摘要：我国是世界上水利工程量较多国家之一，截至2015 年底，全国已建成各类水库达十余万座，分布在中国九百六十万平方公里大地上。这些水利工程在为我国改革开放三十多年以来的经济社会发展起到重大作用。与此同时，伴随这些水利工程效益的产生，也改变了部分河流的生态环境、生态系统、生态景观、生物链条，甚至引发部分河流次生生态环境问题，从而对流域内的生态系统、生态环境、生态发展产生了深远影响。
关键词：中国水利工程；生态效应；生态调度
21 世纪的现代水利事业将从传统的工程水利发展成为兼顾环境保护和生态平衡的生态水利。随着人们对水利工程建设与水体污染、生态环境恶化、生物多样性减少之间关系认识的深入。
一、中国水利工程的开发与生态效应
1．水利工程对河流生态系统负面的效应扩大化。改革开放以来，我国三十米以上大坝数量在持续增加。据有关数据统计，1973 年我国三十米以上大坝共一千六百多座，其中一百米以上十四座。到1988 年三十米以上的大坝达到了三千七百多座，其中一百米以上大坝达到了四十多座，在世界领域分别达到百分之四十一、百分之七。到2008 年三十米以上的已建，包含在建大坝共有五千多座，其中一百米以上一百四十多座。随着改革开放三十多年来，对河流水利水电资源开发力度、开发强度、开发范围都呈加大趋势，尤其是高坝大库方向发展更是凸显。水坝高度越高，水坝库存越多，对于河流流域内的生态系统影响就越广，水坝愈高，对于流域内的水生生物的阻隔更为突出，影响扩大。
2.水利工程对流域内外负面效应蔓延化。在中国国内建设的水利工程大部分分布在我国传统的长江、黄河等七大水系的各级支流上，但是随着经济社会发展，用电量需求的增加，全流域开发的态势在不断加强。对河流流域生态系统的影响也由以往仅仅在支流，渐渐向着干流蔓延。甚至部分河流阶梯性的开发，造成流域内上游、中游、下游全面的生态系统影响。例如黄河流域的水利开发，已建成十几座大型枢纽工程，导致黄河干流自断流时有发生，严重时达近两百多天，直接危及黄河流域生态系统的安全。
3.流域生态系统破坏程度南北有异，北方胜于南方。当河流流域的径流量利用率超过百分之二十时就会对水生态产生很大影响，超过百分之五十时则会产生严重影响。根据历年中国水资源公报相关数据计算表明，我国北方河流水资源开发利用程度高达近百分之六十，南方则为百分之二十。北方海河流域开发程度甚至超过了百分之百。南方的长江、珠江、西南诸河流、东南诸河流等有关河流流域开发程度却在百分之二十左右。北方限于雨水量、河流量、蒸发度等，水资源利用在持续下降，甚至持续的、高度的水资源开采，在北方已经威胁到河流生态系统的安全。
二、生态需水量生态调度
水利工程建设改变了河流的水文情势，造成河流的非连续性，甚至出现断流现象，水生生物关键生育期所需的水文脉冲、水力场等难以保障，影响生物种群的生存和繁衍。计算和保证河道生态需水量（或生态流量）是我国20 世纪末和21 世纪初水利学和生态学领域学术讨论的热点问题。a． 水文指数法（也称历史流量法）。水文指数法是生态需水评价中最简单的方法，依据历史水文数据确定需水量。b． 水力学法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆水力学法是根据河道水力参数（如宽度、深度、流速和湿周等）确定生态需水量的方法，常用的有湿周法、Ｒ2Cross 法。c． 栖息地法。栖息地法是根据指示物种所需的水力条件确定河流流量，目的是为水生生物提供一个适宜的物理生境。最常用的栖息地法是河道内流量增量法（IFIM）。d． 整体分析法。通过综合研究河道内流量、泥沙运输、河床形状与河岸带群落之间的关系确定流量的推荐值，并要求这个推荐值能够同时满足生物保护、栖息地维持、泥沙冲淤、污染控制和景观维持等整体生态功能。主要有南非的BBM 法和澳大利亚整体评价法。通过实施生态调度来满足下游河道的生态需水量和需水过程，达到改善生态环境的目的，因此，生态调度是减少水利工程生态负效应的重要途径之一。传统的水库调度目标是满足防洪、发电、灌溉、航运、供水等需求，综合国内外研究现状，生态调度方法包括：河流生态需水量调度、模拟生态洪水调度、防治水污染调度、控制泥沙调度、生态因子调度、水系连通性调度等。国外实施生态调度的主要目的是减轻水利工程建设对生态系统产生的影响，满足关键生物物种的生态需求，采取的措施有：在幼鱼洄游季节，增加溢洪道和大坝的下泄水量，提高幼鱼的过坝率；在产漂流性卵鱼类的繁殖季节下泄洪水，形成人造洪峰，刺激鱼类产卵；在产黏性卵鱼类的繁殖季节，通过降低水库下泄水流的日波动，保持水位稳定，增加鱼的产卵量和孵化量；调整水库的调度方式，保证最小下泄流量和下泄水流的溶解氧浓度，保护河流的鱼类和大型无脊椎动物；在河漫滩树苗的生长季节，减少水库泄水中非自然脉冲的频率和淹没时间，保护河滨低地的阔叶林和沼泽；模拟自然河流水文情势，增加春季洪峰的流量和持续时间，保护濒危鱼类、土著鱼类；通过下泄低波动水流、栖息地营造水流等，修复大坝下游的沙洲和边滩、洪泛区和河口栖息地。近几年，我国也开展了生态调度的理论和实践研究。由于面临巨大的防洪压力以及持续不断的电力需求，目前我国水利工程的水库调度基本上是以防洪、发电和改善航运为主，适当兼顾水产、旅游以及改善中下游水质等其他要求，一般不考虑专门的调度需求。我国生态调度的实施主要在3 个方面：一是保证河道的生态基流，这是在计算河道生态需水量的基础上提出来的，主要是在保证发电效益的基础上，使河道不断流，维持河道下游最小生态流量；二是为改善水质实施的调度措施（即调水冲污），主要为促进水体的流动、增加流量以改善水质，如引江济太、调长江水改善沿江城市河道水质等；三是为缓解水资源短缺而实施的应急供水，如塔里木河生态应急输水，三江平原、扎龙湿地应急补水等。传统的水库调度都以经济利益最大化为目标，兼顾生态保护的水库调度势必会降低水库运行的经济效益。针对生态调度引起的利益关系调整，国外普遍通过立法、公众参与等方式加以解决。美国是由国会和政府部门出面，通过修改、制定法律和政策，明确水库运行的目标除了经济目的以外，还必须把保护生态环境列为重要目标。生态调度在我国目前仍停留在理论探讨以及初步的尝试阶段，从实践和研究现状来看，我国水利工程生态调度主要是应对自然灾害、水体污染、泥沙淤积、湿地萎缩、生态灾难等的应急性调度，还缺乏以明确的生物物种或河道内生物栖息地质量改善为目标的生态调度实践案例，生态调度的实施主要通过行政手段，尚未建立调度的长效机制，严重地制约着生态调度的可持续性。
水利工程的建设和运行会产生正负两方面的效应，既包括水利工程建成之后对自然界的生态破坏，也包括对自然界的生态修复的两种生态后果。当水利工程的建设和运行对流域生态要素产生负效应时，如何通过水利工程的调度与运行管理把不利影响降到最低，就是生态调度。所以说，生态调度是减少水利工程生态负效应的重要途径。
参考文献：
[1]禹雪中． 水利工程生态与环境调度初步研究． 水利水电技术，2015．
[2]唐晓燕． 美国和加拿大水利工程生态调度管理研究及对中国的借鉴． 生态与农村环境学报，2015．
[3]鲁春霞光． 中国水利工程的生态效应与生态调度研究． 资源科学，2017．
论文作者:勾勇飞
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
标签：生态论文; 水利工程论文; 河流论文; 河道论文; 需水量论文; 流域论文; 水库论文; 《基层建设》2018年第31期论文;