浅谈水利水电工程对生态环境影响的研究

（指导教师：卢修元）

【内容摘要】 水利是属于国家基础建设的一个重要建设指标，它不仅是一个国家经济水平的重要衡量标准，更是关乎到国民经济可持续发展的重要因素。我国水资源蕴含量十分丰富，理论蕴藏量为6.76亿kw，可能开发利用的达3.78亿kw，居世界首位。但是我国水资源开发程度只达到19.30%，与发达国家60%的开发程度相比还有很大的差距，因此我国的水力资源开发仍显得任重而道远。但是水利工程的兴建，特别是大型水库的形成，将使周围环境发生明显改变。因此避免或减轻不利影响，充分利用水资源，是水利工作者在进行水利规划建设时必须认真研究和加以解决的重要问题。

【关键词】 水利工程 环境问题 对策的探讨 科学发展

【正 文】 近几年由于我国经济水平的迅速提高,农业、工业大力发展,对于电力需求量也相应增加。水利工程的建设投入也在不断增大,过多的水利工程建设项目难免会对自然环境、人文环境产生的影响。我国的水利水电建设面临着艰巨的任务。在环境影响方面,与其他工程相比,水利水电工程有突出的特点:影响地域范围广阔,影响人口众多,对当地社会、经济、生态环境影响巨大,外部环境对工程也同样施以巨大的影响。目前,整个社会对环境问题越来越重视,对环境质量要求越来越高,环境问题已成为水利水电工程建设中的制约性因素之一。

一、水利水电工程建设对自然环境的影响

1 .水利工程建设对于河流生态环境的影响

水利工程建设大多数就是在天然河道上修建水利工程，这样做的直接结果就是破坏了河流长期演化成的生态环境，使的河流局部形态均一化和非连续化，从而改变了河流生态环境的多样性。天然河流上需、修建水利工程会改变河流的自然形态，引起局部河断水流的水深、含沙量等的变化，进而影响河流上游及下游的水文泥沙发生变化。而水文、泥沙的改变是影响河流生态环境变化的原动力。进而影响到河流的水温、水质、地质环境以及局部地区的气候。首先，水利工程的建设会改变天然河道的水质水温，尤其是水库的建设。因为水库具有水面宽、水体大、水流迟缓等特点，再加上水体受太阳辐射等作用，使的水库具有特殊的水温结构。当水库蓄水以后，由于水面对太阳辐射的反射率要小于陆面的发射率，从而使得水面热量辐射值增大，造成水库蓄水后的坝前水温比天然河道水温高，水温的变高就会对于鱼类的繁殖不利，尤其是对于下游的鱼类繁殖不利，导致推迟鱼类产卵期。其次，水利工程的建设也对河流的水质产生一定的影响。水利工程的建设会导致该区域的河流水速减小，一方面，降低了水、气界面交换的速率和污染物的迁移扩散能力，导致水质自净能力下降。另一方面也会使沉降作用加强，导致水体重金属沉降加速，导致水质重金属污染严重。最后，水利工程的建设也会对该区域的气候及地质产生影响。水利工程的建设会影响该区域的气候变化，尤其是水库的建设，会形成广阔的水域，导致蒸发量将比水库建成前明显增大，进入大气的水汽增多，导致该区域的降水增多，雾天增多，改变原来的气候。同时水利工程的建设也可能引发地震等地质灾害的形成。 2 .水利工程建设对陆生生态环境的影响

水利工程在建设过程中对陆生生态环境的影响是最显著的，其主要是在水利工程建设过程及运行过程中。一方面，在水利工程建设过程中往往会破坏大

量的林地、草丛、农田等植被。随着水利工程建设的进行，施工方要进行工程占地等行为，结果就会造成大量的植被被破坏，可以说大量的植被破坏影响了陆生动物的栖息地，同时建设过程中所产生的工业废水、生活污水等大量的不经处理直接向河道排放，从而改变了河道的理化性质，恶化了河道岸边的爬行动物的生存环境。水利建设过程中所产生的种种污染使大量的动物被迫迁移，结果导致该区域生态系统失去平衡。而另一方面，在水利工程运行期内，也会导致大量的植被被水利工程（尤其是水库建设）所破坏。在河流区域周围，植被种类多样，而破坏这些植被使得这些植被生存环境丧失，造成物种群居减少，使得该区域的植物与动物之间的结构发生变化。同时水利工程的建设运行也使该区域的湿度增大，导致栖息于低于该区域湿度的鸟、兽的生活范围遭到破坏，被迫向其他地区迁移。而且水利工程的建成也会阻碍动物的迁移，大大影响了动物的生活习性。

二、水利水电工程对环境影响的主要问题

水利水电工程对环境影响区域一般可分为库区、大坝施工区、坝下游区。库区的环境影响主要源于水库淹没和移民安置、水库水文情势的变化,受影响最大和最为重要的通常是生物多样性、水质、水温、环境地质、景观、人群健康、土壤侵蚀、土地利用、社会经济等因素,受影响的性质多数为不利影响;坝下游区的环境影响主要源于大坝调蓄引起的水文情势变化,受影响的主要是水文、河势、水温、水质、水生生物、湿地资源、入海河口生态环境、社会经济等因子,影响的性质有利有弊,影响的时间一般是长期的,故经过对其分类和归纳为如下十一个方面的主要问题：

1、因水库淹没,库区移民安置中毁林开荒将造成水土流失。因安置不当及生活环境改变,移民生活不安定会产生一些社会问题。在我国人多、耕地少的条件下,应尽量减少水库的淹没损失,对库区内仅在高水位时才被淹没的土地适当采取措施加以利用。2、水库蓄水后,有可能引起库岸崩坍、诱发地震等。此外,河流情势变化对坝下与河口水体生态环境产生潜在影响。岸坡浸水后,岩体的抗剪强度降低,在水库水位降落时,有可能因丧失稳定而坍滑。将给工程的正常施工和运行带来极为不利的后果。3、水库蓄水后,会引起库周围地下水位抬高,导致土地盐碱化等。4、水库蓄水后,因水流变缓,水体稀释扩散能力降低,水体中污染物浓度增加,库尾与一些库湾易发生富营养化。5、一些水库蓄水后,水温结构发生变化,可能出现分层,对下游农作物产生危害。6、水库淹没会影响陆生生物的生活环境;修坝对水生生物特别是洄游性鱼类将产生直接影响。7、对多泥沙河流、水库回水末端易产生泥沙淤积,不仅减少蓄水库容,而且可能引起河床抬高,影响航运。流入水库的支流河口也可能形成拦门沙而影响泄流。因改变河流的水力条件,对下游河道可能造成冲刷。8、水库蓄水后,水面增加,对库周的气候可能产生影响,引起风速、湿度、降水、气温等气象要素的变化。大的水域能改变附近地区的小气候(多雾、降雨形态变化、气温变幅减小等),并使枢纽附近地区的生态平衡发生变化。9、库区的文物古迹可能被淹没。10、对库区人群健康会产生影响,如一些水介疾病会因水面扩大而增加,移民动迁也会导致一些疾病流行等。

11、由于水库蓄水,下游河道水位降低或河道下切,流量减少可能影响生活和工农业用水。

三、水利水电工程对环境影响对策的探讨

存在的主要难题 ①不可避免的环境影响:如水库诱发强烈地震、大面积库岸崩塌、濒危珍稀动植物灭种等。②以避免、减轻的环境影响: 这类影响一般可以通过精心设计和施工，加强管理等多种手段可以避免、减轻、或通过自然因素

自身的调整又可建立起新的生态平衡。③介于两者之间的环境影响: 主要是过大的淹没损失而引起的社会问题和造成生态环境大面积恶化，修库地下水位抬高造成的大面积的土地盐碱化，如果治理不好则付出的代价将是极大的。

那么，怎样尽最大努力去减小人类对其的不良影响？这就是给工程的建设者们提出了以下要求：①规划设计的前期，要切实搞好工程所在地的水文资料的收集及地质条件的勘测。如大型蓄水库，重点是水文资料和地质构造，充分考虑大坝的防洪能力、稳定性以及避免地震的诱发。②规划中还应设计一定的工程构造，以满足大坝流域内水生物的生活习性，减少库区淹没范围。③施工阶段的任务：a在施工承包合同的签订时，承包商对施工现场污染物的扩散和施工人员的劳动保护所应负的责任，应写进合同书内，要有环保措施，对各种污染物排放要限制在标准以内。b施工前要在施工现场建立必要的环保监测机构，进行水质、大气、噪声的本底测定，便于和施工阶段不同时期监测结果进行对比。c施工人员进入工地后，还要建立卫生防疫机构，以避免施工期数万工人集中在一起，引起流行病的传播和扩散。这方面的教训，在我国大跃进时期的兴修水利中是十分深刻的。④施工后期的任务。特别要对施工阶段破坏的植被景观及时恢复，制订工区的全面绿化规划，以保护已经形成的生态平衡。在工区范围内的生物圈内，研究生物资源的利用、保护和生产的合理的方式，控制规划人群自身的发展，保持生物种群的恰当比例。

四、用科学的发展来减小水利水电工程对环境环境的影响

在我们大力建设水利工程的同时，我们应该认识到水利工程建设对于环境所造成的影响，因此，我们要本着和谐发展的理念，正确处理水利工程建设与环境二者之间的关系，促使二者和谐发展。

1、建立环境影响评价制度。环境影响评价制度是指在某地区进行可能影响环境的工程建设，在规划或其他活动之前，对其活动可能造成的周围地区环境影响进行调查、预测和评价，并提出防治环境污染和破坏的对策，以及制定相应方案。在进行水利工程建设时，实行环境影响评价制度，是实现经济建设、水利建设和环境建设同步发展的主要手段，水利工程建设项目不但要进行经济评价，而且要进行环境影响评价，科学地分析开发建设活动可能产生的环境问题，并提出防治措施。通过环境影响评价，可以为水利工程建设项目合理选址提供依据，防止由于布局不合理给环境带来难以消除的损害。在进行水利工程建设前，首先要进行环境状况调查，对当地的气候环境、水文、水质、土壤、水生生物、人口等进行调查。其次就是根据调查的结果进行环境影响预测，对拟建水利工程建设可能对当地的环境能造成的影响进行预测，并预测造成影响的程度。最后对拟建水利工程建设进行综合评价，对水利工程建设进行综合评价就是通过一定的原则和方法，从整体上评价拟建工程的各要素和过程可能对环境和社会环境的改变及改变程度，为比较选择方案提供依据。

2、 把生态环境保护融入到水利建设工程的各个环节之中。在水利工程建设中，我们要把生态环境保护融入到水利建设工程的各个环节之中。在水利工程的设计阶段，我们应本着和谐发展的理念，为植物生长和动物栖息创造条件，同时为鱼类产卵提供条件以及为鸟类和水禽提供栖息地和避难所。在工程的建设阶段，应优先考虑采用环保的技术措施，在水利工程建设时，要采用有利于植物生长、动物成长的环保材料。在水利工程完成阶段，应建立水利工程环境影响监测和反馈机制，及时进行环境跟踪评价，发现有明显不良影响的，应及时采取改进措施，把破坏程度降到最低水平。

3、尽快建立和实施生态补偿机制。为防止和缓解水利工程建设对该区域的经济及生态平衡的破坏，应尽快建立和实施生态补偿机制。由于水利工程的建设对该区域的经济造成很大的影响，尤其是对当地的生态环境造成很大的破坏，而且依靠当地自身的能力很难使生态得到平衡、经济得到发展。因此，在水利工程建设建设方面，应实行生态补偿机制，坚持“谁损害，谁补偿”的原则，明确生态补偿的主体及补偿的范围。在进行水利工程建设时，应在水利工程建设资金中提留一部分资金，用于对当地的生态进行补偿，来改善当地的生态环境，促进当地的生态平衡。可以说构建生态补偿机制，还原生态以价值，不仅是缓解水利工程在建设过程中对环境的破坏，而且也有利于促进当地的经济发展，符合构建和谐社会的精神。

总结，水利工程对生态影响的问题，实质上是人与自然关系在水利上的具体体现。从水利实际看，任何一项水利工程基本质都应该是生态工程，水利工程在改变自然的同时不能以破坏生态为代价，保护生态是水利工作的应有之义。树立和落实科学发展观，按照人与自然和谐相处的理念，认识和处理水利工程生态影响问题，实现水利工程与生态环境的协调发展。由于现在社会上对于环境问题越来越重视,认识水平越来越高,通过专门的学科门类来研究水利工程的环境问题及其改善措施,将会使环境保护工作更丰富、更全面、更深入。随着环境保护意识的增强,人们已经充分认识到保护环境和维持生态平衡对人类生存与可持续发展的极端重要性。当前,水利水电工程师们亟需进一步树立和提高生态与环境保护的意识,充分认识水利水电工程对环境与生态可能产生的重大而潜在的影响,在流域的开发及水利水电工程的规划、设计、施工、调度及水库运行中,均应充分考虑生态与环境的要求,使工程在造福人类的同时,对生态环境的不利影响降至最小。

参考文献：

[1] 林海燕.水利水电工程建设中的生态环境问题探析[J].中国市场,2009(41):58-59.

[2] 龚云.水利水电工程建设中环境问题探讨[J].中国科技博览,2009(11):291.

[3] 黄文胜.水利水电工程的环境问题浅析[J].甘肃农业,2006(10):50-51.

[4] 彭辉,叶建军,周明涛.水利水电工程建设中存在的环境问题[J].水土保持研究,2005,12(2):154-156.

 

第二篇：工程水文及水利计算

《工程水文及水利计算》复习提纲

二、重点复习内容

第一章 水循环及水资源的基本概念

水循环、大循环和小循环，地球水量平衡方程，流域水量平衡方程。

答：水循环：水的不断蒸发、输送、降落，无始无终，往复循环的过程称为水循环。

地球水量平衡方程：海洋和陆地的多年平均年蒸发量=海洋和陆地的多年平均年降水量

河流分段、长度、弯曲系数、河网密度；水系干、支流及水系形态；流域面积、长度、形状系数及流域自然地理特征。

降水的成因和分类，流域平均降水量计算方法及适用条件。水面蒸发量的确定方法，流域总蒸发；

答：降水的成因：一是大气中要有充沛的水汽；二是要有较强的气流上升运动。强烈的上升气流造成空气绝热冷却，使水汽产生凝结形成云。同时源源不断地向云中输入水汽，使云得以维持和发展。其次，强烈的上升气流能托住小水滴，并使其在气流升降运动中不断增大。当云滴增长到能克服空气阻力和上升气流的顶托，则下降，并在下降过程中不被蒸发掉，最终从云中降落到地面而形成降水。降水分类：对流雨、地形雨、锋面雨、台风雨

流域平均降水量计算方法及适用条件：

算术平均法：流域内地形起伏变化不大，雨量站分布比较均匀。

泰森多边行法：雨量站或降雨分布不不均匀的情况，工作量也不大。

等雨量线法：地形起伏较大，对降水影响显著，且有足够的雨量站。

水面蒸发量的确定方法：单位时间从水面蒸发的水量称水面蒸发率,以毫米/日计。水面蒸发量可用仪器直接观测确定，也可估算。中国采用的直接观测水面蒸发的仪器有20厘米直径小型蒸发器，80厘米直径套盆式蒸发器。 下渗率、下渗能力及下渗能力曲线。径流的表示方法，影响径流的因素，径流形成过程。

下渗率：单位时间内渗入土壤的水量。

径流的表示方法：流量，径流总量，径流深，径流模数，径流系数

影响径流的因素：气候因数、下垫面因数、人类活动因数。

径流形成过程：产流过程和汇流过程

下渗能力：在供水充分的条件下，下渗率随时间的变化过程线。

第二章 水文观测与资料收集

日平均水位计算；断面测量：起点矩，水深；流速测量：测流断面流量计算。

第三章 水文统计的基本知识

随机变量、概率分布及其统计参数；皮尔逊Ⅲ型分布，及其统计参数，无偏估计、有偏估计，抽样误差；经验频率及经验频率曲线，配线法；回归方程及其误差。 统计参数：算术平均数，均方差，变差系数，偏态系数。

第四章年径流分析计算

资料审查，短期径流系列展延方法，配线法求设计年径流量；多年平均径流量估算，年径流变差系数估算，设计年径流量计算；设计代表年法求设计年径流年内分配。

资料审查：主要是审查径流资料的可靠性、一致性、代表性

短期径流系列展延方法：利用径流资料展延系列，利用降雨资料展延系列，利用其他水文气象要素展延系列。

第五章 由流量资料推求设计洪水

设计洪水要素（设计洪峰流量、不同时段洪水总量、设计洪水工程线），设计标准（正常运用的洪水标准较低，称设计标准），风险率及其与频率的关系；洪水资料的选择，审查（可靠性审查、一致性审查及还原计算、代表性审查）和插补延长方法（利用上下游站的流量资料进行插补、利用本站峰量关系进行插补、利用本流域暴雨资料插补），特大洪水处理，不连序系列及统计参数确定，频率计算；洪峰洪量频率计算（矩法和三点法），设计成果的合理性分析（本站各种分析成果之间的对比、与上下游站及邻近地区河流的分析成果相比较、从暴雨径流之间的关系进行分析对比）；典型洪水选择（选择峰高量大的实测洪水过程线、典型洪水过程应具有一定的代表性、从防洪后果考虑，应选择对工程安全较为不利的典型），放大方法（同倍比放大法、同频率放大法）。

第六章 由暴雨资料推求设计洪水

由暴雨推求设计洪水的意义及其工作内容（设计暴雨计算、产流计算、汇流计算）；直接法、间接法求设计面暴雨量；蓄满产流、超渗产流，降雨径流相关图法、初损后损法求设计净雨；经验单位线及其基本假定和应用。

第十章 水库兴利调节计算

水库特性曲线（用来反映水库库区地形特性的曲线）、特征水位（用来反映水库工作状况的水位）和特征库容（与特征水位相应的库容），供水保证率及其选择；蒸发损失、渗漏损失计算，死水位选择；不计损失、计入损失求水库兴利库容。 第十一章 小型水电站水能计算

水能利用的基本知识；电力系统的负荷及其容量组成（工作容量、备用容量、重复容量）；水电站保证出力与多年平均发电量计算；小型水电站装机容量的确定。 第十二章 水库防洪计算

水库调洪作用及调洪计算任务；水库调洪计算的基本方程：水量平衡方程，蓄泄方程。调洪计算方法：列表试算法；无闸溢洪道、有闸溢洪道的防洪计算。