戴成根,王 正,張 平,辛 虹
(連云港市水利建筑安裝工程有限公司,江蘇 連云港 222000)
近年來(lái),大型建筑水利工程滿(mǎn)足了人口的一定需求,但也對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了負(fù)面影響。生態(tài)環(huán)境退化是當(dāng)今人類(lèi)面臨的主要全球挑戰(zhàn)之一。隨著自然資源利用的增加,我們不得不重新考慮如何改變現(xiàn)有的生態(tài)環(huán)境,從不平衡轉(zhuǎn)向新的平衡,并采取適當(dāng)措施來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。當(dāng)前,水利的發(fā)展方向是使工程水利成為新資源,而生態(tài)是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。
隨著對(duì)水資源需求的增加和對(duì)水資源的不可持續(xù)利用,許多地區(qū)都不同程度地出現(xiàn)了缺水現(xiàn)象。缺水地區(qū)缺水,工農(nóng)業(yè)和家庭缺水以及群眾飲用水短缺直接影響到人們的身心健康和安全。水利設(shè)施的建設(shè)與區(qū)域水資源重疊,為區(qū)域的發(fā)展和生存提供了基礎(chǔ),在這方面,水利建設(shè)具有重要意義。此外,水資源分布不均,水資源稀缺地區(qū)發(fā)展相對(duì)滯后,需要合理配置水資源,才能實(shí)現(xiàn)均衡減少自然災(zāi)害造成的損失。從水利系統(tǒng)的角度看,它們具有一定的保障作用,一旦發(fā)生自然災(zāi)害,水利工程能夠有效啟動(dòng)防護(hù)模式,既保證了環(huán)境的正常運(yùn)行,又有效減少了災(zāi)害造成的破壞,從而保證了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。通過(guò)建設(shè)水利工程可以改善當(dāng)?shù)貝毫迎h(huán)境。鑒于地區(qū)之間的差異,氣候也存在明顯差異,在高度干旱地區(qū),降水是水資源的主要來(lái)源,而水利工程的建設(shè)可以顯著增加降水量。水利工程建設(shè)通過(guò)太陽(yáng)能蒸發(fā)和其他步驟收集水并改善空氣中的濕度,因此降水可以滿(mǎn)足環(huán)境的需要。當(dāng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定時(shí),水庫(kù)也出現(xiàn)了輕微的氣候效應(yīng),這對(duì)確保生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展起到了作用[1]。
生態(tài)環(huán)境是人類(lèi)生存發(fā)展的基礎(chǔ)。它不僅為人民提供糧食和其他生產(chǎn)、生活手段,而且為我們提供賴(lài)以生存的自然條件,并在維持水循環(huán)、凈化空氣和災(zāi)害管理方面發(fā)揮重要作用。人類(lèi)社會(huì)的生存和發(fā)展總是依賴(lài)于自然生態(tài)系統(tǒng)的支持,由于水是萬(wàn)物之源,具有孕育和調(diào)節(jié)生命的強(qiáng)大潛力,水利設(shè)施建設(shè)歸根到底是以水資源為中心的人類(lèi)活動(dòng),而且只有水利設(shè)施的建設(shè)才能改善和彌補(bǔ)自然環(huán)境的原始缺陷和伴隨而來(lái)的破壞,這是環(huán)境綜合可持續(xù)發(fā)展的客觀要求。
水利工程是在自然生態(tài)環(huán)境中建設(shè)起來(lái)的,雖然人類(lèi)具有改造世界的巨大能力,但大自然的力量是不可阻擋的。良好的生態(tài)環(huán)境可以為水利工程提供保護(hù)傘;同時(shí),如果水利工程處于水土流失、山體滑坡等環(huán)境問(wèn)題造成的惡劣自然條件下,是不可持續(xù)的,面對(duì)自然災(zāi)害,人類(lèi)面臨的損失更為嚴(yán)重。
水利工程是管理和分配自然地表水和地下水以謀取利潤(rùn)的設(shè)施.水利工程是在自然生態(tài)的基礎(chǔ)上,在自然生態(tài)環(huán)境中建設(shè)的.水利設(shè)施的建設(shè)實(shí)質(zhì)上是人類(lèi)恢復(fù)自然、融入自然生態(tài)環(huán)境及其對(duì)自然環(huán)境的影響的活動(dòng)[2]。
自古至今,水利設(shè)施建設(shè)一直在進(jìn)行中,其存在的意義在于為人民的利益合理利用水資源。同時(shí),水利設(shè)施建設(shè)還可以提供有效的防汛保障,更能保障人民群眾的安全和經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)。但在水利設(shè)施建成后,可能會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。
水庫(kù)建成后,河流下游的水流發(fā)生變化,對(duì)環(huán)境造成影響。同時(shí),水庫(kù)不僅可以存儲(chǔ)汛期的洪水,還可以攔截非汛期基流。水庫(kù)建成后,河流下游的水位將顯著降低,甚至下降。與此同時(shí),周?chē)乃灰矊⑾陆?,許多環(huán)境和生態(tài)問(wèn)題將發(fā)生變化:下游的天然湖泊或池塘將干涸;地下水位也會(huì)下降;河口易形成海水回流;河流自?xún)裟芰档?;在發(fā)電高峰負(fù)荷下,承擔(dān)發(fā)電任務(wù)的水庫(kù)日流量變化較大,導(dǎo)致下游河道水位發(fā)生較大變化,影響許多相關(guān)行業(yè)(如航運(yùn)、灌溉、水產(chǎn)養(yǎng)殖等);如果停水和水位下降,水質(zhì)也可能惡化。
一般來(lái)說(shuō),地區(qū)氣候受大氣控制,然而,當(dāng)大中型水庫(kù)或灌溉設(shè)施建成后,由于原有土地變成濕地或水體,其所在區(qū)域的空氣狀況改變,亦可能會(huì)帶來(lái)一些輕微的氣候影響。到水庫(kù)建設(shè)時(shí),陸空能量交換強(qiáng)度因陸地變?yōu)樗l(fā)生變化,進(jìn)而對(duì)個(gè)別地區(qū)的溫度產(chǎn)生一定影響,年平均氣溫普遍上升。水庫(kù)建成時(shí),由于蓄水量大,當(dāng)陽(yáng)光蒸發(fā)時(shí),會(huì)產(chǎn)生大量降雨,導(dǎo)致降雨區(qū)降水分布發(fā)生變化。
水庫(kù)蓄水后庫(kù)區(qū)周邊土地被淹沒(méi),鹽漬化、沼澤化嚴(yán)重。
(1)水庫(kù)區(qū)域的地面浸沒(méi)。在洪水地區(qū)和周?chē)貐^(qū),土壤通風(fēng)條件惡化,土壤微生物活性降低,土壤肥力降低,作物生長(zhǎng)將受到嚴(yán)重?fù)p害。
(2)庫(kù)區(qū)土壤沼澤化。土壤沼澤化是由于地下水位隨庫(kù)區(qū)水位上升而引起的。周?chē)h(huán)境濕度過(guò)高也會(huì)導(dǎo)致植物根系腐爛和呼吸困難。
(3)庫(kù)區(qū)土壤鹽漬化。庫(kù)區(qū)土壤入滲補(bǔ)給的地下水通過(guò)毛細(xì)管上升至地表。由于蒸發(fā),水中的鹽集中在水面上,導(dǎo)致庫(kù)區(qū)鹽堿化。由于土壤溶液的高滲壓,植物會(huì)發(fā)生生理性干旱。
(4)當(dāng)水庫(kù)水位上升時(shí),它會(huì)造成鄰近地區(qū)的土壤沼澤化。這導(dǎo)致了巨大數(shù)量植物的根部腐爛,造成嚴(yán)重的呼吸問(wèn)題,最終死亡。
(5)由于水庫(kù)的建設(shè),周邊大部分地區(qū)被水淹沒(méi),無(wú)法繼續(xù)提供良好的土壤呼吸條件,極大地抑制了土壤微生物的活動(dòng),降低了土壤肥力,嚴(yán)重阻礙了作物種植。
自20世紀(jì)50年代末以來(lái),我們更加關(guān)注水利工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的影響。政府條例指出,興建中大型水利設(shè)施時(shí),必須首先考慮環(huán)境因素。
(1)由于有些水技術(shù)工作是在區(qū)域間一級(jí)進(jìn)行的,目的是轉(zhuǎn)移水資源,因此在這一過(guò)程中,由于滲漏而可能增加地下水的水平,從而導(dǎo)致大片土地的沼澤化和鹽化。在高斜坡地區(qū),有時(shí)會(huì)出現(xiàn)山泥傾瀉。
(2)水庫(kù)的建立會(huì)破壞當(dāng)?shù)厣锏淖匀粭⒌?,破壞舊的生態(tài)平衡體系,破壞當(dāng)?shù)氐氖澄镦?,并引發(fā)瘟疫等災(zāi)難。例如,當(dāng)其水庫(kù)達(dá)到正常水位時(shí),“三峽”工程可能會(huì)淹沒(méi)廣闊的人文景觀。
(3)由于水庫(kù)已建成之后,蓄水量大,導(dǎo)致庫(kù)區(qū)地殼結(jié)構(gòu)荷載變化,容易引發(fā)地震。例如,印度科因水庫(kù)發(fā)生6.5級(jí)地震;地震發(fā)生時(shí),美國(guó)發(fā)生了5.7級(jí)地震。
無(wú)論是南水北調(diào)工程或另一項(xiàng)水資源規(guī)管工程,雙方都可以取得雙重效果。一方面解決了干旱地區(qū)缺水問(wèn)題,另一方面也解決了“積水區(qū)”的洪水威脅。例如,我國(guó)正在實(shí)施的“南水北調(diào)”項(xiàng)目,無(wú)疑是對(duì)嚴(yán)重缺水的北方居民的一個(gè)重要好處,滿(mǎn)足了他們迫切的飲用水需求。同時(shí),也減緩了南方洪澇災(zāi)害的蔓延,大大改善了南方、北方和南方的生態(tài)狀況。此外,我國(guó)黃河底部、三峽建設(shè)等大型水庫(kù)不僅具備防洪除沙能力,而且提高了庫(kù)區(qū)空氣濕度,改善了周邊植被的生存條件[3]。
要保證水利設(shè)施建設(shè)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,必須樹(shù)立科學(xué)發(fā)展觀。即人與自然和諧相處,完善生態(tài)水利建設(shè)方法等。根據(jù)這一科學(xué)發(fā)展理念,通過(guò)合理協(xié)調(diào)水利建設(shè)與生態(tài)環(huán)境的關(guān)系,可以實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)方向的可持續(xù)發(fā)展。此外,還必須對(duì)資源的保護(hù)和開(kāi)發(fā)采取綜合辦法,使與防洪、灌溉、供水、恢復(fù)等有關(guān)的水利工程得到加強(qiáng)。有效地恢復(fù)和改善了水資源的生態(tài)環(huán)境。換言之,優(yōu)化水利生態(tài)系統(tǒng)可以為地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供一定的保障。因此,環(huán)境保護(hù)必須在施工階段全面實(shí)施,以最大限度地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。
水利工程的建設(shè)必然會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。為了在竣工后恢復(fù)生態(tài),必須建立基于環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的補(bǔ)償機(jī)制。筆者認(rèn)為,首先要設(shè)計(jì)合理、科學(xué)的方法來(lái)計(jì)算水利工程建設(shè)造成的環(huán)境損害成本,進(jìn)一步研究相應(yīng)的補(bǔ)償機(jī)制,尤其是水利設(shè)施建設(shè)前移民的補(bǔ)償機(jī)制;二是充分發(fā)揮水利功能,在周邊地區(qū)和庫(kù)區(qū)上游進(jìn)行供水,既能促進(jìn)周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展,又能保護(hù)周邊地區(qū)的環(huán)境;第三,利用水利設(shè)施開(kāi)發(fā)水資源,要兼顧周邊地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生活用水需求,特別注意科學(xué)利用水資源,兼顧生態(tài)和水條件,確保充足的供水,保持生態(tài)平衡,平衡基本需水。
水利工程項(xiàng)目的施工建設(shè)不可避免地會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生影響,但為了確??沙掷m(xù)的環(huán)境發(fā)展,通常有必要將這種影響降至最低,優(yōu)化并創(chuàng)新施工過(guò)程。在施工技術(shù)的創(chuàng)新和優(yōu)化過(guò)程中,首先應(yīng)詳細(xì)分析傳統(tǒng)施工機(jī)械應(yīng)用的風(fēng)險(xiǎn)因素,然后對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的規(guī)范和改進(jìn),以確保施工技術(shù)的應(yīng)用更符合要求。例如,在水利工程項(xiàng)目基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)中,我們應(yīng)盡可能降低影響深度,以避免對(duì)工程地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重破壞,或根據(jù)需要在主要處理過(guò)程中加強(qiáng)保護(hù),以促進(jìn)有效緩解。此外,為了有效控制以往水利工程施工中存在的各種環(huán)境污染因素,如施工過(guò)程中產(chǎn)生的大量粉塵,需要及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)保護(hù),在惡劣地區(qū)需要高滲透性保護(hù)層。避免大量粉塵泄漏;嚴(yán)格控制施工現(xiàn)場(chǎng)的噪聲,最大限度地優(yōu)化機(jī)械設(shè)備,確保隔音保護(hù),使其免受環(huán)境生物的影響和威脅[4]。
水利工程可以改變河流流向,適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行聯(lián)合,以滿(mǎn)足施工需要。因此,有必要先勘察環(huán)境,組織專(zhuān)家對(duì)河流進(jìn)行全面評(píng)估,充分了解河流的環(huán)境和條件,以及項(xiàng)目是否可以進(jìn)行建設(shè)。根據(jù)收集到的數(shù)據(jù),以環(huán)境保護(hù)為出發(fā)點(diǎn),討論科學(xué)的方法。不會(huì)影響周?chē)用竦纳睿⒈M量減少對(duì)周?chē)脖缓屯寥赖钠茐摹?/p>
為了確保有效的環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展,我們需要在建設(shè)水利工程項(xiàng)目時(shí)建立和完善環(huán)境影響評(píng)估體系。在建設(shè)水利工程項(xiàng)目之前,必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)和環(huán)境進(jìn)行檢查,以評(píng)估環(huán)境影響。同時(shí),在水利工程的設(shè)計(jì)中應(yīng)引入環(huán)境保護(hù)原則,并制定適當(dāng)?shù)拇胧?,以有效減少對(duì)環(huán)境的不利影響。環(huán)境影響評(píng)估體系要求對(duì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等進(jìn)行多邊評(píng)估,確保水利關(guān)系項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)(見(jiàn)圖1)。一般來(lái)說(shuō),還應(yīng)考慮負(fù)載系數(shù)。至于水資源的承載力方面,雖然一些流域資源豐富,但不能隨意使用。超過(guò)水資源承載力將不可避免地導(dǎo)致環(huán)境變化和對(duì)環(huán)境的不利影響。水資源的開(kāi)發(fā)應(yīng)低于流域水資源的安全承載能力,在環(huán)境承載力方面,經(jīng)濟(jì)和發(fā)展不應(yīng)損害環(huán)境,但應(yīng)確保能夠維持河流本身的生態(tài)需求,并確保維持河流系統(tǒng)最基本生態(tài)功能所需的最低水量;保持河流形態(tài)和鹽度的動(dòng)態(tài)平衡,以及湖泊和低地水體的功能。這是生態(tài)系統(tǒng)健康的必要條件。因此,在設(shè)計(jì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系時(shí),應(yīng)考慮環(huán)境和社會(huì)因素,以確保水利工程項(xiàng)目的可行性。在此之前,有必要檢查設(shè)備和環(huán)境,并評(píng)估其對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí),將環(huán)境保護(hù)原則引入水利工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)中去,制定適當(dāng)?shù)拇胧?,以有效減少對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響。關(guān)于環(huán)境影響評(píng)估制度,有必要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)和環(huán)境評(píng)估。為了保證水利工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù),還應(yīng)考慮與水荷載相關(guān)的荷載系數(shù)。雖然水資源豐富,但在一些集水區(qū),水資源沒(méi)有得到定期利用。我們需要維持河流的生態(tài)需求和基本生態(tài)功能;維持河流和咸水之間的動(dòng)態(tài)平衡以及低洼湖泊的蒸發(fā)功能是生態(tài)系統(tǒng)健康的必要條件。因此,在設(shè)計(jì)環(huán)境影響評(píng)價(jià)系統(tǒng)時(shí),必須考慮許多因素,例如環(huán)境和社會(huì)因素。確保節(jié)水項(xiàng)目的可行性[5]。
因此,水利工程建設(shè)項(xiàng)目隨著社會(huì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷涌現(xiàn)??偟膩?lái)說(shuō),無(wú)論從正面或負(fù)面來(lái)看,興建水利設(shè)施對(duì)環(huán)境的影響,都需要重新重視環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,以盡量減少負(fù)面影響。一是要建立合理的環(huán)境影響評(píng)價(jià)體系,二是要注意水利設(shè)施建設(shè)的規(guī)劃和選址,最后建立水利設(shè)施建設(shè)對(duì)環(huán)境造成損害的賠償機(jī)制。只有這樣才能保證生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,從而促進(jìn)我國(guó)水建設(shè)的健康穩(wěn)定發(fā)展。