摘要：橡膠壩的出現(xiàn)為人類發(fā)電、儲水等人類生產(chǎn)、生活帶來巨大的便利，但是隨著數(shù)量的逐漸增多，橡膠壩對環(huán)境的影響問題也逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。為此筆者對橡膠壩相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行整理研究，發(fā)現(xiàn)修建橡膠壩后對水質(zhì)有一定程度改善，但修建的橡膠壩上可能會產(chǎn)生重金屬富集風(fēng)險(xiǎn);此外，橡膠壩的修建還可能會給生態(tài)系統(tǒng)帶來一定負(fù)面影響，在一定程度上降低生物的多樣性。

關(guān)鍵詞：橡膠壩;生態(tài)環(huán)境;水質(zhì)

中圖分類號：S181文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.19754/j.nyyjs.20200815042

收稿日期：2020-06-28

作者簡介：王璐（1989-），中級工程師。研究方向：環(huán)境監(jiān)測與分析。

橡膠壩的產(chǎn)生可追溯于20世紀(jì)50年代末，其是隨著高分子合成材料工業(yè)的發(fā)展而新興的一種水工建筑物。世界上首座橡膠壩于1958年在美國研究建造[1]，時(shí)至今日，世界各國已建立起數(shù)萬座橡膠壩，從而達(dá)到發(fā)電、分水、臨時(shí)引水、阻擋泥沙、灌溉等目的。

隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類的大規(guī)模筑壩攔截行動，已逐漸發(fā)展成為河流生態(tài)環(huán)境受人類活動影響最顯著、最廣泛、最嚴(yán)重的事件之一[2]。根據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，目前全世界已建成數(shù)十萬座大中型水壩，隨著橡膠壩數(shù)量的急劇增加，越來越多的專家、學(xué)者開始更深入思考橡膠壩在蓄水、阻泥的過程中是否會對水質(zhì)以及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生一定影響，未來對于橡膠壩的建立是否更應(yīng)該謹(jǐn)慎思考。

1橡膠壩概述

橡膠壩工程，是一種采用新型高分子合成材質(zhì)制成的壩體建筑。使用強(qiáng)度合成纖維物做受力骨架，內(nèi)外涂敷橡膠作保護(hù)層，加工成膠布，將其用錨固定于底板上成封閉狀的壩袋。然后將其與河床固定，沉入海床，在需要堤壩時(shí)注入水或空氣形成堤壩。起到溢流、控制上游水位、發(fā)揮灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、防洪、擋潮等作用[3]。在不需要阻隔斷水時(shí)，只需要把水或空氣放空，即可恢復(fù)河流原樣。在城市供水、園林美化、防汛以及灌溉等方面有著極為廣泛地應(yīng)用[4]。

橡膠壩主要用途：用作灌溉系統(tǒng)的大型進(jìn)水閘、分水閘、節(jié)制閘等;灌溉渠道的臨時(shí)飲水壩;低水頭的滾水壩;在多沙河灌溉區(qū)上的擋沙水閘;代替河道上的水閘;加高水庫的溢洪道，增加蓄水量和發(fā)電水頭;代替船閘系統(tǒng)的閘門;擋潮堤壩;臨時(shí)圍堰;曬鹽場的擋水堤;自來水或污水處理廠的控制閘門;在河道上建橡膠壩形成人工湖，美化環(huán)境等。橡膠壩因其優(yōu)點(diǎn)眾多得到廣泛地應(yīng)用，但是隨著橡膠壩數(shù)量的增多，許多河流逐漸表現(xiàn)出受人類嚴(yán)重干擾的問題。越來越多的專家、學(xué)者對橡膠壩也產(chǎn)生了一些新的思考，越來越多橡膠壩的產(chǎn)生，在一定形式下對環(huán)境必然會產(chǎn)生一定程度影響。

2修建橡膠壩對水質(zhì)的影響

修建橡膠壩后，對水質(zhì)改善具有一定的積極作用。建壩后，水量聚集、沉降、吸附作用會有一定增強(qiáng)，但也有研究表明泥沙沉積將會加大河道中重金屬的富集。

2.1橡膠壩對氨氮、CODCr等理化指標(biāo)的影響

選取英額河（流經(jīng)清原縣城段）最上游的一個(gè)橡膠壩為研究對象，設(shè)置4個(gè)監(jiān)測點(diǎn)位，測量監(jiān)測點(diǎn)位的CODCr和氨氮，初步研究橡膠壩對河流水質(zhì)的影響。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行整理分析，壩前氨氮濃度升高，CODCr濃度降低。分析發(fā)現(xiàn)，水流流至壩前時(shí)，流速逐漸降低，甚至?xí)趬吻白優(yōu)殪o水區(qū)，使得氨氮在此進(jìn)行一定富集而出現(xiàn)濃度升高的現(xiàn)象;而CODCr易吸附在懸浮固體上，濃度隨懸浮固體的沉降而減小[5]。

橡膠壩建成前后的新薛河和大沙河水質(zhì)均出現(xiàn)變好的趨勢，CODCr由原本的30～40mg·L-1下降至25mg·L-1左右，全年滿足地表三類水標(biāo)準(zhǔn)。分析發(fā)現(xiàn)，可能是由于建壩后水量蓄積滿足了河流的生態(tài)水量。河流生態(tài)用水量充足，水利停留時(shí)間延長，增加了河流的物理沉降、化學(xué)沉降、生物降解的時(shí)間、效率和總量。且隨著時(shí)間的延長，水中微生物、植物的吸收降解作用也會逐漸增強(qiáng)，因此橡膠壩中的水質(zhì)出現(xiàn)變好的趨勢[6]。

分析閘壩、滾水壩和大壩（水電站、水庫）等對河流水質(zhì)的影響研究發(fā)現(xiàn)，河流在進(jìn)入閘壩影響范圍內(nèi)，CODCr沿水流方向明顯下降;氨氮沿水流方向則緩慢上升;且閘壩內(nèi)水體中部分污染物均有一定程度降解，對水體起到了凈化作用[7-9]。

2.2橡膠壩對重金屬的影響

研究小埠東橡膠壩對沂河臨沂城區(qū)蓄水段沉積物重金屬分布和富集的影響。利用柱狀沉積物采樣器在橡膠壩前2km處（對照）和壩前50m處分別采取原位柱狀沉積物，在比較分析典型重金屬Cu、Pb、Cd、Cr、Hg和As分布特征的基礎(chǔ)上，對重金屬污染程度及潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行評價(jià)。分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，橡膠壩的建成改變了沉積物重金屬的分布及富集狀況，促進(jìn)壩前沉積物中重金屬的富集，且Hg和Pb濃度最大，具有極強(qiáng)的生態(tài)危害[10]。

3修建橡膠壩對生態(tài)環(huán)境的影響

修建橡膠壩后，可能給生態(tài)系統(tǒng)帶來一定負(fù)面影響，在一定程度上降低生物的多樣性。

通過對英額河上橡膠壩的研究發(fā)現(xiàn)，橡膠壩的運(yùn)行把河流分成流水生境和相對靜止生境2種，使大型底棲動物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變化，對物種數(shù)、總個(gè)體數(shù)和生物多樣性指數(shù)都產(chǎn)生一定影響，在一定程度上降低了大型底棲動物的多樣性[5]。

同時(shí)，橡膠壩的建成進(jìn)一步促進(jìn)河流生態(tài)系統(tǒng)的破碎化，影響魚類等遷徙、組織物種擴(kuò)散和連續(xù)性，導(dǎo)致河流緩沖區(qū)域內(nèi)物種多樣性降低。筑壩也導(dǎo)致河流日流量急劇變化，降低下游棲息地和水生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力和河道沖刷，大量顆粒泥沙在河道中沉降，改變了下游河床基質(zhì)，降低下游孵卵棲息地的生態(tài)環(huán)境質(zhì)量，從而影響魚類、底棲動物等的生存[11-15]。

4結(jié)論

橡膠壩的建立及后續(xù)運(yùn)行對水質(zhì)有一定的改善作用，可為人類帶來很多益處，但是越來越多橡膠壩的建成在無形中也會為生態(tài)環(huán)境帶來一定影響，對生物多樣性等帶來危害。因而相關(guān)管理部門在今后對橡膠壩的建設(shè)及管理中，應(yīng)充分考慮其對河流水質(zhì)和生態(tài)環(huán)境的影響，在改善水質(zhì)的同時(shí)，最大程度降低其對環(huán)境的影響，更好地發(fā)揮橡膠壩的作用。

參考文獻(xiàn)

[1] 高本虎.國內(nèi)外橡膠壩發(fā)展概況和展望[J].水利水電技術(shù)，2002，10（33）：5-8.

[2]Petts G. Impounded rivers：perspectives for ecological management[M].New York： Wiley，Chichebster，1984.

[3]陳靜.初步認(rèn)識橡膠壩[J].橡膠資源利用，2017（05）：15-23.

[4]陳波.淺談橡膠壩工程安全的影響因素與防治措施[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2017（23）：128.

[5]劉志剛.橡膠壩對河流水質(zhì)及大型底棲動物的影響[D].唐山：河北聯(lián)合大學(xué)，2012.

[6]馬遵莉.橡膠壩在河流水體自凈中的應(yīng)用研究[D].山東：山東大學(xué)，2011.

[7]左其亭，高洋洋，劉子輝.閘壩對重污染河流水質(zhì)水量作用規(guī)律的分析與討論[J].資源科學(xué)，2010，32（02）：261-266.

[8]陳永燦，劉昭偉，王志剛，高千紅.三峽水庫蓄水期間近壩區(qū)域水流及水質(zhì)特性分析[C].中國水利學(xué)會水力學(xué)專業(yè)委員會、中國水力發(fā)電學(xué)會水工水力學(xué)專業(yè)委員會、國際水利工程與研究協(xié)會中國分會.水力學(xué)與水利信息學(xué)進(jìn)展2009.中國水利學(xué)會水力學(xué)專業(yè)委員會、中國水力發(fā)電學(xué)會水工水力學(xué)專業(yè)委員會、國際水利工程與研究協(xié)會中國分會：中國水力發(fā)電工程學(xué)會，2009：28-36.

[9]王錦旗，王國祥，葛緒廣，李振國，郭長城.河道滾水壩對水體溶解氧及有機(jī)物濃度的影響[J].中國給水排水，2006，22（09）：53-55.

[10]李寶，孫春意，孫智慧，劉陽.小埠東橡膠壩對沂河臨沂城區(qū)蓄水段沉積物重金屬分布的影響[J].水土保持學(xué)報(bào)，2014，28（04）：243-246，268.

[11]毛戰(zhàn)坡，王雨春，彭文啟，周懷東.筑壩對河流生態(tài)系統(tǒng)影響研究進(jìn)展[J].水科學(xué)進(jìn)展，2005，16（01）：134-140.

[12]夏軍，趙長森，劉敏，王綱勝，張永勇，劉玉.筑淮河閘壩對河流生態(tài)影響評價(jià)研究——以蚌埠閘為例[J].自然資源學(xué)報(bào)，2008（01）：48-60.

[13]鄧海軍.橡膠壩在江西某河流生態(tài)治理工程中的應(yīng)用[J].河南水利與南水北調(diào)，2018，47（08）：13-15.

[14]鮑海霞.攔河閘壩在北方河流城鎮(zhèn)景觀設(shè)計(jì)中的運(yùn)用[J].水利規(guī)劃與設(shè)計(jì)，2016（03）：74-76.

[15]楊行運(yùn).橡膠壩工程在信陽市生態(tài)水利建設(shè)中的作用[J].城市道橋與防洪，2013（12）：104-106，12.

（責(zé)任編輯常陽陽）