可以在洪水期存蓄多余洪水 根据文献 1 分布在我国七大江河上的 245 座大型水库 其控 制流域面积约 150 万 km3 占七大江河总流域面积的 34 这些水 库都己发挥或将要发挥很大的防洪效益 特别是在抗御 1998 年长江 大洪水过程中 湖南 j 湖北 江西 四川 重庆等 5 省市的 763 座 大中型水库参与了拦洪削峰 拦蓄洪水量 340 亿 m3 发挥了重要作 用 1 2 灌溉和渔业作用 世界上许多国家 由于缺水 特别是干旱年份 农业将遭受很 大损失 地球上土地灌溉面积如表 l 所示 总灌溉面积中约 60 集 中在中国 印度 美国和前苏联 位于干旱和半干旱地区的所有国 家 水浇地的粮食收成比未灌溉的高 l 倍 1 5 倍 个别年份甚至 达到 3 倍 气候比较湿润地区 灌溉后的收成可提高 50 在天然 状况下 河流水资源不可能保证流域内灌溉面积大幅度增加 因此 需要进行径流调节 建设水库后径流得到充分利用 故使灌溉面积 大大增加 同时又有可能在最优浇水时间引水浇地 增加自流灌溉 面积 降低机灌费用 水库的修建改变了河流和湖泊的水文 热力 水化学和水生物 的状态 因而改变了鱼类的迁徙 繁殖和食料的条件 某些大型水 库 尤其是梯级水库 显著地调节了下游河道季节径流 洪水历时 和洪峰量的减少 引起产卵区面积缩小 因不能及时形成产卵的有 利条件 鱼卵和种鱼在产卵区死亡 结合不同鱼类的产卵时期和产 卵地点 由于幼鱼过早地离开产卵场 缩短了鱼的育肥期 水库的 径流调节 在枯水年对渔业的不利影响尤为显著 为保护回游鱼群 的种鱼 必须在坝上游开发产卵场 值得注意的是 修建大型水库对渔业生产也有良好的作用 由 于水库水面显著扩大 水库的捕鱼量比调节前的同一河段上的捕鱼 量增加了许多倍 水库还为内陆水体养鱼业开发优良品种创造了条 件 大多数水库对增加当地的渔业资源具有重要的意义 如辽宁大 伙房水库 2 2002 年 2004 年渔业平均年产量 1543t 收入 2480 万 元 水库渔业收入占水库总收入的 21 3 是水库发电收益 82 万 元 和灌溉收益 193 万元 之和的 9 倍 为水库综合经营的主要来源 1 3 供水作用 随着社会经济的发展 水资源短缺日益凸现 为了满足城市不 断发展的需水要求 单纯依靠地下水和未经调节的地表水越来越困 难 水库具有调节径流量的作用 一般水较清澈 水量和水位变化 较小 但水中含有大量的营养物质 在光照条件下水生物过度生长 和繁殖易导致水质恶化 以至堵塞输供水管道及增加净水的难度 因此设计时都应慎重对待 1 4 动力作用 要发展现代的动力工业 不建水库是不可思议的 水电站 抽 水蓄能电站 火电站和核电站都需要水库 在世界上许多国家 建 设水电站是解决水资源综合利用问题的前提和基础 而没有水库调 节的水电站径流利用率很低 多低于 0 1 0 2 其经济效益也低 因为不能利用丰水期的径流 所以 修建水库减少天然径流不均匀 性 是合理利用水资源的前提 径流调节能够增加水电站的装机容 量 增加发电量和提高径流的发电利用程度 这往往也提高了水电 站本身的经济效益 通常 在河流上兴建的不仅仅是单个水库 而 是梯级水库 它们之间不仅有电力联系 也有水力联系 修建调节 水库可提高位于该水库下游所有水电站的发电量 因此水库水电站 具有许多优点 2 2 水库对环境的影响水库对环境的影响 2 1 对水质的影响 水库蓄水后 一方面吸纳了流域汇流带来的污染物 另一方面 原来流动的水体滞留在库内 这些变化使得库区水质发生了变化 它对水质有正负两方面的影响 1 有利影响 库内大体积水体流速慢 滞留时间长 有利 于悬浮物的沉降 可使水体的浊度 色度降低 库内流速慢 藻类 活动频繁 呼吸作用产生的 CO2与水中钙 镁离子结合产生 CaCO3 和 MgCO3并沉淀下来 降低了水体硬度 2 不利影响 库内水流流速小 降低了水 气界面交换的 速率和污染物的迁移扩散能力 使得水库水体自净能力比河流弱 库内水流流速小 透明度增大 利于藻类光合作用 坝前储存数月 甚至几年的水 因藻类大量生长而导致富营养化 2 2 对气候的影响 1 对降雨 气温等气象因子的影响 一般情况下 地区性气候 状况受大气环流控制 但修建大中型水库及灌溉工程后 原先的陆 地变成了水体或湿地 使局部地表空气变得较湿润 对局部小气候 会产生一定的影响 主要表现在对降雨 气温等气象因子的影响 2 对降雨地理位置和季节的影响 由于修建水库形成了大面积 蓄水 在阳光辐射下 蒸发量增加 一般夏季水面温度低于陆地温 度 水库水面上部大气层结构比较稳定 使降水量减少 冬季水面 温度高于陆地温度 大气结构不稳定性增加 降水略有增加 根据 文献 3 及其上游建库后雨量有所减少 而一定距离的外围区域降 雨则有所增加 整个水库流域范围内平均降水量变化不大 因此 水库修建引起了降雨地理位置和季节的重新分布 3 对气温的影响 从季节分析 春季气温回升 水体吸收热量 升温较慢 水面温度低于陆地气温 秋冬季节气温下降 水体储存 了大量的热量 水温下降 同时向大气输送大量热能 使空气增温 水面温度高于陆地温度 从年平均气温看 蓄水后库区平均气温略 有升高 并且年温差 日温差减小 2 3 对生物的影响 水库建成后 库区生态环境发生了巨大的变化 水库淹没区由 原来的陆地生态环境变成水生生态环境 天然植物被淹没 原来的 自然河流变成深水型水体 这种变化影响了库区水生和陆生动植物 种类 数量和分布 1 对陆生植物和动物的影响 库区的淹没和库区永久性的水库 水电 T 程建筑物对其范围内的陆生植物和动物会造成直接破坏 除 此之外 局部气候的变化 土壤沼泽化 盐碱化等也会对动植物的 种类 结构及生活环境造成影响 2 对水生生物的影响 水库淹没区和浸没区原有植被的死亡 以及土壤可溶盐都会增加水体中氮磷的含量 库区周围农田 森林 和草原的营养物质随降雨径流进入水体 从而形成富营养化的有利 条件 这些条件有利于浮游生物 底栖动物及底生植物的牛长繁殖 喜欢流水生活和静水生活的鱼类的数量将在水库内增加 而对适应 于急流中牛活的鱼类 如体形细长 善泳或有吸盘等吸附构造的鱼 类 将小能在库内生存 此外 水库大坝的修建 会隔断某些逆流 产卵的鱼类的回游通道 影响这些鱼的繁殖 2 4 水库引发的地质灾害 水库蓄水投入运行后所遭受的破坏主要有渗漏 滑坡和开裂 其中渗漏最为主要 其它两种事故也与渗漏作用有关 渗漏分管涌 流土 接触冲刷和接触流土四种渗流破坏类型 根据产生部位和原因的不同 渗漏主要有以下几种类型 1 下游坝坡渗漏 浸润面从下游坝坡出逸 致使坝坡湿润或沼 泽化 这种现象一般发生在均质坝或混合土料坝型中 过高的浸润 面将增加滑坡的可能性 另外 在渗流的长期作用下 以及自然条 件 温度 降雨等 的影响 坝坡土的抗剪强度将减小 从而引起局 部渗透破坏 导致坝坡滑塌 2 坝后地面出现砂沸 砂环 泉涌 管涌或沼泽化 对表层为 透水性较小的粉细砂 淤泥或壤土 其下为强透水的砂砾石或砂层 的成层地基 若坝后没有采取排水减压 减压井 沟 措施 或虽有 排水设施但滤层级配不良或施工质量差 造成排水设施被堵塞 则 此种地层的渗流出逸坡降往往是较大的 当出逸坡降大于表层土的 临界坡降时 坝后地面即出现砂沸等破坏现象 对单一地层 若防 渗设施质量不高或渗流出口无排水滤层保护 在坝后地面也易产生 砂沸或管涌 3 各种接触部位渗漏 在坝体与坝基或岸坡 坝体与刺墙 齿 墙或涵管 刚性体 两种不同粒径土的界面 防渗设施与破碎基岩 等之间的各种接触部位 由于设计和施工等多方面的原因 往往易 成为渗漏的捷径 并引起接触冲刷而导致坝的失事 如岳城水库就 是由于砾石和中细砂之间层间系数过大 不满足滤层要求 使得中 细砂涌入排水管 并在暗管上部坝坡出现塌坑一处 4 混凝土防渗墙渗漏 在一些采用混凝土防渗墙的工程中 一 是由于施工技术和质量问题 在墙的搭接处存在张开的缝隙 缝内 充填泥浆 从而降低防渗效果 二是由于刚性防渗墙与塑料防渗体 的联结部位设计不当 易产生渗漏 如北京的西斋堂水库 混凝土 防渗墙的渗漏就是由于墙段搭接不良引起的 5 坝体裂缝渗漏 一旦坝基或坝体中产生了裂缝 大坝抗渗透 破坏能力将显著降低 从而引起渗漏事故 6 岩溶渗漏 由于基岩内存在未经处理的 且与裂隙和断层连 通的岩溶 是导致在基岩内产生集中渗漏 冲刷与其接触的防渗体 并使下游覆盖层承受较大的水头 致使发生渗漏破坏 7 绕坝渗漏 坝的两岸山体裂隙 节理发育 或有断层和岩溶 或为透水的第四纪堆积层 则绕坝渗流除影响山体本身的安全外 例 如浸润面过高引起滑坡 对坝体和坝基还产生如下不利影响 抬高 岸坡部分坝体的